Fundamentos de bioquimica
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TEMA 3
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
CARBOHIDRATOS
CONSTITUYENTES DE LA CÉLULA
compuestos poliméricos de alto peso molecular: proteínas, ácidos nucleícos,
polisacáridos, lípidos
otros materiales de almacenamiento: grasas, polihidroxubutirato y glicógeno
célula
Pared celular Polisacáridos, proteínas y lípidos
Citoplasma Proteínas en forma de enzimas
Núcleo Ácidos nucleícos en forma de ADN
Otros metabolitos sales inorgánicas: NH4+, PO4
3-, K+, Ca2+, Na+, SO42-
Intermedios: piruvato, acetato
vitaminas
50% carbohidratos,
20% oxígeno,
4% nitrógeno,
8% hidrógeno,
3% fósforo,
1% azufre
Trazas de K+, Na+,Ca2+,Mg2+,Cl- y vitaminas
BACTERIA
2
NIVELES DE ESTUDIO
Y COMPRENSIÓN
MOLECULAR: Biología molecular, Bioquímica
CELULAR: Biología celular, Microbiología
POBLACION: Microbiología, Ecología
PRODUCCION: Ingeniería de Bioprocesos
3
CARBOHIDRATOS
Biomoléculas mas abundantes en la tierra
Cada año, mediante fotosíntesis, las plantas y
algas convierten mas de 100 billones de toneladas
de CO2 y H2O en azucares que luego polimerizan
en polisacáridos como celulosa y almidón.
CO2 + H2O CH2O + O2 Fotosíntesis
Respiración
Luz
Energía
CARBOHIDRATOS
Principal fuente de energía en la mayoría de los
organismos.
La oxidación de carbohidratos es la fuente de
energía de muchas células no fotosintéticas
Juegan un papel importante como compuestos
estructurales y de almacenamiento en las células,
Rol crítico en la modulación de señales químicas
en plantas y animales
EL almidón y los azucares son la base de la dieta
humana en muchas partes del mundo
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CARBOHIDRATOS
Son polihidroxi- aldehídos o cetonas compuestos de C, H
y O
Aldehídos: aldosas (CHO)
Cetonas: cetosas (COH)
Formula Empírica:
CnH2nOn = (CH2O)n n>3
Algunos contienen N, P, S
CARBOHIDRATOS Monosacáridos:
Carbohidratos mas pequeños
unidad simple de polihidroxi- aldehído o cetona.
Mas abundante: D-Glucosa
Oligosacáridos Cadenas cortas de monosacáridos unidas por enlaces glucosídicos (2-12
unidades)
Mas abundante: disacáridos (2 unidades) Ej. Sacarosa
Polisacáridos Largas cadenas desde >12 hasta cientos o miles de unidades de
monosacáridos
Lineales o ramificados
Mas abundantes: Celulosa, almidón
Halócidos: solo monosacáridos
Heterósidos: fracción no glucídica
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CLASIFICACIÓN DE LOS
MONOSACÁRIDOS
Grupo funcional
Aldehído el grupo carbonilo se encuentra al final de la cadena ALDOSA
Cetona el grupo carbonilo se encuentra en cualquier otra posición de la cadena CETOSA
GLICERALDEHIDO DIHIDROXICETONA
ALDOSAS CETOSAS
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D-GLUCOSA D-FRUCTOSA
Una Aldohexosa Una cetohexosa
Isomería:
Esteroisómeros: D-glucosa a (abajo) o b(arriba)
Especulares: dextro (D) o levo (L).
*Carbono Quiral.
Mutarotación:
aparición del segundo isómero en una solución donde sólo había uno
Mezcla racémica (no actúa con la luz polarizada).
UN POQUITO DE ORGÁNICA
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Proyección de Fisher
Fórmulas de Perspectiva
ISOMEROS
Isómeros
constitucionales Esteroisómeros
Configuracional Conformacional
Enantiómeros
Imágenes especulares
no superponibles
Diasteroisómeros
Esteroisómeros que no son
imágenes especulares
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Espejo
Sedoheptulosa Heptose 7
Alosa, Altrosa,
Fructosa, Galactosa,
Glucosa, Gulosa,
Idosa, Manosa,
Sorbosa, Talosa,
Tagatosa
Hexose 6
Arabinosa, Ribosa,
Ribulosa, Xilosa,
Xilulosa, Lixosa
Pentosas 5
Eritrosa, Treosa Tetrosas 4
Ejemplos Categoría Numero de
Carbonos
CLASIFICACIÓN DE LOS
MONOSACÁRIDOS
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ESTRUCTURAS DE CINCO CARBONOS COMPONENTES
ESENCIALES DEL ADN Y ARN.
D-Ribosa 2- Deoxi-D-Ribosa
D-Ribosa 2- Deoxi-D-Ribosa
ALDOPENTOSAS
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DISACARIDOS
Disacárido Descripción Componentes
sucrosa azúcar común glucosa 1α→2 fructosa
maltosa producto de la hidrólisis
del almidón glucosa 1α→4 glucosa
trehalosa se encuentra en los
hongos glucosa 1α→1 glucosa
lactosa el azúcar principal de la
leche galactosa 1β→4 glucosa
melibiosa se encuentra en plantas
leguminosas galactosa 1α→6 glucosa
celobiosa En las plantas, monómero
de la celulosa glucosa 1β→4 glucosa
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MALTOSA α-D-Glucopiranosil-(1 →4)-D-Glucopiranosa
SACAROSA β-D-Glucosa + β-D-Fructosa
β-D-Fructofuranosil.α-D-Glucopiranosido Fru (β2→1α) Glc
TREALOSA α-D-Glucosa + α-D-Glucosa
α-D-Glucopiranosil-α-D-Glucopiranosido Glc (α1→1α)
LACTOSA β-D-Glucosa + β-D-Galactosa
β-D-Galactopiranosil-(1-4)- β-D-Glucopiranosido Gal (β1→4)Glc
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POLISACÁRIDOS
HOMOPOLISACARIDOS HETEROPOLISACARIDOS
LINEAL RAMIFICADO LINEAL
2 MONÓMEROS
RAMIFICADO
MÚLTIPLES
MONÓMEROS
CELULOSA :
Homopolímero lineal de unidades
de glucosa unidas por enlaces
β1-4 Glucosídicos.
Mas abundante en la naturaleza
40-50% de la biomasa es celulosa
Una molécula contiene mas de
104 residuos de glucosa
Longitudes de 6-8 nm
PM 1-2 x 106 Da
ALMIDÓN :
Homopolímero de la Glucosa
Polisacárido de reserva
Amilosa : lineal , 200-300
residuos de glucosa unidos por
enlaces α1-4 Glucosídicos
Amilopectina: ramificado, 20-25
residuos unidos entre si por
enlaces α1-4 y unidos a la
cadena lineal por enlaces α1-6
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Aspecto con el objetivo de 100X de la endodermis y tejido de
transfusión. Pueden observarse granos de almidón (amarillo) en el
interior de las células de la endodermis
http://virtual.ujaen.es/atlas/hojapino/hojapino100x2almidon.htm
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GLUCOPROTEÍNAS:
-1 al +30% son C.H
predomina la proteína.
Mayor parte de las proteínas expuestas extracelularmente.
Proteínas de la superficie externa de las células animales.
Mayor parte de proteínas secretadas.
Mayor parte de las proteínas plasmáticas.
Forman el glucocálix(cubierta extracelular).
PROTEOGLUCANOS
Polisacáridos (95%
del peso) más
proteínas.
Substancia básica o
cemento intracelular
=> rellena el espacio
intracelular de la
mayor parte de los
tejidos.