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LAS BIOMOLÉCULAS• Son los componentes más
abundantes en una célula despuésde agua.
• Incluyen:las proteínaslos hidratos de carbono
los lípidoslos ácidos nucleicos
• Son estructurales y funcionales.
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Los bioelementos
• Son los elementos más abundantesen las biomoléculas (en las células).
• Incluyen carbono, hidrgeno,o!ígeno, nitrgeno, a"ufre y fsforo.
• #omprenden entre $% a $$ & de lacomposicin de los organismos.
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Fig. 3.05
Monómero + Monómero Dímero
CondensaciónEnzima A
Hidrólisis
Enzima B
Síntesis de biomoléculas
• Las biomoléculas se forman por síntesispor deshidratacin cuando se unen dos omás monmeros.
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Carbohidr
atos
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Carbohidratos
• Sir-en principalmente como fuente decarbono y energía a ni-el celular.
• Se componen de los elementalescarbono, hidrgeno y o!ígeno.
– Se arreglan en una frmula empírica
#(/0)1n.
• Los monmeros o unidades más simples2ue forman los hidratos de carbono son
los monosacáridos o azúcares
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• Los monosacáridos pueden unirsepor enlaces co-alentes conocidoscomo glucosídicos para formarpolímeros.
• Los hidratos de carbono se di-idenen tres categorías por el n3mero de
a"3cares:•
• onosacáridos
• 4isacáridos•
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Monosacári
dos• Las a"3cares simples se clasi6can por eln3mero de átomos de carbono en:• 7riosas 8 9 #
• 7etrosas 8 #
• 5entosas 8 ; #
• /e!osas 8 < #
• /eptulosas 8 = #
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riosas de
importancia biolgica• !os"o#liceraldehí
do 8 es unintermedioimportante endiferentes rutasmetablicas.
• $ihidro%iacetona"os"atada 8 esismero defosfogliceraldehído.
PGAL (C3H6O3)(aldehído)
DHA (C3H6O3)(a ketone)
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&entosas importantes
• 'ibosa 8 forma parte de losnucletidos del >?.
• $eso%iribosa 8 se forma cuandoribosa pierde un átomo de o!ígeno yforma parte de los nucletidos del
4?.
• 'ib(losa 8 inter-iene en el #iclo de
#al-in y 'enson para la 6@acin de
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5entosas
Ribosa (C5H10O5)Deoxiribosa (C5H10O4)
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)e%osas de importancia
• *l(cosa 8 es la fuente principal deenergía y carbono para la mayoríade los organismos.• 7iene < #, A0 / y < .
• Su frmula es #
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)e%osas de importancia
• !r(ctosa 8 es ismero de glucosa y esimportante como intermedio en rutascatablicas.
• 7iene el grupo carbonilo en el segundocarbono.
• Bs una cetona.
• *alactosa + forma parte de la lactosa.
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)e%osas de importancia
Glucosa (C6H12O6)(aldehído))
Fructosa (C6H12O6)(cetona)
Galactosa (C6H12O6)(aldehído)
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$isacáridos• Se forman por síntesis pordeshidratacin cuando se unen dos
moléculas de monosacáridos porenlaces co-alentes.
•
7ienen importancia com3n.
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B@emplos de disacáridos
• S(crosa ,sacarosa- + es la a"3car demesa y se utili"a para endul"ar.
• Se compone de glucosa y fructosa.
• La caCa y la remolacha son sus principalesfuentes.
• Lactosa 8 es la a"3car de la leche.• Se compone de glucosa y galactosa.
• Maltosa 8 es la a"3car de malta.•
Se compone de dos moléculas de glucosa.
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4isacáridosEnlace glucosídico
MaltosaC12H22O11
Enzima
Enzima
SucrosaC12H22O11
GlucosaC6H12O6
GlucosaC6H12O6
GlucosaC6H12O6
Fructosa
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Oli#osacáridos
• Son hidratos de carbono 2ueconsisten de cadenas cortas demenos de die" monosacáridos.
• 7ienen importancia comomoléculas estructurales.
• Son importantes en las membranascelulares.
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&olisacáridos
• Son hidratos de carbono 2ue consisten decadenas de más de die" monosacáridos.
• Sir-en como moléculas de reser-a decarbono y energía.
• Son moléculas estructurales 2ue dan
soporte en las células y organismos.• La manera como se formen los enlaces
entre los monosacáridos determina suspropiedades.
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&olisacáridos
• Se clasi6can en dos tipos generales:
)omopolisacáridos estáncompuestos por moléculas del mismomonosacárido.• B@emplo: almidn (polímero de glucosa)
)eteropolisacáridos están formadospor diferentes monosacáridos.• B@emplo: el agar
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&olisacáridos
• Almid/n 8 es un polímero de glucosa2ue sir-e como reser-a en células-egetales.
– Sus moléculas de glucosa se arreglanformando una estructura enrollada o torcida.
– +n organismo lo puede utili"ar como reser-a
de carbono y energía si tiene amilasa parahidroli"arlo.
– Las plantas lo almacenan en las raíces, en los
tallos o en las ho@as.
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lmidn
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&olisacáridos
• *l(c/#eno 8 es un polisacárido dereser-a en células animales.
– Los humanos lo almacenamos en lascélulas del hígado y de los m3sculos.
– #onsiste de moléculas de glucosa 2uese arreglan formando cadenasrami6cadas.
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&olisacáridos• Cel(losa D es el compuesto orgánico más
abundante en la naturale"a. – Bs un polímero lineal.
–
#onsiste de monmeros de glucosa y es una sustancia6brosa insoluble en agua.
– Bs una molécula estructural de la pared celular de
mayoría de las células -egetales.
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&olisacáridos• 0(itina + es un polisacárido modi6cado por2ue
tiene nitrgeno en sus monmeros 2ue sonmoléculas de acetilglucosamina.
– Bs un componente estructural del e!oes2ueleto deartrpodos y de la pared celular de la mayoría de loshongos.
N-acetilglucosamina
Quitina
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&olisacáridos
• A#ar + es un heteropolisacárido comple@o.
Bs producido por algas marinas ro@as y pardas.
Se utili"a en microbiología como solidi6cantede medios de culti-o y sir-e para preser-ar odar sua-idad a algunos alimentos.
La gran mayoría de los organismos no tenemoslas en"imas para hidroli"arlo y no lo podemosutili"ar.• Slo algunas bacterias y algunos hongos lo hidroli"an.
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LE5I4S
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Lípidos• Bstán formados por los elementos:carbono1 hidr/#eno 2 o%í#eno.
• Sus monmeros son los ácidos #rasos yFo el #licerol 2ue se unen por enlacesco-alentes tipo éster.
• 7ienen una consistencia aceitosa o cerosa.
• Son moléculas no polares
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Gunciones de los lípidos• Sir-en principalmente como reser-as deenergía.
• Son moléculas estructurales de soporte.
• demás sir-en como aisladores, para
formar capas protectoras y para atraerinsectos para la polini"acin de las Hores.
– Bn el cuerpo humano hay un A;D0; & de lípidos
almacenados en los adipocitos.
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7ipos de lípidos
• Los lípidos es un grupo di-erso
de compuestos orgánicos 2ueincluye:
–
los triglicéridos – los fosfolípidos – los terpenos
– los glucolípidos
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Los triglicéridos
• Se conocen com3nmente como #rasas ysir-en como reser-a de energía.
• #onsisten de una molécula de #licerol unida a tres moléculas de ácidos #rasos.
– Bl glicerol tiene tres carbonos y un grupohidro!ilo (8/) unido a cada carbono.
– Los ácidos grasos tienen un es2ueleto deátomos de carbono sin rami6car unido a átomosde hidrgeno y un grupo carbo!ilo (D#/) 2uele da las propiedades de ácido orgánico.
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Los triglicéridos
• Las grasas se forman por síntesis pordeshidratacin entre tres cadenas de
ácidos grasos y una molécula deglicerol por esto se conocen comotriglicéridos.
• B!isten diferentes ácidos grasoscomo por e@emplo: esteárico, oleico y
palmítico y por esta ra"n, hay
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Carboxilo
Glicerol(a) Ácido graso
Enlace éster
(b)
Ácido palmítico
Ácido oleico
Ácido linoleico
(c)Palmítico (d) Oleico (e) Linoleico
Triglicérido
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Las grasas
• 7ienen menos átomos de o!ígeno ymás enlaces de hidrgeno 2ue otrasmacromoléculas. –
7ienen más energía acumulada.
– ?o tienen una regin electropositi-a paraatraer átomos de hidrgeno del agua y
son no polares e hidro"/bicas.
– ?o se disuel-en en agua, pero si ensustancias no polares como la acetona,éter o metano.
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Las grasas
• #uando una grasa es hidroli"adapara formar ácidos grasos y glicerol,
se libera más energía ($ #alorías)2ue cuando se rompe una moléculade un hidrato de carbono (9.; 8 #alorías).
–Bsto se debe a la gran cantidad deenlaces de hidrgeno 2ue tienen.
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Las grasas
• 5or la cantidad de enlaces dehidrgeno se di-iden en dos
grupos:
–sat(radas
–insat(radas
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Jrasas sat(radas • Su es2ueleto de carbono tiene todos sus
electrones de -alencia compartidos conátomos de hidrgeno en enlaces
co-alentes.
• Las grasas animales como mante2uilla,manteca y tocino son e@emplos de grasassaturadas.
• Son slidas a temperatura de saln por2ue
tienen un punto de fusin alto.
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Jrasas sat(radas • Su es2ueleto de carbono tiene todos sus
electrones de -alencia compartidos conátomos de hidrgeno en enlaces
co-alentes.
• Las grasas animales como mante2uilla,manteca y tocino son e@emplos de grasassaturadas.
• Son slidas a temperatura de saln por2ue
tienen un punto de fusin alto.
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Ceras• Son un tipo de grasas com3n 2ue soninsolubles en agua.
• #onsisten de alcoholes de cadena largaunidos a ácidos grasos de cadena larga.
• 4i6eren de los triglicéridos en 2ue tienen
alcoholes de más de tres carbonos en -e" deglicerol (9#).
• 5ueden ser slidas o aceitosas a temperatura
de saln por2ue pueden ser saturadas oinsaturadas.
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#eras
• Se pueden encontrar formandoestructuras protectoras en plantas oanimales.
– la cutina 2ue cubre y protege las ho@as enplantas
–
la cubiertas grasosas de insectos, de lasplumas de las a-es, de la piel y del pela@e deanimales• Las ceras ayudan a las a-es a Hotar sobre el agua.
• Se utili"an ara reser-ar diferentes
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!os"olípidos• Los fosfolípidos se componen de unamolécula de #licerol, dos de ácidos#rasos y (n "os"ato.
– Bl terminal donde está el fosfato es hidrofílico y elterminal donde están los ácidos grasos eshidrofbico.
– Son el componente estructural principal de lasmembranas celulares.
– Bl fosfato tiene una carga eléctrica de 89 2ue lepermite formar enlace con otro grupo funcional,
como un compuesto nitrogenado.
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!os"olípidos• Los fosfolípidos se componen de unamolécula de #licerol, dos de ácidos#rasos y (n "os"ato.
– Bl terminal donde está el fosfato es hidrofílico y elterminal donde están los ácidos grasos eshidrofbico.
– Son el componente estructural principal de lasmembranas celulares.
– Bl fosfato tiene una carga eléctrica de 89 2ue lepermite formar enlace con otro grupo funcional,
como un compuesto nitrogenado.
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*l(colípidos• Son una combinacin de hidratosde carbono y lípidos.
• parecen en las membranascelulares e inter-ienen en lacom(nicaci/n 3(ímica
intercelular.
• ct3an como lugares de recepcin
en la membrana celular.
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Lipoproteínas• #onsisten de una molécula delípido unida a una molécula de proteína.
• Son parte estructural de lamembrana celular.
• Gorman lugares de recepcin parala comunicacin entre células.
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)ormonas se%(ales,corticoesteroides-
• Incluyen los estrgenos y los andrgenos2ue son las hormonas para lareproduccin se!ual.
• Se forman en la corte"a renal.
• Los esteroides anablicos usados para
aumentar la masa muscular estáncompuestos de testosterona sintética. – Su uso no es recomendable por2ue tienen
efectos secundarios, como causar impotencia,
leucemia, etc...
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4steroles• Los esteroles son un tipo de lípidos
2ue tienen grupos hidro!ilo unidosa los anillos.
• Bl colesterol es el esterol máscom3n y es bien importante por2ue
es parte de la composicin de lamembrana celular de célulaseucaritidas.
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#olesterol
• Se asocia con enfermedades del sistemacardio-ascular, como la arteriosclerosis, enpersonas 2ue ingieren una dieta alta en
grasas.
– Bl colesterol se une a las paredes de los -asossanguíneos y los endurece.
• Las células del hígado pueden sinteti"arcolesterol a partir de grasas, sino el cuerpo
lo toma ya formado de los alimentos.
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#olesterol
• Se asocia con enfermedades del sistemacardio-ascular, como la arteriosclerosis, enpersonas 2ue ingieren una dieta alta en
grasas.
– Bl colesterol se une a las paredes de los -asossanguíneos y los endurece.
• Las células del hígado pueden sinteti"arcolesterol a partir de grasas, sino el cuerpo
lo toma ya formado de los alimentos.
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5itamina $• Bs un esteroide soluble en grasa.• 5romue-e el crecimiento de los huesos, la
minerali"acin y aumenta la absorcin de
calcio en el cuerpo humano.
– Bl aceite de bacalao, los hue-os y productoslácteos son buenas fuentes.
– +na de6ciencia causa ra2uitismo en niCos yosteomalacia en adultos.
– +n e!ceso ocasiona -mitos, pérdida de pesoy daCos renales.
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Los terpenos• Son lípidos parecidos a los esteroides
2ue se deri-an de sustancias decinco carbonos.
• Son subunidades 2ue se unenformando un polímero de cadena
larga insoluble en agua 2ue formaparte de la molécula de cloro6la.
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&'O467AS
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5roteínas
• 7ienen los elementos: carbono,hidr/#eno, o%í#eno, nitr/#eno y
az("re.
• Sus monmeros se conocen como
aminoácidos.
• Son las biomoléculas más
abundantes en las células.
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minoácidos
• B!isten -einte aminoácidos esenciales2ue se unen para formar polímeroscomo las proteínas y los péptidos.
• #ada aminoácido tiene cinco partes:• un átomo de carbono central• un grupo amino terminal
• un grupo carbo!ilo terminal en el e!tremocontrario
• un átomo de hidrgeno• un grupo o radical > (2ue es el resto de la
molécula) D es la parte 2ue -aría entre unaminoácido otro.
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AsparaginaAsn
P O L A R
GlutaminaGln
TirosinaTyr
SerinaSer
TreoninaThr
Grupo R
Carbono
alfa
minoácidos polares
minoácidos con carga
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Fig. 3.16 cont.
Ácido asparticoAsn
Ácido glutamicoGlu
ArgininaArg
LisinaLys
HistidinaHis
ÁCIDOS BÁSICOS
minoácidos con cargaeléctrica
i á id l
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GlicinaGly
AlaninaAla ValinaVal LeucinaLeuIsoleucinaIle
Triptofano
Trp
Prolina
Pro
Cisteína
Cys
Metionina
Met
Fenilalanina
Phe
minoácidos no polares
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Bnlaces en las proteínas
• Los enlaces 2ue unen los aminoácidos encadenas se conocen como enlacespeptídicos.
– Se forman por síntesis por deshidratacin entreel grupo carbo!ilo (8#/) del 3ltimoaminoácido en la cadena 2ue pro-ee un 8/D yel grupo amino (8?/0) del pr!imo aminoácido2ue pierde un 8/K.
– La unin de dos aminoácidos forma undipéptido y la unin de muchos forma unpolipéptido.
•
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Glicina
Grupo R
Alanina(a)
(b)Glicilalanina
Cisteína
GrupoCarbonilo
GrupoAmino Grupo R
Grupoaminolibre
Glicilalanilcisteína (un tripéptido)Freecarboxylgroup
Glicilalanina (un dipéptido)
Enlace péptido
Formación de enlaces péptidos
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4iferencias entre proteínas
• Las proteínas di6eren entre sí en: – el n3mero total de moléculas de
aminoácidos
– la secuencia de aminoácidos en lascadenas
– la cantidad de cada aminoácido
– el n3mero de cadenas de aminoácidos
–
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5roteínas
• Las proteínas se desnaturali"an atemperaturas altas.
• Se precipitan en p/ muy ácido omuy alcalino.
• ?o diali"an a tra-és de la membranacelular por2ue son moléculas de altopeso molecular.
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5roteínas• Son el componente estructural más
abundante en las células.
•
Son moléculas funcionales importantes ani-el celular.
– Su funcin depende de su estructura.
– Bl ni-el de organi"acin determina la funcinbiolgica de una proteína.
– Su forma o con6guracin determina cmo
interact3an 2uímicamente.
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#uatro ni-eles de organi"acinen las proteínas• estr(ct(ra primaria
• estr(ct(ra sec(ndaria
• estr(ct(ra terciaria
• estr(ct(ra c(aternaria
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4str(ct(ra primaria
• Se re6ere a la secuencia lineal delos aminoácidos en una proteína.
• Bs la estructura más simple de unaproteína.
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4str(ct(ra sec(ndaria
• Se forma cuando una proteína se dobla o seenrrolla en el espacio.
• #uando se forma una proteína, se formanenlaces de hidrgeno entre cada cuartoaminoácido en la cadena.
– Bn algunas moléculas, esto ocasiona una formacircular escalonada conocida como patrnhelicoidal.
• Las proteínas 6brosas, como la 2ueratina,
slo tienen estructuras primaria y
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4str(ct(ra terciaria
• Bs una estructura tridimensional 2uese forma cuando algunas proteínasse doblan hacia atrás sobre si
mismas.• Los grupos > en la moléculainteraccionan entre si o el
es2ueleto de carbono se doblacreando la estructuratridimensional permanentemente.
• Se conocen como proteínas
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4str(ct(ra terciaria
• 7ienen enlaces disulfuro (S D S) fuertesentre los átomos de a"ufre de lasmoléculas de cisteína.
• *stos tuercen la molécula formandolos dobleces permanentes en suestructura.
• parece en muchas en"imas y su formadetermina cmo pueden interactuar
con otras moléculas.
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4str(ct(ra c(aternaria
• Se forma cuando dos o más cadenasde polipéptidos globulares
indi-iduales interact3an y se tuercenentre si para formar una molécula deproteína.
• La hemoglobina tiene una estructuracuaternaria formada por cuatro
cadenas polipéptidas
5roteínas de
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5roteínas deimportancia biolgica
• 4nzimas Las en"imas son catali"adores
orgánicos biolgicos 2ue inter-ienen
en las reacciones 2uímicas.
>educen la energía de acti-acin delas reacciones metablicas acelerando
su -elocidad.
Son bien especí6cas para el sustratosobre el cual act3an y para la reaccinue catali"an.
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Bn"imas
• Se componen principalmente de unaproteína 2ue es la 2ue le con6ere laespeci6cidad.
• >e2uieren una temperatura y un p/ptimos para 2ue reaccionen.
• Son reutili"ables por2ue se liberaninalteradas de la reaccin en condicionesnormales.
– #ada célula forma sus propias en"imas en
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)ormonas• Son proteínas producidas porglándulas, te@idos o célulasespeciali"adas en animales.
• Son producidas en áreas especialesde las plantas.
• Inter-ienen en la homeostasis de losorganismos.
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5roteínas estructurales
• 0(eratina 8 es el componenteestructural del pelo, las uCas, laspe"uCas y otras estructurasanimales.
• Actina 8 es una proteína contráctilen el citoplasma 2ue forma partede los micro6lamentos delcitoes2ueleto y del sarcmero de
los m3sculos
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M#I4S ?+#LBI#S
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cti-idad de Introduccin a
cidos ?ucleicos• Ner 5elícula J7#
– /acer reHe!in en torno a:• #onsideraciones éticas y morales• #onsideraciones cientí6cas• tras consideraciones
–
Bntregar reHe!in en la pr!imareunin de la clase
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8cidos n(cleicos• Sus componentes elementalesson: carbono, hidr/#eno,
o%í#eno, nitr/#eno y "/s"oro.
• Sus monmeros son los
n(cle/tidos.
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?ucletidos
• #ada nucletido consiste de unabase nitro#enada, una pentosa y
un #r(po "os"ato.
• La unin de una pentosa con una
base nitrogenada se denominanuclesido.
?ucletido
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Grupofosfato
Adenina(purina) -basenitrogenada
Ribosa
(pentosa)
?ucletido
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'ases nitrogenadas
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'ases nitrogenadas
• Las bases se di-iden en dos grupos:
– Las p(rinas 2ue están formadas por dosanillos de carbono.
• Son adenina y #(anina.
– Las pirimidinas 2ue slo tienen unanillo.
• Son citocina, timina y (racilo.
' it d
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Citosina (C)(a)
(b)
Timina (T) Uracilo (U)
Adenina (A) Guanina (G)
P u r i n a s
P i r i m i d i n a s
'ases nitrogenadas
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5entosas
• Las pentosas de los ácidos nucleicosson:
–ribosa
–deso%iribosa
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?ucletidos
• Los nucletidos de un ácido nucleico slo-arían en la base nitrogenada 2ue tienen.
• B!isten cuatro nucletidos diferentes encada ácido nucleico.
• *stos se unen unos con otros por enlacesfosfodiéster en diferentes secuencias paraformar las moléculas de los ácidosnucleicos 2ue pueden -ariar entre unacélula y otra.
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?ucletidos
• Los nucletidos de un ácido nucleico slo-arían en la base nitrogenada 2ue tienen.
• B!isten cuatro nucletidos diferentes encada ácido nucleico.
• *stos se unen unos con otros por enlacesfosfodiéster en diferentes secuencias paraformar las moléculas de los ácidosnucleicos 2ue pueden -ariar entre unacélula y otra.
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Fig. 3.25
Ribosa Guanine
Citosina
Adenine
Uracilo
nucleótido
Enlace fosfodiéster
Ribosa
Ribosa
Ribosa
4iferencias entre
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4iferencias entrelos dos ácidos nucleicos
• Las moléculas de los ácidos nucleicosdi6eren en:
– la secuencia de nucletidos
– en el porciento de cada nucletido
– el n3mero total de moléculas denucletidos.
L l id d 4?
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Los nucletidos de 4?
• deo!iadenosina D ;A D fosfatada(d5)
• deo!iguanosina D ;A D fosfatada(dJ5)
• deo!icitidina D ;A D fosfatada (d#5)
•
timidina D ;A
D fosfatada (75)
? l tid d >?
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?ucletidos de >?
• adenosina ;A fosfatada (5)
•
guanosina ;A
fosfatada (J5)
• citidina ;A fosfatada (#5)
• uridina ;A fofatada (+5)
Bstructura del 4?
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Bstructura del 4?
• Bl 4? es una molécula doble con dospolinucletidos complementarios 2ue se arreglanformando una hélice.
•
Los polinucletidos se unen entre si por enlaces dehidrgeno 2ue se forman entre las bases 2ue soncomplementarias. – adenina con timina 2ue se unen por dos enlaces
– guanina con citocina 2ue se unen por tresenlaces
• Las bases 2uedan en el centro de la molécula y las
a"3cares alternan con los fosfatos de manera
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BS7>+#7+> 4BL 4?
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+ i d l tid
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+nin de nucletidos
• Los nucletidos se unen por enlaces 2uímicosentre sí para formar los polinucletidos.
• ntes, son acti-ados por energía 2ue pro-ee el75 y se con-ierten en moléculas trifosfatadascon dos enlaces de alta energía.
• Bn la forma acti-ada se pueden usar a ni-el
celular como transportadores de energía a cortopla"o.
– Bl A& ,trifosfato de adenosina) es el nucletido acti-adomás utili"ado a ni-el celular como transportador de
energía.
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Adenina
Ribosa
3 grupos fosfato
ATP
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7i d >?
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7ipos de >?
• Bl >? se clasi6ca por su funcin en trestipos:
– mensa@ero (>?m) 8 copia el cdigo
genético del 4? y lo lle-a a losribosomas para la síntesis de proteínas.
– ribosomal (>?r) D es componente
estructural de los ribosomas.
– de transferencia (>?t) 8 lle-a los
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5roteínas estructurales
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5roteínas estructurales
• 0(eratina 8 es el componenteestructural del pelo, las uCas, laspe"uCas y otras estructuras
animales.
• Actina 8 es una proteína contráctil
en el citoplasma 2ue forma partede los micro6lamentos delcitoes2ueleto y del sarcmero de
los m3sculos
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>BGB>B?#IS
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>BGB>B?#IS
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