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MOLÉCULAS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA

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by

yerly sierra

on 20 May 2014

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Transcript of MOLÉCULAS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA

COMPOSICIÒN QUÌMICA DEL AGUA
AGUA

PROPIEDADES BILOGICAS DEL AGUA
GRUPOS FUNCIONALES
CLASIFICACIÒN
MOLÉCULAS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA
Maryuri Beltran
Camila Ovalles
Camila Calderon
Dayana Sierra
ZAIDA ROCIO CONTRERAS VELASQUEZ
BIOLOGÍA
PREUNIVERSITARIO CIENCIAS AGRARIAS
2014
La molécula de agua consta de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, unidos covalentemente. Debido a la diferencia de electronegatividad entre los mismos se crea una distribución asimétrica de cargas lo que llega a la formación de una molécula polar
PROPIEDADES QUÌMICAS DEL AGUA
Los anhídridos u óxidos ácidos reaccionan con el agua y forman ácidos oxoácidos.

CO2 + H2O H2CO3 (ácido carbónico)
SO2 + H2O H2SO4 (ácido sulfúrico)
N2O5 + H2O 2.HNO3 (ácido nítrico)
1) REACCIONA CON LOS ÒXIDOS ÀCIDOS:
los óxidos de los metales u óxidos básicos
reaccionan con el agua para formar hidróxidos. Muchos óxidos no se disuelven en el agua,
pero los óxidos de los metales activos se combinan con gran facilidad.


Na2O + H2O 2.NaOH (hidróxido de sodio)
CaO + H2O Ca (OH)2 (hidróxido de calcio)
MgO + H2O Mg (OH)2 (hidróxido de magnesio)
2) REACCIONA CON LOS ÒXIDOS BÀSICOS:
Algunos metales descomponen el agua en frío y otros lo hacían a temperatura elevada.

En agua fría
2 Na + 2.H2O 2.NaOH + H2 (Hidróxido de sodio mas hidrógeno)
Ca + 2.H2O Ca (OH)2 + H2 (Hidróxido de calcio mas hidrógeno)

En agua a temperatura elevada

Mg + H2O + calor MgO + H2 (óxido de magnesio mas hidrógeno)
3 Fe + 4.H2O + calor Fe3O4 + 4.H2 (óxido ferroso-férrico mas hidrógeno)
3) REACCIONA CON LOS METALES:
4) REACCIONA CON NO METAES
el agua reacciona con los no metales, sobre todo con los
halógenos, dando los siguientes compuestos:

Cl2 + H2O HCl + HClO (ácido clorhídrico y ácido hipocloroso)
Br2 + H2O HBr + HBrO (ácido bromhídrico y ácido hipobromoso)

Haciendo pasar carbón al rojo sobre el agua se descompone y se forma una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno (gas de agua):

C + H2O CO + H2 (gas de agua)
el agua forma combinaciones complejas con
algunas sales, denominándose hidratos, como son:

CuSO4•5.H2O
(sulfato cúprico hidratado con 5 moléculas de agua)

FeSO4•7.H2O
(sulfato ferroso hidratado con 7 moléculas de agua)

ZnSO4•7.H2O
(sulfato de zinc hidratado con 7 moléculas de agua)

Na2CO3•10.H2O
(carbonato sódico hidratado con 10 moléculas de agua)
5) SE UNE EN LAS SALES FORMANDO HIDRATOS
PROPIEDADES FÌSICAS DEL AGUA
CARBOHIDRATO
Los carbohidratos son fuente de energía.
Ayudan a ahorrar energía
Ayudan a mantener sus niveles normales
Proveen la energía
Tienen acción protectora contra residuos
Tienen acción laxante
Intervienen en la información de ácidos
Proveen ciertas proteínas, minerales y vitaminas.
Añaden sabor a los alimentos y bebidas
FUNCIONES
MONOSACÀRIDOS
Son solidos, cristalino, incoloros, solubles en agua y de sabor dulce. Responde ala formula empirica
(CH2O)n
TRIOSAS
Las triosas son monosacáridos formados por una cadena de tres átomos de carbono. Su fórmula empírica es C3H6O3. Como en los demás monosacáridos, en las triosas aparecen los grupos cetona y aldehído
TETROSA
Las tetrosas son monosacáridos (glúcidos simples) formados por una cadena de cuatro átomos de carbono. Siempre se encuentra en su forma lineal ya que no sería estable una forma ciclada
PENTOSAS
HEXOSAS
CETOSAS
un grupo carbonil cetónico y grupo hemiacetal
un grupo carbonil aldehídico y grupo hemiacetal
ALDOSAS
Las pentosas son monosacáridos (glúcidos simples) formados por una cadena de cinco átomos de carbono. Como en los demás monosacáridos aparecen en su estructura grupos hidroxilo (OH). Además, también pueden llevar grupos cetónicos o aldehídicos. La fórmula general de las pentosas es C5H10O5.
Las hexosas son monosacáridos (glúcidos simples) formados por una cadena de seis átomos de carbono. Su fórmula general es C6H12O6. Su principal función es producir energía. Un gramo de cualquier hexosa produce unas 4 kilocalorías de energía. Las más importantes desde el punto de vista biológico son: glucosa, galactosa y fructosa.
PTOTEINAS
Las proteínas son macromoléculas constituidas a partir de aminoácidos que desempeñan funciones diversas, todas ellas de extraordinaria importancia, en los seres vivos.
FUNCIONES
Existen veinte aminoácidos que entran a formar parte de las proteínas (aminoácidos proteinogenos) ello permite que existan posibilidades practicamente infinitas depolimeros diversos.

Por consiguiente las proteínas ,pueden desempeñar una gran multiplicidad e funciones entre las que podemos destacar:

Catalíticas
(enzimas)
Reguladoras
(hormonas, neurotransmisores,etc)
De transporte
(albùnina, hemoglobina, apoproteìnas, etc)
Estructurales
(colágeno, queratina, elastina, etc)
Defensivas
(inmunoglobulinas, fibrinògenos, etc)
Reserva
(ferritina, mioglobina, etc)
Energética
(todas las proteínas, aunque tengan otras funciones)
PROPIEDADES
PARTICIPACIÓN SELECTIVA
El agua es el disolvente biológico por excelencia. En disolución acuosa, los residuos hidrofóbicos de las proteínas se acumulan en el interior de la estructura, mientras que en la superficie aparecen diversos grupos con carga eléctrica, en función del pH del medio
CAPACIDAD AMORTIGUADORA
Esta propiedad se debe a la existencia de:

Grupos ionizables de las cadenas laterales de los aminoácidos Asp, Glu, Lys, Arg, His, Tyr, Cys.

Grupos COOH y NH2 terminales (Tabla de la derecha).

Por este motivo, las proteínas poseen un considerable poder amortiguador en una amplia zona de pH.
PROPIEDAD OSMÓTICA
Como todo soluto molecular o iónico, las proteínas ejercen un efecto osmótico cuando existen barreras que limitan su libre difusión, como puede ser una membrana semipermeable , que permite el paso del agua, pero no de los solutos.
Si tenemos dos compartimentos acuosos separados por una membrana semipermeable y uno de ellos contiene proteínas, éstas tienden a captar agua del compartimento vecino (Figura de la derecha).
GRUPO FUNCIONAL
POLISACÀRIDOS
son el resultado de la unión de más de 10 unidades ampliamente distribuidos en la naturaleza.
ALMIDÒN
Es un polisacárido de reserva en vegetales. Se trata de un polímero de glucosa, formado por dos tipos de moléculas: amilosa (30%), molécula lineal, que se encuentra enrollada en forma de hélice, y amilopectina (70%), molécula ramificada.
GLUCÒGENOS
CELULOSA
Polisacárido estructural de los vegetales en los que constituye la pared celular.
Es el componente principal de la madera (el 50% es celulosa) algodón, cáñamo etc. El 50 % de la Materia Orgánica de la Biosfera es celulosa.
PECTINA
Es un heteropolisacárido. Junto con la celulosa forma parte de la pared vegetal. Se utiliza como gelificante en industria alimentaría (mermeladas).
AGAR-AGAR
Es un heteropolisacárido con enlace ALPHA.gif (842 bytes). Se extrae de algas rojas o rodofíceas.
Se utiliza en microbiología para cultivos y en la industria alimentaria como espesante.
En las etiquetas de productos alimenticios lo puedes encontrar con el código E-406.
GOMA ARÀBIGA Y GOMA DE CEREZO
Pertenecen al grupo de las gomas vegetales, son productos muy viscosos que cierran las heridas en los vegetables.
Es un polisacárido de reserva en animales, que se encuentra en el hígado (10%) y músculos (2%).
Presenta ramificaciones cada 8-12 glucosas con una cadena muy larga (hasta 300.000 glucosas). Se requieren dos enzimas para su hidrólisis (glucógeno-fosforilasa) dando lugar a unidades de glucosa
QUITINA
Forma el exoesqueleto en artrópodos y pared celular de los hongos. Es un polímero no ramificado de la N-acetilglucosamina.
DISACARIDOS
Los monosacáridos, en especial la glucosa y sus derivados, tienen un lapso de vida muy corto dentro de la célula ya que la mayoría de ellos se degradan por hidrólisis para liberar su energía química utilizada en las diferentes reacciones celulares, o se unen mediante enlaces glucosídicos (C-O-C) por síntesis de deshidratación para formar disacáridos y polisacáridos. El enlace glucosídico se forma entre el hidroxilo ( este aporta un -H ) del carbono 1 del primer monosacárido con el -OH del carbono 2, 3 o 4 del segundo monosacárido formando una molécula de agua; los enlaces resultantes serán alfa (a ) o beta ( ß ) según la posición del -OH en el primer azúcar.
Los disacáridos a menudo se usan en las plantas para almacenar energía por corto tiempo, los más comunes en la naturaleza son: la Sacarosa, la Maltosa y la Lactosa.
SACAROSA
La sacarosa o azúcar de mesa, es el resultado de la unión del carbono 1 de la a-glucosa y el carbono 2 de la ß-fructosa con un enlace glucosídico a(1--› 2); es un compuesto de gran valor energético y uno de los principales componentes de la caña de azúcar y del azúcar de la remolacha. La hidrólisis de la sacarosa por ácidos o por enzimas como la invertasa o sacarasa, rompe el enlace glucosídico y se obtiene el azúcar invertido que es una mezcla de glucosa y fructosa.
MALTOSA
La maltosa está formada por dos moléculas de a-glucosa con el enlace glucosídico a(1--› 4) entre el carbono 1 de la primera molécula y el carbono 4 de la segunda. Este compuesto se obtiene después de la digestión del almidón, es un azúcar reductor debido a que reduce el ión cúprico a ión cuproso cuando se emplea el reactivo de Felhing. Otros disacáridos tienen función estructural como la celobiosa, constituida por dos moléculas de ß-glucosa entre las cuales existe un enlace glucosídico ß( 1 --> 4 ), se obtiene durante la degradación o síntesis del polisacárido celulosa.
LACTOSA
La molécula de la lactosa o azúcar de la leche ( entre 2-7% ), está constituída por ß-galactosa y a-glucosa, con el enlace glucosídico ß( 1 --> 4 ) entre el carbono 1 de la ß-galactosa y el carbono 4 de la a-glucosa. Es un azúcar reductor sintetizado por las células secretoras de las glándulas mamarias durante la lactancia, su hidrólisis se lleva a cabo por la acción de la enzima Lactasa.
ENLACES GLUCÒSIDICOS
Hay dos tipos de enlaces entre un monosacárido y otras moléculas:
N-GLUCOSIDICO
El enlace N-Glucosídico se forma entre un -OH y un compuesto aminado, originando aminoazúcares.
O-GLUCOSIDICO
El enlace O-Glucosídico se realiza entre dos -OH de dos monosacáridos.
1. SEGÚN SU COMPOSICIÓN:
Proteínas simples u Holoproteínas
Proteínas conjugadas
Glicoproteínas
Lipoproteínas
Nucleoproteínas
Metaloproteínas
Hemoproteínas o Cromoproteínas
2. DE ACUERDO CON SU MORFOLOGIA Y SOLUBILIDAD:
Proteínas fibrosas
Proteínas Globulares
Albúminas
Globulinas
Glutelinas
Prolaminas
3. DE ACUERDO CON SU FUNCIÓN BIOLÓGICA:
Proteínas estructurales
Proteínas de transporte
Proteínas de defensa
Proteínas hormonales
Proteínas como factores de crecimiento
Proteínas catalíticas o enzimas
Proteínas contráctiles
Proteínas receptoras
Proteínas de transferencia de electrones
CLASIFICACIÒN DE LAS PROTEÌNAS
AMINOÀCIDOS
Los aminoácidos, como su nombre lo indica, son bifuncionales. Contienen un grupo amino básico y un
grupo carboxílico ácido.

ESTRUCTURA DE LAS PROTEINAS
En la estructura de las proteínas se pueden considerar cuatro niveles de organización: primario, secundario, terciario y cuaternario. Cada uno de los cuales resalta un aspecto diferente y depende de distintos tipos de interacciones. Mientras la estructura primaria es simplemente la secuencia lineal de aminoácidos de una cadena polipeptídica las demás establecen su organización tridimensional de péptidos o conjunto de ellos.
ESTRUCTURA PRIMARIA
Se considera como estructura primaria a la secuencia lineal específica (sin ramificaciones) de aminoácidos de una cadena polipeptídica la cual es el resultado de la traducción de la información genética contenida en la secuencia de nucleótidos del ADN.
ESTRUCTURA SECUNDARIA
Consiste en el enrollamiento de la cadena peptídica sobre su propio eje para formar una hélice o alguna otra estructura tridimensional específica. La estructura secundaria más común es la a-hélice (alfa), la cual se caracteriza por formar una estructura geométrica en espiral, muy uniforme, en la que cada
ESTRUCTURA TERCIARIA
Es raro para una proteína entera permanecer con la estructura de a-hélice u hoja ß-plegada . La mayoría de ellas adquieren formas tridimensionales complejas denominadas estructuras terciarias, debido a que mientras la secundaria trata fundamentalmente de la conformación de los aminoácidos adyacentes de la cadena polipeptídica, la estructura terciaria describe la conformación definitiva y específica de la proteína.
ESTRUCTURA CUATERNARIA
Se mencionó anteriormente muchas proteínas tienen dos o más cadenas plegadas de polipéptidos (subunidades) para formar su estructura terciaria. En la estructura cuaternaria se consideran moléculas proteicas superiores a los 50 mil daltons en donde las subunidades constitutivas pueden ser idénticas o diferentes y se asocian para formar dímeros, trímeros y tetrámeros.
EL ENLACE PEPTÍDICO
Los péptidos están formados por la unión de aminoácidos mediante un enlace peptídico. Es
un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aa. y el grupo amino del
siguiente, dando lugar al desprendimiento de una molécula de agua.
El enlace peptídico tiene un comportamiento similar al de un enlace doble, es decir, presenta
una cierta rigidez que inmoviliza en un plano los átomos que lo forman.
LIPIDOS
Los lípidos son un grupo amplio y heterogéneo de compuestos insolubles en agua, pero solubles en solventes orgánicos no polares como el éter, el cloroformo o el benceno. En su molécula ellos contienen carbono, hidrógeno y oxígeno, pero este último en menor proporción respecto al carbono y al hidrógeno que en los carbohidratos.
En los organismos vivos cumplen diversas funciones como las que se citan a continuación:
son reservas energéticas y se utilizan como combustibles biológicos importantes, ya que pueden suministrar cerca de 9.3 Calorías por gramo
forman cubiertas aislantes en la superficie de plantas y de animales para evitar infecciones y mantener el equilibrio hídrico en ellos.
sirven como componentes estructurales de las membranas biológicas en donde contribuyen a la formación de compartimentos con respuestas bioquímicas específicas.
Constituyen sistemas aislantes contra choques térmicos, eléctricos y químicos a nivel de la hipodermis o en cubiertas de órganos internos.
otros pueden ser hormonas que participan en el control de procesos metabólicos
además sirven como precursores de otros compuestos complejos como lipoproteínas, glicoproteínas, vitaminas liposolubles etc.
Los lípidos se clasifican en tres grupos principales:

LÍPIDOS SIMPLES que incluyen Grasas verdaderas saturadas (sólidas), aceites insaturados (líquidos) y ceras los cuales tienen estructura similar y en su molécula solamente poseen carbono, hidrógeno y oxígeno.
LÍPIDOS COMPLEJOS comprenden los fosfolípidos o fosfoglicéridos, de estructura similar a las grasas pero además contienen fósforo y nitrógeno; los esfingolípidos (ceramidas, esfingomielinas, cerebrósidos y gangliósidos). A los cerebrosidos y gangliósidos también se les conoce como glicolípidos.
LÍPIDOS DERIVADOS, incluyen los lípidos que no se clasifican en los anteriores grupos como la familia de los esteroides, carotenoides, las prostaglandinas y las vitaminas liposolubles.
De los anteriores grupos sólo las grasas y los aceites cumplen un papel importante como almacenes de energía.
ACIDOS GRASOS
Los ácidos grasos son cadenas hidrocarbonadas apolares largas no ramificadas, con un grupo carboxilo ionizable en un extremo
Generalmente los ácidos grasos sintetizados por las células poseen un número par de átomos de carbono y su longitud varía de 14 a 24 carbonos. En su cadena pueden estar presentes o ausentes dobles enlaces, así las moléculas de ácidos grasos que tienen dobles enlaces son insaturadas y las que carecen de ellos son saturadas.

ESTEROIDES
Son lipoderivados que presentan semejanza estructural con los terpenos o isoprenos , su molécula presenta la estructura básica del compuesto anillado ciclopentano-perhidrofenantreno que corresponde a un conjunto de cuatro anillos entrelazados; tres de los cuales contienen seis átomos de carbono y el cuarto sólo tiene cinco.
Son similares a las grasas y a los aceites excepto en que los ácidos grasos que las conforman se ligan a cadenas largas de alcoholes en lugar de unirse al glicerol. Son sólidas e insolubles en agua. Las ceras forman una cubierta impermeable sobre las hojas, frutos y tallos de plantas terrestres para impedir la pérdida de agua por excesiva evapotranspiración. Algunas estructuras cobertoras de los animales como son las plumas, los pelos, la piel poseen ceras con función impermeabilizante y lubricantes más no de importancia alimenticia. En casos excepcionales como en las abejas las utilizan para construir sus colmenas. Esta cera de abejas está constituida principalmente por ésteres de ácido palmítico y alcoholes de 26-34 átomos de carbono.
CERAS
CH3 –(CH2)14 –CO –O –(CH2)29 –CH3
CERA EN LA PIEL
CERA DE LA ABEJA
ACIDOS NUCLEICOS
Los ácidos nucleicos, ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido desoxirribonucleico) son polímeros especializados en almacenar, transmitir y expresar la información genética en secuencias de aminoácidos, las cuales luego de algunos procesos conforman las proteínas de una célula.
FUNCIONES
-
Duplicación del ADN

- Expresión del mensaje genético:

- Transcripción del ADN para formar ARNm y otros

- Traducción, en los ribosomas, del mensaje contenido en el ARNm a proteinas.

Ácido Desoxirribonucleico o ADN o DNA
ESTRUCTURA.

Está formado por la unión de muchos desoxirribonucleótidos. La mayoría de las moléculas de ADN poseen dos cadenas antiparalelas ( una 5´-3´y la otra 3´-5´) unidas entre sí mediante las bases nitrogenadas, por medio de puentes de hidrógeno.
Se trata de la secuencia de desoxirribonucleótidos de una de las cadenas. La información genética está contenida en el orden exacto de los nucleótidos.
ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN
Es una estructura en doble hélice. Permite explicar el almacenamiento de la información genética y el mecanismo de duplicación del ADN. .
ESTRUCTURA TERCIARIA DEL ADN.
Se refiere a como se almacena el ADN en un volumen reducido. Varía según se trate de organismos procariontes o eucariontes:

En procariontes se pliega como una super-hélice en forma, generalmente, circular y asociada a una pequeña cantidad de proteinas.

En eucariontes el empaquetamiento ha de ser más complejo y compacto y para esto necesita la presencia de proteinas.
DESNATURALIZACIÓN DEL ADN.
Cuando la temperatura alcanza el punto de fusión del ADN, la agitación térmica es capaz de separar las dos hebras y producir una desnaturalización. Este es un proceso reversible, ya que al bajar la temperatura se puede producir una renaturalización. En este proceso se rompen los puentes de hidrógeno que unen las cadenas y se produce la separación de las mismas, pero no se rompen los enlaces fosfodiester covalentes que forman la secuencia de la cadena.
La desnaturalización del ADN puede ocurrir, también, por variaciones en el pH.
ESTRUCTURA PRIMARIA DEL
ADN
ARN o ácidos ribonucleico o RNA
ESTRUCTURA PRIMARIA DEL ARN
Al igual que el ADN, se refiere a la secuencia de las bases nitrogenadas que constituyen sus nucleótidos.
ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ARN
Alguna vez, en una misma cadena, existen regiones con secuencias complementarias capaces de aparearse.
ESTRUCTURA TERCIARIA DE ARN
Es un plegamiento, complicado, sobre al estructura secundaria.
Está formado por la unión de muchos ribonucleótidos, los cuales se unen entre ellos mediante enlaces fosfodiester en sentido 5´-3´( igual que en el ADN ).

Están formados por una sola cadena, a excepción del ARN bicatenario de los reovirus.
NUCLEÒTIDOS
Los nucleótidos son los ésteres fosfóricos de los nucleósidos. Están formados

por la unión de un grupo fosfato al carbono 5’ de una pentosa. A su vez la pentosa lleva unida al carbono 1’ una base nitrogenada

AZUCAR RIBOSA
Los azúcares de 5 carbonos (ribosa y desoxiribosa) son componentes importantes de los nucleótidos, y se encuentran en el ARN y ADN respectivamente.
GRUPO FOSFATO
Los nucleótidos tienen uno, dos o tres grupos fosfato. Los nucleótidos con dos o tres grupos fosfato son buenos donadores de energía.
BASES NITROGENADA

Las Bases Nitrogenadas son las que contienen la información genética. En el
caso del ADN las bases son dos Purinas y dos Pirimidinas. Las purinas son A
(Adenina) y G (Guanina). Las pirimidinas son T (Timina) y C (Citosina). En el
caso del ARN también son cuatro bases, dos purinas y dos pirimidinas. Las
purinas son A y G y las pirimidinas son C y U (Uracilo).

Como son aromáticas, tanto las
bases púricas como las
pirimidínicas son planas, lo cual es
importante en la estructura de los
ácidos nucleicos.


También son insolubles en agua y
pueden establecer interacciones
hidrófobas entre ellas; estas
interacciones sirven para estabilizar la
estructura tridimensional de los ácidos
nucleicos. Las bases nitrogenadas
absorben luz en el rango ultravioleta
(250-280 nm), propiedad que se usa
para su estudio y cuantificación.
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