APUNTES DE AMPLIACIÓN DE
1º DE BACHILLERATO
TEMA 1 – COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SERES
VIVOS
ÍNDICE:
1.- ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS. (LIBRO PAG. 108) 2.- LOS CONSTITUYENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS.
BIOELEMENTOS. (LIBRO PAG. 109)
PRESENCIA DE LOS B. PRIMARIOS EN LAS BIOMOLÉCULAS. (APUNTES) IDONEIDAD DEL ÁTOMO DE CARBONO. (APUNTES)
3.- LAS BIOMOLÉCULAS
ORIGEN DE LAS BIOMOLÉCULAS (APUNTES)
B. INORGÁNICAS: AGUA Y SALES MINERALES (PAG. 109 A 111) ÓSMOSIS (APUNTES)
4. BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS (APUNTES) GLÚCIDOS
LÍPIDOS PROTEÍNAS
PRESENCIA DE LOS BIOELEMENTOS PRIMARIOS EN LAS BIOMOLÉCULAS:
AZÚCARES LÍPIDOS PROTEÍNAS A.NUCLEICOS
C Siempre Siempre Siempre Siempre
H Siempre Siempre Siempre Siempre
O Siempre Siempre Siempre Siempre
N A veces A veces Siempre Siempre
P A veces A veces Casi nunca Siempre
S A veces A veces Siempre Nunca
IDONEIDAD DEL ÁTOMO DE CARBONO:
El carbono ocupa una posición singular entre los bioelementos gracias a sus extraordinarias posibilidades de enlace que le permiten dar lugar a una gran variedad de biomoléculas diferentes. La configuración electrónica del átomo de carbono, con cuatro electrones en su capa de valencia, le permite formar cuatro enlaces covalentes compartiendo electrones con otros átomos. Además puede formar enlaces múltiples (dobles o triples), de modo que un átomo de carbono puede formar cuatro enlaces sencillos, dos sencillos y uno doble, dos dobles, o uno sencillo y uno triple. La estructura electrónica del carbono también hace posible la unión de átomos de carbono entre sí para formar largas cadenas que pueden ser lineales, ramificadas o incluso cíclicas; la variedad de formas moleculares a que pueden dar lugar estos esqueletos carbonados, es inmensa.
Por otra parte, el carbono forma enlaces covalentes muy poco polares, y por lo tanto muy estables, con los demás bioelementos principales (oxígeno, hidrógeno y nitrógeno), dando lugar a una gran variedad de grupos funcionales que determinarán las propiedades químicas de los diferentes tipos de biomoléculas. Algunos de estos grupos funcionales son:
NOMBRE Y
FÓRMULA
COMPUESTOS DE LOS QUE FORMAN PARTE
Hidroxilo: - OH Alcoholes Carbonilo: = O O Carboxilo: || C- OH Ácidos carboxílicos Amino: - NH2 Aminas
Ningún otro elemento puede dar lugar a tal diversidad de compuestos químicos. Los que se encuentran próximos al carbono en el mismo período de la tabla periódica (boro, nitrógeno, oxígeno) tienden a formar enlaces covalentes con átomos diferentes a ellos, por lo que no pueden formar cadenas análogas a los esqueletos carbonados. Los que se encuentran en la tabla periódica en el mismo grupo que el carbono (silicio, germanio, estaño y plomo no pueden formar enlaces dobles ni triples. Aun así, nada
impide en teoría que se formen largas cadenas, por ejemplo de átomos de silicio, análogas a las cadenas carbonadas. Sin embargo esto no sucede debido a que los enlaces Si-Si son muy inestables comparados con los enlaces Si-H, y éstos a su vez muy inestables comparados con los enlaces Si-O, por lo que, al ser el oxígeno un elemento muy abundante en la Tierra, los enlaces Si-Si e incluso los Si-H se romperían espontáneamente en su presencia para dar combinaciones Si-O, tan extendidas por otra parte en la materia mineral. Lo dicho hasta aquí para el silicio es extensible a los demás elementos de su grupo.
ORIGEN DE LAS BIOMOLÉCULAS:
Los compuestos orgánicos, tan abundantes en la materia viva, se encuentran en la corteza terrestre, en el agua del mar y en la atmósfera en cantidades muy pequeñas (incluso las llamadas rocas organógenas, como el carbón y el petróleo, proceden de la actividad de seres vivos de épocas pretéritas). Cabe preguntarse, pues, cómo adquirieron los primeros organismos vivos sus biomoléculas constituyentes en un entorno tan pobre en este tipo de sustancias. En 1922, el bioquímico ruso Aleksandr I. Oparin formuló una hipótesis acerca del origen de la vida sobre la Tierra, que incluía una explicación sobre el origen de las primeras biomoléculas. Según esta hipótesis, la primitiva atmósfera de la Tierra era rica en gases como el metano, el amoníaco y el vapor de agua, y estaba prácticamente exenta de oxígeno; era, pues, una atmósfera netamente reductora, muy diferente al entorno oxidante que hoy conocemos. La energía liberada por las descargas eléctricas de las frecuentes tormentas y por la intensa actividad volcánica, habría propiciado que estos gases atmosféricos reaccionasen entre sí para formar compuestos orgánicos sencillos, que a continuación se disolvían en los primitivos océanos. Este proceso duró millones de años, durante los cuales los océanos se fueron enriqueciendo paulatinamente en una gran variedad de compuestos orgánicos; el resultado fue una disolución caliente y concentrada de moléculas orgánicas: la "sopa primigenia". En esta "sopa" algunos de estos compuestos simples reaccionaban con otros para dar lugar a estructuras más complejas, y así fueron apareciendo las distintas biomoléculas. La tendencia de algunas biomoléculas concretas a asociarse en estructuras cada vez más complejas culminó con el paso del tiempo con la aparición de alguna forma primitiva de organización celular, que sería el antepasado común de todos los seres vivos.
Los puntos de vista de Oparin fueron considerados durante mucho tiempo como una mera especulación, hasta que un experimento, ya clásico, realizado por Stanley Miller en 1953 vino a corroborarlos. Miller sometió mezclas gaseosas de CH4, NH3, vapor de agua y H2 (los gases de la atmósfera primitiva) a
descargas eléctricas producidas entre un par de electrodos durante períodos de una semana o superiores; todo ello en un dispositivo como el que se muestra en la figura.
Las descargas eléctricas tenían la finalidad de simular las frecuentes tormentas de la atmósfera primitiva. A continuación analizó el contenido del recipiente de reacción, encontrando que en la fase gaseosa, además de los gases que había introducido inicialmente, se habían formado CO y CO2, mientras
que en la fase acuosa obtenida por enfriamiento había aparecido una gran variedad de compuestos orgánicos, entre los que se contaban algunos aminoácidos, aldehídos y ácidos orgánicos. Miller llegó incluso a deducir la secuencia de reacciones que había tenido lugar en el recipiente.
Experimentos posteriores al de Miller, realizados con dispositivos más avanzados, han corroborado que la síntesis abiótica de biomoléculas es posible en condiciones muy diversas. No sólo las descargas eléctricas, sino también otras fuentes de energía que pudieron estar presentes en la Tierra primitiva, como los rayos X, la radiación UV, la luz visible, la radiación gamma, el calor o los ultrasonidos, pueden inducir el proceso. Además se demostró que no es imprescindible partir de gases tan reducidos
como el metano y el amoníaco: mezclas convenientemente irradiadas de CO, CO2, N2 y O2 también dan
lugar a gran variedad de compuestos orgánicos.
En resumen, los experimentos sobre la formación espontánea de biomoléculas en condiciones similares a las de la Tierra primitiva indican que muchos de los componentes químicos de las células vivas pudieron haberse formado en esas condiciones.
ÓSMOSIS:
Cuando dos disoluciones acuosas de diferente concentración como las representadas en la figura se encuentran separadas por una membrana semipermeable, es decir, por una membrana que permite el paso de moléculas de agua pero no de moléculas de soluto, la tendencia del disolvente a diluir al soluto se manifiesta mediante un flujo diferencial de agua a través de la membrana: pasa más agua desde la disolución más diluida a la más concentrada que en sentido inverso. Este fenómeno se conoce con el nombre de ósmosis. El flujo diferencial al que hacemos referencia provoca un aumento del nivel del líquido en el compartimento de la disolución más concentrada. Cuando el líquido alcanza una determinada altura (h) la presión hidrostática generada por este volumen adicional de líquido contrarresta el mencionado flujo diferencial, alcanzándose el equilibrio cuando dicho flujo es de igual magnitud en ambos sentidos. Esta presión hidrostática, necesaria para alcanzar el equilibrio, se conoce con el nombre de
presión osmótica.
El interés biológico de esta propiedad de las disoluciones que llamamos ósmosis reside en que las membranas celulares son membranas semipermeables: permiten el libre paso de moléculas de agua pero ejercen una permeabilidad selectiva sobre la mayoría de las biomoléculas disueltas en ella. Como consecuencia, las células están sometidas a fenómenos osmóticos, que dependerán de la concentración de solutos en el medio en que se encuentran. Si la concentración de solutos en el medio es mayor que en el interior de la célula (medio hipertónico), ésta perderá agua por ósmosis sufriendo una retracción denominada plasmólisis que en grado extremo acarreará la muerte celular. Si la concentración de solutos en el medio es igual a la del interior de la célula (medio isotónico), ésta estará en equilibrio osmótico con su entorno y no sufrirá cambios. Por último, si la concentración de solutos en el medio es inferior a la del interior celular (medio hipotónico), la consiguiente entrada de agua en la célula producirá un aumento de la presión osmótica en su interior. En un primer momento este aumento se traducirá en una mayor
turgencia de la célula; más tarde, cuando la presión osmótica en el interior vence la resistencia mecánica de la membrana (que es muy limitada), sobrevendrá la lisis (rotura de la membrana con pérdida del contenido celular) y con ella la muerte de la célula.
Las células deben protegerse de alguna manera frente a los fenómenos osmóticos desfavorables a los que estén expuestas. Dos son las estrategias evolutivas que han adoptado para conseguirlo. La primera de ellas consiste en habitar exclusivamente en entornos isotónicos con respecto al interior celular, tal y como hacen algunos organismos unicelulares y también las células de los animales superiores, que se han dotado de un medio interno isotónico. La segunda, típica de las bacterias y de las células vegetales, consiste en dotarse de una pared celular resistente que les permite soportar las elevadas presiones osmóticas generadas por los medios hipotónicos en los que habitualmente viven.
GLÚCIDOS:
Los glúcidos, también llamados azúcares o sacáridos, son un grupo de biomoléculas orgánicas muy abundante en la naturaleza. Concretamente la celulosa, el principal componente de la madera, que es de naturaleza glucídica, quizás sea la biomolécula más abundante en la biosfera. Los glúcidos se definen sencillamente desde el punto de vista químico como polihidroxialdehídos o
polihidroxicetonas, o bien sustancias que por hidrólisis dan lugar a este tipo de compuestos. Los polihidroxialdehídos son compuestos orgánicos en los que todos los átomos de carbono están unidos a un grupo hidroxilo (-OH) excepto uno de ellos que forma parte de un grupo aldehído (-CHO), mientras que las polihidroxicetonas son compuestos orgánicos en los que todos los átomos de carbono están unidos a un grupo hidroxilo excepto uno que forma parte de un grupo cetona (-CO). Muchos glúcidos responden a fórmulas empíricas que se pueden escribir como (CH2O)n, por lo que antiguamente se pensó que eran algún tipo de combinación de carbono y agua y se les llamó hidratos de carbono. Hoy sabemos que esta denominación es químicamente engañosa, pero quizás esté demasiado arraigada como para que sea abandonada definitivamente; de todos modos no se recomienda su uso. Existen dos clases principales de glúcidos:
a) Monosacáridos.- También llamados osas. Son azúcares simples, no hidrolizables, que consisten en una sola unidad de polihidroxialdehído o polihidroxicetona. Se clasifican a su vez en aldosas y cetosas y las hay de 3 a 7 átomos de carbono.
b) Ósidos.- Son azúcares complejos que, cuando sufren hidrólisis, liberan monosacáridos. Están formados por un número variable de monosacáridos unidos covalentemente entre sí. Algunos ósidos se componen exclusivamente de monosacáridos y se denominan holósidos, mientras que otros contienen además otros componentes de naturaleza no glucídica y se denominan heterósidos.
En el siguiente recuadro aparece una clasificación de los distintos tipos de glúcidos.
GLUCIDOS Osas o Monosacáridos Aldosas y Cetosas Triosas: 3 átomos de C Tetrosas: 4 átomos de C Pentosas: 5 átomos de C Hexosas: 6 átomos de C Heptosas: 7 átomos de C Octosas: 8 átomos de C Ósidos Holósidos Oligosacáridos: de 2 a 10 monosacáridos.
Disacáridos: formados por la unión de 2 monosacáridos
Trisacáridos: 3 monosacáridos
... Polisacáridos
más de 10
Homopolisacáridos: un sólo tipo de
monosacárido
Heteropolisacáridos: dos o más tipos de monosacáridos
Heterósidos Glucoproteidos: Glucolípidos: formados por glúcidos y lípidos formados por glúcidos y proteínas
Glúcidos de los ácidos nucleicos:
Monosacáridos:
Los monosacáridos son compuestos sólidos, cristalinos, de color blanco, solubles en agua y de característico sabor dulce. Entre sus propiedades químicas destaca su poder para reducir el licor de Fehling, siendo esta reacción de gran utilidad para identificarlos experimentalmente.
Los monosacáridos son los azúcares más sencillos, pues no pueden descomponerse por hidrólisis para dar lugar a otros azúcares más simples. En la naturaleza se encuentran en estado libre, desempeñando importantes funciones, pero también se encuentran formando parte de otros azúcares más complejos, los ósidos, de los cuales son sus sillares estructurales.
La estructura básica de todos los monosacáridos es una cadena de átomos de carbono no ramificada en la que todos ellos están unidos por enlaces simples. Uno de estos átomos de carbono está unido a uno de oxígeno por un enlace doble formando un grupo carbonilo. Todos los demás están unidos a grupos hidroxilo. Si el grupo
carbonilo se encuentra en un extremo de la cadena carbonada el monosacárido es un aldehído y recibe el nombre de aldosa; si el grupo carbonilo se encuentra en cualquier otra posición el monosacárido es una cetona y recibe el nombre de cetosa. Los monosacáridos naturales tienen entre tres y ocho átomos de carbono, aunque los de siete y ocho son relativamente raros. Según tengan 3, 4, 5, 6... carbonos se denominan respectivamente triosas, tetrosas, pentosas, hexosas.... Existen aldosas y cetosas para cada una de estas longitudes de cadena.
ISOMERÍA.
Cuando dos o más compuestos presentan la misma fórmula molecular y distintas fórmulas estructurales, se dice que cada uno de ellos es isómero de los demás. Los isómeros se diferencian por presentar distintas propiedades, ya sean físicas o químicas.
En los monosacáridos podemos encontrar isomería de función, isomería espacial e isomería óptica.
Isomería de función. Los isómeros se distinguen por tener distintos grupos funcionales. Las aldosas son isómeros funcionales de las cetosas.
Isomería espacial. Los isómeros espaciales, o estereoisómeros, se producen cuando la molécula presenta uno o más carbonos asimétricos (carbono unido a cuatro radicales químicos distintos). Los radicales unidos a estos carbonos pueden disponerse en el espacio en distintas posiciones. Cuantos más carbonos asimétricos tenga la molécula, más tipos de isomería se presentan.
El carbono asimétrico más alejado del grupo funcional sirve como referencia para nombrar la isomería de una molécula. Por convenio se establece que el estereoisómero que, en la proyección de Fisher, presenta el grupo hidroxilo unido al átomo de carbono asimétrico hacia la derecha es el D-gliceraldehído, y el que lo presenta hacia la izquierda es el L-gliceraldehído. Salvo muy pocas excepciones, la mayoría de monosacáridos se presentan en la naturaleza como isómeros D.
Enantiómeros, son moléculas que tienen los grupos -OH de todos los carbonos asimétricos, en posición opuesta, reflejo de la otra molécula isómera.
Epímeros a las moléculas isómeras que se diferencian en la posición de un único -OH en un carbono asimétrico.
Fórmulas Lineales:
Las fórmulas con estructura en forma de cadena abierta de los monosacáridos se denominan
"proyección de Fischer", se sitúa el grupo funcional principal en la parte superior y los grupos hidroxilos a la derecha o a la izquierda.
Fórmulas Cíclicas:
Las aldopentosas y las hexosas en disolución no presentan estructura lineal, sino que presentan estructuras cerradas o cíclicas llamadas “proyección de Hawort”. Si la reacción es entre un alcohol y un grupo aldehído el enlace se llama hemiacetal, y si es entre un alcohol y una cetona se llama hemicetal.
El ciclo resultante puede tener forma pentagonal (furano) o hexagonal (pirano), denominándose los monosacáridos furanosas o piranosas respectivamente.
En esta representación se sitúan hacia abajo todos los grupos situados hacia la derecha en la representación lineal y hacia arriba los situados hacia la izquierda (exceptuando, claro está, el (-OH) implicado en la formación del puente hemiacetal o hemicetal).
Cuando se produce la ciclación de la molécula aparece un nuevo átomo de carbono asimétrico, el carbono 1 en las aldosas o el 2 en las cetosas. Este carbono recibe el nombre de carbono anomérico. Existen dos formas anoméricas:
♦Alfa (α).El OH del carbono anomérico queda hacia abajo ♦Beta (ß). El OH del carbono anomérico queda hacia arriba
Actividad Óptica:
Por el hecho de poseer carbonos asimétricos, los monosacáridos presentan actividad óptica, es decir, cuando se encuentran en disolución acuosa hacen girar el plano de vibración de la luz polarizada. Los monosacáridos que lo hacen girar hacia la derecha se denominan dextrógiros (+) y los que lo hacen girar hacia la izquierda se denominan levógiros (-). El hecho de que un monosacárido sea dextrógiro o levógiro es completamente independiente de su pertenencia a la serie D o a la serie L.
Principales Monosacáridos:
Los monosacáridos más corrientes reciben nombres vulgares distintos a los científicos, los más importantes son la glucosa, la fructosa, la ribosa y la desoxirribosa.
♦ Glucosa. También llamada azúcar de la uva, es una aldohexosa. Es el azúcar más utilizado por las células como fuente de energía. Se encuentra en forma libre en la sangre. Se puede obtener de la digestión de los glúcidos que tomamos con el alimento.
♦ Fructosa. Es una cetohexosa que se encuentra estado libre en las frutas y que forma parte junto con la glucosa del disacárido sacarosa.
♦ Ribosa. Es una aldopentosa que forma parte de la estructura de los ácidos nucleicos (ARN o ácido ribonucleico)
♦ Desoxirribosa. Es un monosacárido que se origina por reducción de la ribosa en el carbono 2. Es el azúcar que forma parte del ADN o ácido desoxirribonucleico.
LOS OLIGOSACÁRIDOS. EL ENLACE O-GLUCOSÍDICO:
Los oligosacáridos están formados por la unión de 2 a 10 monosacáridos mediante un enlace
O-glucosídico. Los más importantes son los disacáridos.
Enlace O-glucosídico.
Se establece entre dos grupos hidroxilos (OH) de diferentes monosacáridos, en esta unión se pierde una molécula de agua. La unión de los monosacáridos puede dar origen a oligosacáridos o polisacáridos.
Disacáridos:
Son oligosacáridos formados por dos monosacáridos. Son solubles en agua, dulces, cristalizables y algunos poseen poder reductor (dan positivo al reactivo de Fehling).
Sacarosa. Está formada por la unión de una molécula de α -D-glucopiranosas con una molécula de β -D-fructofuranosa. No posee poder reductor al no tener libre ningún grupo -OH de los carbonos anoméricos. Es el azúcar que consumimos normalmente, se obtiene principalmente a partir de la caña de azúcar y de la remolacha.
Maltosa. Formada por dos moléculas de α-D-glucopiranosa (1-4). Recibe el nombre de azúcar de malta, Es un azúcar reductor.
♦ Lactosa. Formada por la unión de la β -D-galactopiranosa y la β-D-glucopiranosa es también un disacárido con poder reductor. Se encuentra en la leche de los mamíferos, siendo ésta su única fuente natural.
POLISACÁRIDOS:
Los polisacáridos son glúcidos formados por un número elevado de monosacáridos unidos entre sí mediante enlaces glucosídicos. En el proceso de unión de los monosacáridos para formar un polisacárido se liberan moléculas de agua, una por cada enlace glucosídico. Aunque el límite entre oligosacáridos y polisacáridos se suele fijar arbitrariamente en 10 unidades monosacarídicas constituyentes, lo cierto es que la mayoría de los polisacáridos naturales están formados por centenares o miles de estas unidades monoméricas.
Los polisacáridos son macromoléculas de elevado peso molecular y estructura compleja. Así como otras macromoléculas tienen tamaños y pesos moleculares definidos, en los polisacáridos éstos pueden variar en función del estado metabólico de la célula. Las propiedades físicas y químicas de los polisacáridos son en cierto modo contrarias a las que exhiben monosacáridos y oligosacáridos: no cristalizan, no tienen sabor dulce, carecen de poder reductor, y, aunque son sustancias hidrofílicas, son poco soluble en agua debido a su elevado peso molecular.
Los distintos tipos de polisacáridos difieren entre sí según el tipo de unidades monosacarídicas que los forman, en el tipo de enlace glucosídico (α o β) que las une, y en el mayor o menor grado de ramificación que presentan sus cadenas. Se distinguen dos tipos principales de polisacáridos, los homopolisacáridos, formados por un sólo tipo de monosacárido, y heteropolisacáridos, formados por dos o más tipos de monosacáridos. Los homopolisacáridos de la D-glucosa, denominados glucanos, son los polisacáridos más abundantes en la naturaleza y los que tienen una mayor importancia biológica. como el almidón y el glucógeno, o la celulosa. Hay que destacar que aquéllos que presentan enlaces glucosídicos tipo α tienen función energética, mientras que los que los presentan tipo β
tienen función estructural. A continuación analizaremos la estructura y la función de los tres glucanos más importantes:
Almidón.- Es un polisacárido formado por moléculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosídicos
α(1→4) y α(1→6). En la molécula de almidón se distinguen dos tipos de polímero:
Amilosa.- Es un polímero no ramificado formado por largas cadenas de unidades de α-D-glucosa unidas por enlaces α-(1→4). Estas cadenas adoptan una disposición helicoidal con 6 moléculas por
vuelta.
Amilopectina.- Es un polímero muy ramificado (Figura 7.14) formado por moléculas de α-D-glucosa. Los sucesivos restos de glucosa a lo largo de las cadenas están unidos por enlaces α(1→4), y los puntos de ramificación, que se encuentran espaciados por un número de restos de glucosa que oscila entre 24 y 30, consisten en enlaces α(1→6).
El almidón actúa como sustancia de reserva en las células vegetales. Una parte sustancial de los glúcidos producidos en la fotosíntesis se almacenan en forma de almidón, dando lugar a unos agregados insolubles de gran tamaño, los granos de almidón, que se encuentran en todas las células vegetales, siendo especialmente abundantes en las de las semillas, frutos y tubérculos.
Glucógeno.- Es un polisacárido con estructura muy similar a la de la amilopectina. Al igual que ésta, está formado por moléculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosídicos α(1→4) a lo largo de las cadenas, y con puntos de ramificación consistentes en enlaces α(1→6). La diferencia con respecto a la amilopectina estriba en que las ramificaciones se encuentran menos espaciadas, concretamente cada 8 a 12 restos de glucosa. Esta mayor proximidad entre los puntos de ramificación hace que el glucógeno sea mucho más compacto que el almidón. El glucógeno actúa como sustancia de reserva en las células animales. Es especialmente abundante en el hígado y músculo esquelético.
Los polisacáridos, dada la gran rapidez con que pueden ser movilizados, constituyen una excelente forma de almacenar energía metabólica a corto plazo. Puede resultar sorprendente que las células almacenen su combustible energético en forma de polisacáridos cuando podrían hacerlo en forma de glucosa libre evitándose así el trabajo químico de sintetizarlos y degradarlos. La razón de que ello sea así estriba en que los polisacáridos se almacenan en forma esencialmente insoluble, contribuyendo muy poco a la presión osmótica del citoplasma. Una cantidad equivalente de glucosa disuelta generaría una presión osmótica muy elevada que podría ser peligrosa para la célula.
Tanto el almidón como el glucógeno pueden ser degradados en el aparato digestivo de los animales por la acción de unos enzimas llamados amilasas. Las amilasas liberan moléculas de glucosa que pueden posteriormente ser absorbidas.
Celulosa.- Es un polímero lineal (no ramificado) formado por moléculas de β-D-glucosa unidas mediante enlaces glucosídicos β(1→4). Cada cadena de celulosa contiene entre 10.000 y 15.000 restos de glucosa. Estas cadenas, debido a la configuración β de sus enlaces glucosídicos, forman fibras supramoleculares que contienen muchas cadenas individuales de celulosa en disposición paralela e íntimamente unidas entre sí por puentes de hidrógeno.
Tal estructura es la que confiere a la celulosa su insolubilidad en agua y su resistencia mecánica características, propiedades estas que la hacen idónea para desempeñar en las células una función de carácter estructural. La celulosa es el principal componente de las paredes celulares vegetales, las cuales proporcionan a las células de las plantas y las algas sostén mecánico y protección frente a los fenómenos osmóticos desfavorables. Una gran parte de la masa de la madera es celulosa. Las amilasas que degradan el almidón y el glucógeno no pueden romper los enlaces β glucosídico de la celulosa. El intestino humano (y el de la mayoría de los animales) carece de enzimas que puedan romper este tipo de enlace, por lo que este polisacárido tiene para el hombre un valor alimenticio prácticamente nulo
Además de los descritos, existen en la naturaleza otros homopolisacáridos, como los formados por derivados de la glucosa, como la quitina, un polímero de la N-acetil-glucosamina, que es el componente principal del exoesqueleto de los artrópodos.
HETERÓSIDOS:
Como se dijo anteriormente, están formados por monosacáridos y otros componentes de naturaleza no azucarada. Ente ellos cabe citar a los glucolípidos, y a las glucoproteínas, que son asociaciones covalentes de cadenas oligosacarídicas con lípidos y proteínas respectivamente; los glucolípidos y glucoproteínas están presentes en muchos lugares de la célula, sobre todo en la cara externa de la membrana plasmática. Un tipo especial de heterósido es el peptidoglucano, componente esencial de las paredes celulares bacterianas, que está constituido por cadenas paralelas de un heteropolisacárido complejo unidas transversalmente por cadenas de aminoácidos.
FUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS:
Los glúcidos desempeñan con carácter general en los seres vivos dos tipos de funciones: energéticas y estructurales.
Función energética.- La oxidación de los glúcidos libera energía que las células pueden utilizar para realizar sus funciones. La glucosa es el azúcar que con más frecuencia utilizan las células como combustible metabólico primario. Por otra parte, algunos polisacáridos actúan como material de reserva energética que puede ser rápidamente movilizado cuando es necesario. Una ventaja que poseen los glúcidos sobre otras biomoléculas como material energético es que, dada la solubilidad en agua de muchos de ellos, pueden ser transportados muy rápidamente en medio acuoso allí donde resultan necesarios.
Función estructural.- Algunos polisacáridos como la celulosa o la quitina presentan propiedades que los hacen idóneos para formar parte de estructuras que deben ofrecer una gran resistencia mecánica, como las paredes celulares vegetales o el exoesqueleto de los artrópodos.
LOS LÍPIDOS:
Los lípidos son biomoléculas orgánicas, compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno, presenta en ciertas ocasiones, otros elementos como nitrógeno,fósforo y azufre. Este grupo incluye moléculas de estructuras y funciones muy diferentes, aunque todas ellas se caracterizan, sin embargo, por su insolubilidad en agua y por su solubilidad en disolvente orgánico (no polares), como el alcohol, benceno, acetona, éter, cloroformo y por ser untuosos al tacto.
ÁCIDOS GRASOS:
Constituyen la unidad básica estructural de los lípidos saponificables y generalmente no aparecen libres en la naturaleza. Son moléculas que poseen una larga cadena lineal hidrocarbonada, por regla general de un número par de átomos de carbono, que oscila entre 10 y 22, (aunque los más abundantes tienen 16 ó 18) y con un grupo carboxílico (-COOH) en el primer carbono de la molécula.
Existen dos tipos de ácidos grasos:
Saturados, en los que la cadena hidrocarbonada posee únicamente enlaces simples. Sus puntos de fusión son altos, por lo que forman grasas sólidas a temperatura ambiente (sebo).
Insaturados, si la cadena hidrocarbonada, además de enlaces simples posee uno o varios dobles enlaces. Sus puntos de fusión son bajos, por lo que forman grasas líquidas a temperatura ambiente (aceites)
LÍPIDOS SAPONIFICABLES
Estos lípidos se forman por la unión mediante un enlace que se denomina “éster” entre el grupo carboxilo (-COOH) del ácido graso con un grupo hidroxilo (-OH) de un alcohol (reacción de esterificación). En este enlace se desprende una molécula de agua.
CLASIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOS
Lípidos saponificable s Acilglicéridos Aceites Triglicé ridos o grasas Mantec as Sebos Ceras Lípidos complejos o de membrana Fosfolípidos Esfingolípidos Lípidos insaponificabl es Terpenos Esteroides
La reacción inversa de separación de estos grupos es una hidrólisis, puesto que se necesita agua para realizarla.
Estos lípidos reciben su nombre debido a que se descomponen hirviéndolos con soluciones diluidas de hidróxido sódico (Nao) o potásico (KOH) mediante la reacción inversa a la esterificación denominada saponificación. Se obtienen como productos resultantes el alcohol y sales sódicas o potásicas de los ácidos grasos, que reciben el nombre de jabones.
ACILGLICÉRIDOS (GRASAS):
Los acilglicéridos son los ésteres de la glicerina (molécula con tres grupos hidroxilos –OH) en los que estos grupos alcohol han sido sustituidos por ácidos grasos. Si sólo uno de los grupos alcohol es sustituido tenemos un monoacilglicérido, si son dos un diacilglicérido y si son tres un triacilglicérido (también llamados triglicéridos o grasas).
Las grasas son los lípidos más abundantes en la naturaleza, tanto en el Reino Animal como en el Vegetal. Forman parte de los llamados lípidos saponificables, los cuales poseen enlaces de tipo éster y forman jabones por medio de hidrólisis alcalina. Constituyen la reserva energética de los seres vivos. Se acumulan en las células adiposas de los animales y en las vacuolas de las células vegetales
Al reaccionar tres moléculas de ácidos grasos con una molécula de glicerina, dan lugar a una molécula de grasa más tres de agua. Esta es la reacción de esterificación.
CERAS.
Son ésteres de monoalcoholes de cadena larga (alcoholes grasos) con ácidos grasos también de cadena larga.
Son insolubles en agua, lo que explica sus funciones protectoras y de revestimiento (su principal función biológica consiste en actuar como sustancias impermeabilizantes). El éster formado por el ácido palmítico (16 C) y el triacontanol (alcohol graso de 30 C) es el componente principal de la cera que fabrican las abejas, ciertas glándulas de la piel de los vertebrados secretan ceras para proteger el pelo y la piel, las aves acuáticas, secretan ceras gracias a las cuales sus plumas pueden repeler el agua. Las ceras naturales tienen diversas aplicaciones en las industrias farmacéutica y cosmética.
FOSFOLÍPIDOS: Unos de los más abundantes son los fosfoglicéridos que poseen dos moléculas de
ácidos grasos unidas mediante enlaces éster a dos grupos alcohol de la glicerina y un ácido fosfórico al otro alcohol de la glicerina, el ácido fosfórico está unido a diferentes compuestos de naturaleza polar, dando así a los fosfoglicéridos su naturaleza anfipática (tienen en su molécula una parte no polar y una parte polar formada por el ácido fosfórico y el compuesto polar). Es habitual representar a los fosfoglicéridos mediante una "cabeza" polar y dos "colas" no polares. El carácter anfipático de los fosfoglicéridos constituye la base físico-química de su principal función biológica, que es la de ser componentes esenciales de las membranas celulares.
NO SAPONIFICABLES TERPENOS:
Son un grupo de lípidos que no contienen ácidos grasos y son por lo tanto no saponificables. Están formados por la polimerización de un hidrocarburo de 5 átomos de carbono llamado isopreno.
Los terpenos existentes en la naturaleza contienen un número variable de unidades de isopreno unidas entre sí. Debido a su naturaleza hidrocarbonada son sustancias netamente hidrofóbicas y por lo tanto
insolubles en agua.
Son especialmente abundantes en el mundo vegetal. Pueden actuar como pigmentos; así, algunos terpenos como los carotenos y xantofilas responsables de la coloración de muchos frutos, la clorofila, el pigmento vegetal por excelencia. Muchos aromas de origen vegetal, como el alcanfor, el mentol y el geraniol son de naturaleza terpenoide, como también lo son algunos productos vegetales de interés económico como el caucho. La vitamina A, que deriva biológicamente de los carotenos, también es un terpeno
ESTEROIDES.
Son lípidos derivados del ciclo pentano-perhidro-fenantreno. Un esteroide muy abundante en los vertebrados es el colesterol, que es un componente muy importante de las membranas celulares a las que confiere fluidez.
Otros esteroides son: ►Vitamina D
► Hormonas sexuales andrógenas, como la testosterona. ►Hormonas de la corteza suprarrenales, como la aldosterona.
PROTEÍNAS.
CONCEPTO.
Las proteínas son polímeros lineales de moléculas de α-aminoácidos que desempeñan múltiples funciones específicas. Éstas dependen de su estructura tridimensional, que puede presentar cuatro niveles de complejidad creciente. Las proteínas son muy abundantes, pues constituyen casi la mitad del peso en seco de la célula
COMPOSICIÓN.
Las proteínas están compuestas por átomos de carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S). En algunas proteínas complejas (heteroproteínas) también están presentes el fósforo (P) y, en menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg), yodo (I), etc.
LOS AMINOÁCIDOS
Son sustancias cristalinas, casi siempre de sabor dulce. Los aminoácidos se caracterizan por poseer un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2).
Los aminoácidos son las unidades elementales constitutivas de las moléculas denominadas Proteínas. Son pues, y en un muy elemental símil, los "ladrillos" con los cuales el organismo reconstituye permanentemente sus proteínas específicas consumidas por la sola acción de vivir. Los alimentos que ingerimos nos proveen proteínas. Pero tales proteínas no se absorben normalmente en tal constitución sino que, luego de su desdoblamiento ("hidrólisis" o rotura), causado por el proceso de digestión, atraviesan la pared intestinal en forma de aminoácidos y cadenas cortas de péptidos. Esas sustancias se incorporan inicialmente al torrente sanguíneo y, desde allí, son distribuidas hacia los tejidos que las necesitan para formar las proteínas, consumidas durante el ciclo vital.
Se sabe que de los 20 aminoácidos proteicos conocidos, 8 resultan indispensables (o esenciales) para la vida humana y 2 resultan "semi-indispensables". Son estos 10 aminoácidos los que requieren ser incorporados al organismo en su cotidiana alimentación`. Hay que destacar que, si falta uno solo de ellos (aminoácidos esenciales) no será posible sintetizar ninguna de las proteínas en la que sea requerido dicho aminoácido. Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutrición,
En esta imagen puede verse la fórmula de los 20 aminoácidos más importantes, en color negro la parte común, mientras que en color azul puede verse la parte variable, que da a los aminoácidos distinto comportamiento.
LOS PÉPTIDOS Y 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 aminoácido y el grupo amino del siguiente, dando lugar al desprendimiento de una molécula de agua.
Así pues, para formar péptidos los aminoácidos se van enlazando entre sí formando cadenas de longitud y secuencia variable. Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos convencionales como:
Oligopéptidos.- si el n º de aminoácidos es menor de 10.
Dipéptidos.- si el n º de aminoácidos es 2.
Tripéptidos.- si el n º de aminoácidos es 3.
Tetrapéptidos.- si el n º de aminoácidos es 4. etc...
Polipéptidos o cadenas polipeptídicas.- si el n º de aminoácidos es mayor de 10.
Si la hidrólisis de una proteína produce únicamente aminoácidos, la proteína se denomina simple. Si, en cambio, produce otros compuestos orgánicos o inorgánicos, denominados grupo prostético, la proteína se llama conjugada.
ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS
La organización de una proteína viene definida por cuatro niveles estructurales denominados: estructura primaria, estructura secundaria, estructura terciaria y estructura cuaternaria. Cada una de estas estructuras informa de la disposición de la anterior en el espacio.
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos de la proteína. Nos indica qué aminoácidos componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aminoácidos se encuentran. La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte.
Estructura Secundaria.
La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio. Los aminoácidos, a medida que van siendo enlazados durante la síntesis de proteínas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una disposición espacial estable, la estructura secundaria.
Existen dos tipos de estructura secundaria: 1. La a(alfa)-hélice
2. La conformación beta o lámina β.
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre sí misma la estructura primaria. Se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre el -C=O de un aminoácido y el -NH- del cuarto aminoácido que le sigue.
Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una conformación globular.
En definitiva, es la estructura primaria la que determina cuál será la secundaria y por tanto la terciaria.
Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realizar funciones de transporte, enzimáticas, hormonales, etc.
Esta conformación globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales R de los aminoácidos. Aparecen varios tipos de enlaces:
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoácidos que tiene azufre. Por puentes de hidrógeno.
Por puentes eléctricos. Por interacciones hifrófobas.
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unión, mediante enlaces débiles (no covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protómero.
PROPIEDADES DE PROTEÍNAS Desnaturalización.
Consiste en la pérdida de la estructura terciaria, por romperse los puentes que forman dicha estructura. Todas las proteínas desnaturalizadas tienen la misma conformación, muy abierta y con una interacción máxima con el disolvente, por lo que una proteína soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita.
La desnaturalización se puede producir por cambios de temperatura, (huevo cocido o frito), variaciones del pH. En algunos casos, si las condiciones se restablecen, una proteína desnaturalizada puede volver a su anterior plegamiento o conformación, proceso que se denomina renaturalización.
FUNCIONES
Las proteínas desempeñan distintas funciones en los seres vivos, como se observa en la tabla siguiente:
Tipos Ejemplos Localización o función
Enzimas Ácido-graso-sintetosa Cataliza la síntesis de ácidos grasos.
Reserva Ovoalbúmina Clara de huevo.
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxígeno en la sangre.
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrañas.
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa.
Estructurales Colágeno Tendones, cartílagos, pelos.
ÁCIDOS NUCLEICOS. DEFINICIÓN.
Los ácidos nucleicos son macromoléculas constituidas por la unión mediante enlaces químicos de unidades menores llamadas nucleótidos. Los ácidos nucleicos son compuestos de elevado peso molecular que están presentes en el núcleo de las células (también en determinados orgánulos como mitocondrias y cloroplastos). Son las moléculas encargadas de almacenar, transmitir y expresar la información genética. Existen dos tipos ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico), presentes ambos en toda clase de células animales, vegetales o bacterianas.
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS. ► Nucleótidos
Están formados por la unión de una base nitrogenada, una pentosa y una molécula de ácido fosfórico (H3 PO4)
▪ Bases nitrogenadas. Compuestos cíclicos formados por carbono y nitrógeno. Existen dos tipos:
▪ Bases pirimidínicas, derivadas de la pirimidina. Son la citosina (C), que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN; la timina (T), que se presenta sólo en el ADN; y el uracilo (U), componente del ARN.
▪ Bases púricas, derivadas de la purina. Las más importantes son la adenina(A) y la guanina (G). Las dos en ambos tipos de ácidos nucleicos.
▪ Pentosa, ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN.
▪ Ácido ortofosfórico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato.
► Nucleósido
La unión de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleósido. El enlace se forma entre el carbono anomérico del azúcar y uno de los nitrógenos de la base nitrogenada. En la unión se
forma una molécula de agua. Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosídico.
Si la pentosa es una ribosa, tienen como bases nitrogenadas la adenina, guanina, citosina y uracilo. Si la pentosa es un desoxirribosa, tienen como bases nitrogenadas la adenina, citosina, guanina y timina. Se nombra añadiendo la terminación -osina, si derivan de una base púrica, o -idina, se ésta es pirimidínica, al nombre de la base que lo forma: adenosina, guanosina, citidina, timidina, etc.
Los nucleótidos se forma por la unión de un nucleósido con el ácido fosfórico, esta se produce mediante la esterificación del azúcar por el ácido fosfórico. Es una unión fosfoéster entre un OH del ácido fosfórico y el OH situado en el carbono 5 del azúcar, con formación de una molécula de agua. Según el azúcar sea la ribosa o la desoxirribosa, tendremos ribonucleótidos o desoxirribonucleótidos. La nomenclatura de los nucleótidos es compleja. Los nucleótidos se nombran como el nucleósido del que proceden eliminando la a final y añadiendo la terminación monofosfato, por ejemplo, adenosin monofosfato.
Al grupo fosfato de los nucleótidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato, y a éste un tercero, para formar los nucleótidos mono-, di- y trifosfatos (AMP, ADP y ATP),
La unión de dos nucleótidos mediante enlaces fosfodiester (entre el OH del ácido fosforito de un nucleótido y el OH del carbono 3' del siguiente formándose una molécula de agua) da lugar a un dinucleótido, si se une varios forman un polinucleótido.
Los ácidos nucleicos son precisamente largas cadenas polinucleótidicas.
NUCLEÓTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los ácidos nucleicos, se encuentran libres en las células e intervienen en el metabolismo y en su regulación de enzimas, aportando energía química en las reacciones celulares, como coenzimas o como intermediarios activos en la síntesis de biomoléculas. Entre estos tenemos:
▪ Adenosín trifosfato (ATP) actúa como coenzima en diversas reacciones metabólicas implicadas en la transferencia de fosfato y energía siendo el intermediario energético celular por excelencia. Al hidrolizarse a ADP+P, libera la energía que es utilizada por la célula para realizar diversas funciones, como movimiento, síntesis de moléculas, producción de calor, transmisión nerviosa, transporte activo, etc. Por tanto en los seres vivos actúan como un almacén de energía.
El NAD (nicotín-adenín-dinucleótido) y el FAD (flavín-adenín-dinucleótido), son dinucleótidos formados por la unión de un nucleótido de adenina a un nucleótido de nicotinamida y flavina, respectivamente, y el NADP (nicotín-adenín-dinucleótido fosfato) posee además un fosfato; actúan como coenzimas en procesos metabólicos de transferencia de electrones (reacción de óxido-reducción). Estas coenzimas actúan aceptando o cediendo electrones (reduciéndose u oxidándose) al tiempo que el sustrato se oxida o reduce, ejemplo.
▪ El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones catabólicas, mientras que el NADPH lo hace con las que catalizan reacciones de biosíntesis.
ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN).
El ADN es un polímero lineal formado por desoxirribonucleótidos de adenina, guanina, citosina y timina.
El estudio de su estructura se puede hacer a varios niveles, presentan estructuras primaria y secundaria, aunque asociado o no a proteínas nucleares adoptan estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria. ► Estructura primaria.
Es la secuencia de nucleótidos de una cadena o hebra. Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A, T, C, G) en su orden correcto y los extremos 5' y 3' de la cadena nucleotídica. Así, por ejemplo:
► Estructura secundaria.
De acuerdo con el modelo de doble hélice propuesto por Watson y Crick, la estructura secundaria del ADN consiste en:
▪ Una doble hélice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleótidos, enrolladas la una alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario común.
▪ El enrollamiento es dextrógiro (sentido de las agujas del reloj).
▪ Las cadenas son antiparalelas, se disponen en sentido opuestos. Una va en sentido 3'→5' y la otra en sentido 5'→ 3'
▪ Las bases nitrogenadas se sitúan en el interior de la doble hélice mientras que el azúcar (la pentosa) y el ácido fosfórico forman el esqueleto externo; los planos de las bases quedan perpendiculares al eje de la hélice.
▪ Las dos cadenas están unidas por puentes de hidrógenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (G≡C) tres puentes. Esta correspondencia entre las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble hélice posean secuencias complementarias.
Esta estructura secundaria hace posible explicar el papel del ADN como molécula que posee el mensaje genético, capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje a las dos células hijas y transcribir, por otra parte, este mensaje para formar moléculas de ARN responsables de la síntesis de proteínas. Estas dos importantes funciones se basan, como veremos más adelante, en la complementariedad de sus bases.
► Estructura terciaria. La disposición que adopta la doble hélice de ADN al asociarse con proteínas se conoce como estructura terciaria. Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas.
FUNCIONES DEL ADN.
El ADN contiene la información celular heredable, es decir, información genética que se
transmite en la reproducción. El modelo de la doble hélice permite comprender cómo puede
desempeñar esta función atendiendo a las características que requiere esta misión: 1º capacidad de replicación, 2º capacidad de contener información y 3º posibilidad de mutación.
La replicación de la molécula original para formar dos moléculas hijas idénticas se explica mediante la complementariedad de las bases, si las dos cadenas se separan, cada una puede servir de molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria. De esa manera, la información genética en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente.
La información está contenida en la secuencia de bases. Una determinada secuencia de nucleótidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoácidos de acuerdo con la hipótesis “un gen-una enzima”. Mediante el proceso de transcripción se transfiere la información (secuencia de bases) a otra molécula, el ARNm (mensajero), que traslada sus órdenes al citoplasma donde los ribosomas traducen esta información fabricando una determinada cadena polipeptídica.
ARN ÁCIDO RIBONUCLEICO:
El Ácido Ribonucleico está constituido por la unión de nucleótidos formados por la pentosa Ribosa y no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo.
Los nucleótidos se unen formando una cadena con una ordenación en la que el primer nucleótido tiene libre el carbono 5’ de la pentosa. El último nucleótido tiene libre el carbono 3’. Por ello, se dice que la ordenación de la secuencia de nucleótidos va desde 5’ a 3’.
En la célula aparecen cuatro tipos de ARN, con distintas funciones, que son el ARN mensajero, el
ARN ribosómico, el ARN transferente y el ARN heteronuclear.
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal, que contiene la información, copiada del ADN, para sintetizar una proteína. Se forma en el núcleo celular, a partir de una secuencia de ADN. Sale del núcleo y se asocia a ribosomas, donde se construye la proteína. A cada tres nucleótidos (codón) corresponde un aminoácido distinto. Así, la secuencia de aminoácidos de la proteína está configurada a partir de la secuencia de los nucleótidos del ARNm.
ARN ribosómico (ARNr)
El ARN ribosómico, o ribosomal, unido a proteínas de carácter básico, forma los ribosomas. Los ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoácidos para formar proteínas, a partir de la información que transmite el ARN mensajero. Hay dos tipos de ribosomas, el que se encuentra en células procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos, y el que se encuentra en el hialoplasma o en el retículo endoplásmico de células eucariotas.
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no lineal. En él se pueden observar tramos de doble hélice intracatenaria, es decir, entre las bases que son complementarias, dentro de la misma cadena. Esta estructura se estabiliza mediante puentes de Hidrógeno.
Además de los nucleótidos de Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo, el ARN transferente presenta otros nucleótidos con bases modificadas. Estos nucleótidos no pueden emparejarse, y su existencia genera puntos de apertura en la hélice, produciendo bucles.
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos). En uno de ellos (1 en la figura), aparece una secuencia de tres nucleótidos, denominada anti codón. Esta secuencia es complementaria con una secuencia del ARNm, el codón. En el brazo opuesto (2 en la figura), en el extremo 3' de la cadena, se une un
aminoácido específico predeterminado por la secuencia de anti codón. La función del ARNt consiste en llevar un aminoácido específico al ribosoma. En él se une a la secuencia complementaria del ARNm, mediante el anti codón. A la vez, transfiere el aminoácido correspondiente a la secuencia de aminoácidos que está formándose en el ribosoma.
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear, o heterogéneo nuclear, agrupa a todos los tipos de ARN que acaban de ser transcritos (pre-ARN). Son moléculas de diversos tamaños.
Este ARN se encuentra en el núcleo de las células eucariotas. En células procariotas no aparece.
Su función consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN.
