Los Lípidos
Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y en una proporción muy baja también oxígeno.
Además pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre .
Es un grupo de sustancias muy heterogéneas que sólo tienen en común estas dos características:
Son insolubles en agua
Son solubles en disolventes orgánicos,(éter, cloroformo, benceno).
Clasificación de los lípidos
Los lípidos se clasifican en dos grupos, atendiendo a que posean en su composición ácidos grasos (lípidos saponificables) o no lo posean ( lípidos insaponificables ).
Lípidos saponificables Simples
Acilglicéridos Céridos
Complejos
Fosfolípidos Glucolípidos Lípidos insaponificables
Terpenos Esteroides
Prostaglandinas
Desde el punto de vista químico, los ácidos grasos son capaces de formar enlaces éster con los grupos alcohol de otras moléculas.
Cuando estos enlaces se hidrolizan con un álcali, se rompen y se obtienen las sales de los ácidos grasos correspondientes,
denominados jabones, mediante un proceso denominado saponificación.
Propiedades de los ácidos grasos
Por hidrólisiscon un álcali se obtienen las sales de los ácidos grasos correspondientes, denominados jabones,
Saponificación.
Ácidos grasos
Los ácidos grasos son moléculas formadas por una larga cadena
hidrocarbonada de tipo lineal, y con un número par de átomos de carbono.
Tienen en un extremo de la cadena un grupo carboxilo (-COOH).
Clasificación de los ácidos grasos
•Los ácidos grasos saturados sólo tienen enlaces simples entre los átomos de
carbono. Son ejemplos de este tipo de ácidos el mirístico (14C);el palmítico (16C) y el esteárico (18C) .
•Los ácidos grasos insaturados tienen uno o varios enlaces dobles en su cadena y sus moléculas presentan codos, con cambios de dirección en los lugares dónde aparece un doble enlace. Son ejemplos el oléico (18C, un doble enlace) y el linoleíco (18C y dos dobles enlaces).
Ejemplos :
Palmítico : H3 C-(CH2 )14-COOH
Esteárico : H3 C-(CH2 )16-COOH
Oleico : H3 C-(CH2 )7 -CH CH -(CH2 )7 -COOH
Ácido palmítico Ácido oleico
Grupo Carboxilo
Cola hidrofóbica cabeza hidrofílica Los ácidos grasos
son compuestos anfipáticos
Se caracterizan por presentar un ácido ortofosfórico (H3PO4) en su zona polar.
Son las moléculas más abundantes de la membrana citoplasmática.
Fosfolípidos
Comportamiento de los fosfolípidos
(G. M. Helmkamp, Jr)
Comportamiento de los fosfolípidos
Micela
(Acidos grasos)
Liposoma
(fosfo y glicolípidos)
Bicapa Lipídica (fosfo y glicolípidos)
(G. M. Helmkamp, Jr)
(Triglicéridos)
Ceras
Las ceras son ésteres de ácidos grasos de cadena larga, con alcoholes también de cadena larga.
En general son sólidas y totalmente insolubles en agua.
Todas las funciones que realizan están relacionadas con su impermeabilidad al agua y con su consistencia firme.
Las plumas, el pelo , la piel, las hojas, los frutos, están cubiertas de una capa de ceras protectoras.
Terpenos
Son moléculas lineales o cíclicas que cumplen funciones muy variadas: Esencias vegetales: mentol, geraniol, limoneno, alcanfor,
eucaliptol y vainillina.
Vitaminas, como la A, E, K.
Pigmentos vegetales, como el caroteno y la xantofila.
Esteroides
Esteroles: Como el colesterol y la vitamina D.
Hormonas esteroídeas: hormonas suprarrenales y hormonas sexuales.
COLESTEROL El colesterol forma parte estructural de las membranas a las que confiere estabilidad.
Es la molécula base que sirve para la síntesis de casi todos los esteroides.
HORMONAS SEXUALES : progesterona y testosterona .
HORMONAS SUPRARRENALES :cortisona
Prostaglandinas
Las prostaglandinas son lípidos cuya molécula básica está constituida por 20 átomos de carbono que formanun anillo ciclopentano y dos cadenas
alifáticas.
Las funciones son diversas:
1.- la producción de sustancias que regulan la coagulación de la sangre 2.- cierre de las heridas
3.- la aparición de la fiebre como defensa de las infecciones 4.- la reducción de la secreción de jugos gástricos.
Funcionan como hormonas locales.
Funciones principales de los lípidos.
• Función de reserva. Son la principal reserva energética del organismo.Un gramo de grasa produce 9'4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación.
• Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas.
Recubren órganos y les dan consistencia. Además forman los cogines protectores de los órganos.
• Función biocatalizadora. De las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.
• Función transportadora. El transporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de destino por medio de la emulsión generada por los ácidos biliares y los proteolípidos.
LAS PROTEÍNAS
Son biomoléculas formadas básicamente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.
Pueden además contener azufre y en algunos tipos de proteínas, fósforo,
hierro, magnesio y cobre entre otros elementos.
Son polímeros de los aminoácido. Los aminoácidos están unidos por
enlaces peptídicos.enlaces peptídicos.
La unión de un bajo número de aminoácidos da lugar a un péptido;
Si el n: de aa. no es mayor de 10, se denomina oligopéptido.
Si es superior a 10 se llama polipéptido.
y si el n: es superior a 50 aa. se denomina proteína.
LOS AMINOÁCIDOS
Los aminoácidos se caracterizan por poseer un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2).
Las otras dos valencias del carbono se saturan con un átomo de H y con un grupo variable denominado radical R.
La fórmula general de un aminoácido es:
La fórmula general de un aminoácido es:
R puede ser una de 20 tipos diferentes de cadena R puede ser una de 20 tipos diferentes de cadena
lateral. A pH 7, los grupos amino y carboxilo se lateral. A pH 7, los grupos amino y carboxilo se
encuentran ionizados.
encuentran ionizados.
LOS AMINOÁCIDOS
Familias de Aminoácidos
Los aminoácidos comunes se agrupan en función de la naturaleza química de sus cadenas laterales
ácidas básicas
polares sin carga no polares
Los nombres de estos 20 aminoácidos tienen abreviaturas de tres letras y de una letra
Por ejemplo: Alanina = Ala = A
Cadenas Laterales Acidas
ácido aspártico Asp o D
ácido glutámico Glu o E
Cadenas Laterales Básicas
lisina
Lys o K arginina
Arg o R histidina
His o H
asparragina Asn o N
glutamina Gln o Q
Aunque el N de la amida no está cargada a pH neutro, la molécula es polar
serina
Ser o S treonina
Thr o T tirosina
Tyr o Y
Cadenas laterales polares sin carga
Cadenas laterales no polares
Cadenas laterales no polares
Formación del Enlace peptídico Formación del Enlace peptídico
Formación del Enlace Peptídico
Extremo Amino-terminal NH2-terminal o
N-terminal
Extremo Carboxilo-terminal COO--terminal o
C-terminal Condensación
(liberación de 1 molécula de agua)
Formación de una Cadena Polipeptídica
Residuos aminoacídicos
Polipéptido Polipéptido Dipéptido
Enlace peptídico
Cadena Polipeptídica
(Proteína)
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.
La estructura primaria es la secuencia de aa. de la proteína que componen la cadena polipeptídica. La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte.
ESTRUCTURA SECUNDARIA: Es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio
Existen dos tipos de estructura secundaria:
la (alfa)-hélice la conformación (beta)
Ambos elementos de estructura secundaria principalmente se mantienen gracias a puentes de hidrógeno.
- - Hélice Hélice
Conformación
Conformación
antiparalela antiparalela
paralela
ESTRUCTURA TERCIARIA
Es la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma, originando una conformación globular.
“estructura secundaria”
“estructura terciaria”
mioglobina
Plegamiento de una proteína para adquirir una conformación compacta Las cadenas laterales de los aminoácidos polares tienden a agruparse en el exterior de la proteína, interactuando con el agua. Las cadenas laterales de los aminoácidos no polares se entierran en
el interior, formando un núcleo hidrofóbico compacto.
cadenas laterales polares
cadenas laterales no polares
región central hidrofóbica contiene cadenas laterales no polares
cadenas laterales polares en el exterior
forman puentes de hidrógeno con el agua Polipéptido desplegado Conformación plegada en ambiente acuoso
La estructura terciaria corresponde a la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una conformación
globular.
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:
1.puente disulfuro entre los radicales de aminoácidos que tiene azufre.
2.puentes de hidrógeno 3.puentes eléctricos
4. interacciones hifrófobas.
Tres tipos de enlaces no covalentes que participan en el plegamiento de las proteínas
Cada uno de estos enlaces, por sí solo, es muy débil, pero el conjunto de todas ellas origina una conformación tridimensional altamente estable
DOMINIOS PROTEICOS
Los elementos de estructura secundaria, -hélices y hojas , se empaquetan juntas formando elementos globulares estables llamados dominios. Una proteína típica está formada por uno o más dominios, a
menudo unidos entre sí por regiones menos estructuradas. La figura corresponde a la proteína reguladora génica de bacterias CAP, con dos dominios.
ESTRUCTURA CUATERNARIA ESTRUCTURA CUATERNARIA
Consiste en la unión de dos a más cadenas polipeptídicas con estructura Consiste en la unión de dos a más cadenas polipeptídicas con estructura
terciaria, para formar un complejo proteico. Generalmente estos complejos se terciaria, para formar un complejo proteico. Generalmente estos complejos se forman mediante enlaces débiles (no covalentes), pero en algunos casos
forman mediante enlaces débiles (no covalentes), pero en algunos casos ocurren uniones covalentes entre las diferentes cadenas, en la forma de ocurren uniones covalentes entre las diferentes cadenas, en la forma de puentes disulfuro.
puentes disulfuro.
Hemoglobina: una proteína formada por la disposición simétrica de dos subunidades diferentes
Estructura Primaria
- Enlaces covalentes (enlace peptídico)
Estructura Secundaria
- Enlaces puente de hidrógeno
Estructura Terciaria
- Interacciones no covalentes:
- puentes de hidrógeno - enlaces iónicos
- fuerzas de Van der Waals - interacciones hidrofóbicas - Enlaces covalentes (puentes disulfuro)
Estructura Cuaternaria
- Fundamentalmente interacciones no covalentes:
- puentes de hidrógeno - enlaces iónicos
- fuerzas de Van der Waals - interacciones hidrofóbicas - Enlaces covalentes en algunos casos Secuencia de aminoácidos
Estructura
hélice
Cadena polipeptídica plegada
Asociación de dos o más cadenas polipeptídicas
“Random coil”
FUNCIONES Y EJEMPLOS DE PROTEÍNAS
Estructural
•Como las glucoproteínas que forman parte de las membranas.
•Las histonas que forman parte de los cromosomas
•El colágeno, del tejido conjuntivo fibroso.
•La elastina, del tejido conjuntivo elástico.
•La queratina de la epidermis.
Enzimática •Son las más numerosas y especializadas. Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas
Hormonal
•Insulina y glucagón
•Hormona del crecimiento
•Calcitonina
Defensiva •Inmunoglobulina
•Trombina y fibrinógeno
Transporte
•Hemoglobina
•Hemocianina
•Citocromos
Reserva
•Ovoalbúmina, de la clara de huevo
•Gliadina, del grano de trigo
•Lactoalbúmina, de la leche
Los Ácidos Nucleicos
Los ácidos nucléicos son grandes moléculas formadas por la repetición de una molécula unidad que es el nucleótido.
Un nucleótido está formado por:
1.- Una pentosa (ribosa o dexosirribosa).
2.- Una base nitrogenada (guanina, adenina, citocina, timina y uracilo)
3.- Un ácido fosfórico
Nucleótidos
Base nitrogenada
Azúcar Fosfato
Las unidades de los ácidos nucleicos
Azúcares
Pentosa
un azúcar de 5 carbonos
Cada uno de los carbonos numerados del azúcar de un nucleótido se indica con una comilla tras el número; así, se habla del “carbono 5-prima”, etc.
La -D-ribosa forma parte del ácido ribonucleico
La -D-
desoxirribosa forma parte del ácido desoxirribonucleico
Bases Nitrogenadas
uracilo uracilo
citosina
timina
guanina adenina
Son compuestos que contienen anillos nitrogenados, tanto pirimidinas como purinas
Pirimidina Purina
Grupos Fosfatos
Se unen al hidroxilo del carbono 5’ de la ribosa o desoxirribosa.
Existen los nucleótidos mono-, di- y trifosfato.
El fosfato hace que el nucleótido quede cargado negativamente
Nomenclatura
azúcar
Base + azúcar = NucleóSido
azúcar
Base + azúcar + fosfato = NucleóTido
Base Nucleósido Abreviatura Adenina adenosina A
Guanina guanosina G Citosina citidina C Timina timidina T uracilo uridina U
Los nucleótidos se abrevian con 3 letras mayúsculas, por ejemplo:
AMP = adenosin monofosfato dAMP = desoxiadenosin
monofosfato UDP = uridin difosfato ATP = adenosin trifosfato
Funciones de los Nucleótidos
O
Funciones de los Nucleótidos
Funciones de los Nucleótidos
Formación de la Cadena de Ácido Nucleico
Extremo 5’-PO4
Extremo 3’-OH
Formas alternativas de representar una cadena de
ácidos nucleicos
El DNA y todas las formas bicatenarias (duplex) de los ácidos nucleicos se unen entre sí gracias a los enlaces de hidrógeno que se establecen entre sus bases.
La Timina enlaza con la Adenina con dos enlaces y la Guanina y la Citosina se unen entre sí por tres enlaces de hidrógeno.
El ADN contiene adenina-guanina-citosina y timina que se emparejan en la doble hélice una de cada famila A-T y G-C
El Ácido Desoxirribonucleico (ADN o DNA) Existe en la Célula como una Doble Hebra
ANTIPARALELA
El Ácido Desoxirribonucleico (ADN o DNA) es una Doble Hélice
10 pares de bases por cada vuelta de hélice
Las hebras que la conforman son complementarias y antiparalelas.
Complementarias porque las bases de cada cadena se aparean de forma complementaria Adenina con Timina (A-T) y Guanina con Citosina (C-G).
Antiparalelas porque una cadena está colocada en posición 5'- 3' y la complementaria en posición 3'- 5'.
Cada base púrica o pirimidinica establece puentes de hidrógeno con su complementaria, uniendo así las dos cadenas.
La separación entre los pares de bases adyacentes es de 3,4 Å (0,34nm).
La hélice completa una vuelta cada 10 pares de bases , es decir cada 34 Å (3,4nm).
El diámetro de la hélice es de 20 Å.
Estructura del DNA
DENATURACIÓN Y RENATURACIÓN DE MOLÉCULAS DE DNA DE DOBLE HEBRA
Nativo Denaturado, hebra simple Renaturado
Calor, OH- Renaturación
Estructura del RNA
Apareamiento de adenina con uracilo
Estructura del RNA
Extremo 3’-OH Extremo 5’-P
enlace fosfodiester enlace fosfodiester Unión 3’ Unión 5’
Unión 3’ Unión 5’
base base
ribosa ribosa
Cadena de RNA
Estructura del RNA
El RNA puede formar pares de bases intramoleculares; es un ácido nucleico de hebra simple, pero contiene regiones de apareamiento de bases que pueden resultar de una complementariedad azarosa.
Estructura secundaria del RNA
Estructura del RNA
