Clase 5 Las Biomoléculas (Lípidos y ácidos nucleicos)
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El documento aborda la composición, clasificación y funciones de los lípidos y ácidos nucleicos, destacando la importancia de las biomoléculas en la estructura y funcionamiento celular. Se describen los diferentes tipos de lípidos, sus propiedades físicas y su papel en la fisiología y biología celular. Además, se analizan los ácidos nucleicos como portadores de información genética, así como su estructura y proceso de replicación.
Clase 5 Las Biomoléculas (Lípidos y ácidos nucleicos)
- 1. Las Cuatro x . m Biomoléculas II m o .c- Lípidos e Nucleicos t Ácidos u de proteínas - - .g Síntesis w w w Autor: Maestro en Ciencias Bioquímicas Genaro Matus Ortega [email protected], [email protected]
- 2. x . m Los Lípidos m c o e. -Definición ut Función - .g - Clasificación w w w
- 3. Los Lípidos x . m Son un grupo heterogéneo de sustancia orgánicas insolubles en solventes polares como el agua cloroformo, el éter y el benceno. o m Se disuelven fácilmente en solventes orgánicos no polares como el .c Cumplen funciones estructurales, como en el caso de los fosfolípidos , glucolípidos y ceras. t e Son moléculas de almacenamiento de energía o sustancias de reserva (triacilglicéridos) a nivel celular y cubiertas térmicas y u envolturas de flotabilidad acuática. g . w w w
- 4. Los Lípidos x Como estructuras cobertoras (las ceras . m -impermeabilización y protección-) Mensajeros químicos (derivados del o m .c colesterol, hormonas como la cortisana, la progesterona y la testosterona). Moléculas señal (las prostaglandinas) t e carotenos) g u Pigmentos que absorben la luz (los . w w Cofactores de enzimas (vitamina A, K y el tocoferol) w Transportadores de electrones (quinonas)
- 5. Los Lípidos x Clasificación de los lípidos . m Los ácidos grasos y los glicéridos (grasas, ceras o aceites). Las grasas en estado de cloroformo, acetona, etc. o m pureza son incoloras, solubles en agua, ligeramente solubles en alcohol y solubles en éter, e.c u t .g w Céridos. Compuestos de ésteres de ácidos monobásicos (lanolina, cera de abeja) w Etólidos. Son ceras producidas por las coníferas (pinos, abies, ahuehuetes, etc.) w
- 6. Los Lípidos x Estéridos. Como el colesterol o colesterina, y el ergosterol, derivados de la colesterina como . m los ácidos biliares, así como algunas hormonas, cortisona, progesterona, testosterona, y la vitamina D. o m Fosfolípidos, son lípidos que contienen fósforo (membranas de las células) en la yema del huevo, la leche, sangre, cerebro, etc. e.c u Sulfátidos, son lípidos que contienen Azufre. t .g Carotenoides, son pigmentos vegetales y algunos derivados como las vitaminas A y K, el tocoferol y el caucho. w w w
- 7. Los Ácidos Grasos x . m Molécula anfipática (ambas fobias) formada por un grupo carboxilo terminal - (insoluble en agua). o m COOH hidrofílico (soluble en agua y una cadena hidrocarbonada larga, hidrofóbica .c El grupo carboxilo reacciona fácilmente con un grupo funcional hidroxilo (OH) o con un grupo amino (NH2) de otra molécula formando esteres (-O-) y amidas (CONH2). t e g u . w Los ácidos grasos son componentes de las grasas, aceites, fosfolípidos, glucolípidos y ceras. w Los ácidos grasos saturados presentan ligaduras sencillas C-C, (las ceras, parafinas, sebos) w
- 8. Los Ácidos Grasos x Los ácidos grasos poli-insaturados tienen dos o más enlaces y son muy inestables. Por lo tanto se pueden clasificar por: . m a) b) el número total de átomos de carbono el número de dobles enlaces C=C o m .c c) la posición de cada doble ligadura No. de carbonos: Nombre común: t e Nombre sistemático: Símbolo abreviado: Estructura: u 2 Ácido acético Ácido etanoico 2:0 CH3COOH 4 Ácido butírico Ácido butanoico 4:0 CH3(CH2)2COOH g 6 Ácido caprílico Ácido hexanoico 6:0 CH3(CH2)4COOH 8 10 Ácido caproico Ácido cáprico . Ácido octanoico Ácido decanoico 8:0 10:0 CH3(CH2)6COOH CH3(CH2)8COOH 12 14 Ácido láurico w Ácido mirístico Ácido-n-dodecanoico Ácido-n-tetradecanoico 12:0 14:0 CH3(CH2)10COOH CH3(CH2)12COOH 16 18 w Ácido palmítico Ácido esteárico Ácido-n-hexadecanoico Ácido-n-octadecanoico 16:0 18:0 CH3(CH2)14COOH CH3(CH2)16COOH 20 24 w Ácido araquídico Ácido lignocérico Ácido-n-eicosanoico Ácido-n-tetracosanoico 20:0 24:0 CH3(CH2)18COOH CH3(CH2)22COOH
- 9. Propiedades físicas de los Ácidos Grasos x . m La solubilidad, decrece conforme incrementa la longitud de la cadena hidrocarbonada, en solventes polares. o m Los enlaces dobles, la longitud de la cadena y el estado de agregación. - Todos los ácidos grasos saturados de e.c u t menos de diez carbonos y todos los ácidos grasos insaturados son líquidos oleosos a temperatura ambiente. .g Palmitato w - Debido a los enlaces dobles las cadenas w hidrocarbonadas no pueden extenderse completamente para empacarse en un w Oleato arreglo cristalino.
- 10. Los Lípidos x . m Los ácidos grasos forman micelas, se disuelven en soluciones acuosas diluidas de NaOH o KOH CH3(CH2)10COOH + NaOH → CH3(CH2)10COO-Na+ + H2O o m .c Los ácidos grasos libres existen como sales de carboxilato (iones) debido a que sus valores de pK oscilan entre 4 y 5. e u t - Los nombres de los ácidos grasos que están en un medio fisiológico llevan el sufijo –ato para indicar su ionización (laurato, miristato, oleato, etc.) .g La reactividad w química de las colas hidrocarbonadas de los ácidos grasos depende del w grado de insaturación. w
- 11. Los triacilgliceroles o triglicéridos x Los triacilgliceroles simples están formados por un residuo de . m glicerol (1,2,3-tripropanol) unido mediante enlaces éster a tres o m .c ácidos grasos idénticos. El proceso de esterificación puede formar intermediarios t e monoacil y diacilgliceroles. g u . Los trialcilgliceroles simples son raros en la naturaleza. w w Predominan los triacilgliceroles mixtos, que tienen dos o tres ácidos w grasos distintos entre sí.
- 12. Las grasas, los aceites y las ceras x Los triacilgliceroles aislados de tejidos animales son grasas y . m forman cuerpos sólidos temperatura ambiente (predominan a o m .c los ácidos grasos saturados). Las mezclas de triacilgliceroles, características de las semillas de t e g u las plantas (como las oleoginosas), son típicamente aceites, y toman . una apariencia líquida (predominan los ácidos grasos insaturados) w Por ejemplo, los aceites de maíz, de w cacahuate, de semillas de algodón y de oliva. w
- 13. Los aceites x . m % de ácidos grasos saturados % de ácidos grasos insaturados o m .c Fuente: C4- C14 C1 C18 C16 + C18 C12 6 Aceite de canela - - 5 1 94 Aceite de oliva Mantequilla 2 10 2 11 13 29 10 3 80 40 t e u Grasa bovina 2 2 29 21 46 Aceite de coco 60 18 11 2 8 Aceite de maíz Aceite de palma - - 2 2 10 40 3 6 .g 85 52 w Aceite de nuez 7 90 3 - - moscada w w
- 14. Las ceras x . m Están de una molécula de ácido graso con un alcohol de cadena larga y recta de 24 a 36 átomos de o m carbono y solamente un grupo OH al final. e.c Éste tipo de moléculas lipídicas desempeñan funciones biológicas u t .g tales como formar las cubiertas protectoras de las hojas de las w plantas, lubricar la piel y servir de repelente al agua en las plumas de las aves. w w
- 15. Los fosfolípidos x . m Son lípidos polares tienen una función biológica como componentes de las membranas biológicas (protección de las células y sus organelos) Principales lípidos membranales o m -Triacilgliceroles .c -Fosfoglicéridos (o glicerofosfolípidos) e -Esfingolípidos. u t .g w w w
- 16. Los fosfolípidos x . m El grupo fosfato puede reaccionar con hasta tres m equivalentes de alcohol para formar mono, di y tri ésteres. o .c Los gricerofosfolípidos exhiben regiones sumamente polares y cargadas eléctricamente, además de las regiones t e no polares, que son características esenciales para la estructura de las bicapas lipídicas g u . w w w
- 17. Los fosfolípidos x . m o m e.c ut .g w w w
- 18. Los Esfingolípidos x Esta clase de lípidos está representada por tres subclases: . m • Ceramidas • Esfingomielinas • Glucoesfingolípidos o m La molécula fundamental es un amino alcohol que contiene una cadena larga de e.c 18 carbonos llamada esfingosina, en lugar del glicerol. u t . La esfingosina tiene dos grupos g funcionales (amino e hidroxilo) que w pueden ser modificados para formar diversos esfingolípidos. w w
- 19. Mapa conceptual: x Celular Membranas, . m Mensajeros intracelulares, Cofactores enzimáticos Función Fisiológica o mCubiertas Hormonas .c Pigmentos fotosintéticos Aceites (insaturadas) Estructura Lípidos Grasas (saturadas) t e g u Ácidos grasos, (COOH y colas hidrofóbicas) Céridos, . Etólidos, Sulfátidos, Clasificación Fosfolípidos, (Fosfato y colas hidrofóbicas) w Esfingolípidos, Estéridos, (Derivados del colesterol formadosde unidades isoprenoides) w Carotenoides (pigmentos fotosintéticos y accesorios) w
- 20. x . m Los Ácidos Nucleicos m c o e. - ADN ut - RNA .g w w w
- 21. Los ácidos nucleicos x Los ácidos nucleicos polimerizados son las biomoléculas portadoras de . m la información genética de todos los seres vivos. o m .c El ácido desoxiribonucleido (ADN) se encarga de portar la información genética en las células y algunos virus. t e El ácido ribonucleico (ARN) actúa como una molécula intermediaria g u El Dogma Central de la Biología Molecular Propuesto por Francis Crick en 1958 para describir el flujo de la . información en una célula. para convertir la información genética en secuencias definidas w Trascripción Traducción de los aminoácidos que conforman DNA RNA proteína w a las proteínas y puede constituir el genoma de retrovirus. w Replicación
- 22. Los ácidos nucleicos x El ADN está compuesto por . m nucleótidos: grupo fosfato, un azúcar y una base nitrogenada. o m bases nitrogenadas cuya proporción e.c Participan cuatro diferentes tipos de t varía entre las diferentes especies. u .g w w w
- 23. Los ácidos nucleicos x . m o m e.c ut .g w w w
- 24. Estructura química de los nucleótidos x En cada nucleótido, la base nitrogenada se une a la ribosa o a la desoxiribosa mediante un enlace fosfodiéster entre el carbono 1 del azúcar y el . m nitrógeno de la base, el nitrógeno 1 en las bases pirimídicas o el 9 en las bases púricas. o m e.c u t .g w w w
- 25. Los ácidos nucleicos x . m El ADN y el ARN son polímeros (nucleótidos) que se unen o m covalentemente entre sí por medio del grupo hidroxilo del carbono 3’ de un azúcar al grupo fosfato del carbono 5’ del azúcar .c adyacente (enlace fosfodiéster), en una secuencia definida formando polinucleótidos. t e g u . w w w
- 26. DNA RNA x m H . U 3 o m OH e.c OH 2 ut .g OH w OH w 1 w
- 27. El ATP (la moneda energética celular) x . m o m e.c ut .g w w w
- 28. x . m o mRegiones o dominios nucleares .c (regulación epigenética) t e g u . w w w
- 29. x . m o m e.c ut .g w w w
- 30. El ADN x Se presenta en forma de doble cadena. . m Forma cromosomas y contiene dos cadenas de ADN (millones de pb) o m .c Las cadenas se asocian una a otra por puentes de hidrógeno que se forman entre los nucleótidos de e las dos cadenas. t Configuración más estable por puentes de u hidrógeno entre la guanina y la citosina (3) .g w w Dirige su propia replicación durante la división celular w Dirige la transcripción de moléculas del ARN complementarias.
- 31. El ADN x . m Las dos cadenas de ADN son complementarias en la secuencia de bases. o m Cuando aparece una G en una cadena, se encuentra una C en .c la otra, y que cuando aparece una T, en la cadena complementaria debe haber una A. t e g u . w w w
- 32. Formas del ADN x . m o m e.c ut .g w w w A B Z
- 33. Los tipos de RNA x El ARNm contiene la información genética del ADN en una molécula . m monocatenaria ARNt actúan como adaptadores o m información genética del lenguaje de e.c durante la síntesis proteica traduce la los nucleótidos del ARNm a una a las proteínas. u t secuencia de aminoácidos que integran La síntesis proteica ocurre en el ribosoma (un multicomplejo heteroproteico compuesto también por RNAr). ARNr son .g componentes w estructurales y catalíticos de los ribosomas, el sistema sintetizador de w proteínas de las células. w
- 34. Integración parcial con el dogma central de la biología molecular x . m o m e.c u t .g w w w
- 35. Síntesis del ADN (Replicación o Duplicación) x Reconocimiento del sitio de origen de replicación de la doble hélice (se rompen . m puentes de hidrógeno y dando origen a dos horquillas de replicación) Enzimas participantes: o m Dirección de .c la formación de la - Las topoisomerasas, que cambian horquilla la forma topológica de las cadenas de ADN y t permiten la apertura de la doble hélice. e - Las helicasas, que separan las dos g u hélices para que se puedan formar las dos cadenas nuevas de nucleótidos, cada una en la . dirección 5’→ 3’ contraria a la cadena molde. - La DNA polimerasa, que es la w enzima encargada de aparear las bases complementarias a la cadena molde (también Cadena Cadena w conductor retrasada a llamada replicasa). w
- 36. Mapa conceptual: x Nucleótidos . m Informacionales (Ácidos nucleicos) o m Energéticos ADN (AGTC) 2 desoxirribosas ARN (AGUC) ribosas C e.c ATP, ATP GTP, UTP, CTP Porta la información Formas A, B y Z ARNm u ARNt t ARNr Nucleótidos (base nitrogenada + azúcar + fosfato) Nucleósidos (Base nitrogenada + azúcar), g hereditaria. . Integra las Azúcar: Fosfato: w Bicatenaria, antiparalela, Intermediario del Participa en la fábricas de Bases código genético síntesis proteica proteínas nitrogenadas Ribosa PO4 complementario y estable. (Ribosomas) w Mono catenario, inestable Purinas: AG Pirimidinas: TCU w (dos anillos) (un solo anillo)
- 37. x . m o m e.c ut .g w w w
- 38. x . m Es un buen momento para hacer una o mintegración de lo revisado. e.c ut .g w w w
- 39. x . m o m e.c u t .g Apéndice brevísimo pero importantísimo LAS VITAMINAS w w w
- 40. Las vitaminas x No son per se biomoléculas . m fundamentales en todos los seres vivos, pero en los mamíferos desempeñan papeles o m .c nutricionales importantes. Nutrimentos orgánicos requeridos en cantidades pequeñas para mantener el crecimiento y t e metabolismo normales. g u sirven como . La mayoría de las vitaminas coenzimas w (complementos de enzimas). Debido a que no se puede w sintetizar (o se hace de forma insuficiente) un gran numero de w vitaminas por lo que debe ingerirlas por medio de la dieta.
- 41. Las vitaminas x Se dividen en dos grupos principales: . m A) Liposolubles: Se absorben junto con o m .c otros lípidos de la dieta en el intestino delgado. Pueden almacenarse en t e células como los hepatocitos. Ejemplos de estas son las vitaminas A, E D y K. g u B) Hidrosolubles: Las absorbe el conducto . gastrointestinal junto con el agua y se disuelven en los líquidos corporales. w cantidades excesivas de estas vitaminas w no se almacenan sino que se excretan en la orina. Ejemplos de estas son las w vitaminas B y C.
- 42. CUADRO INTEGRATIVO: x Biomolécula: Función Principal . Funciones Secundarias m Carbohidratos Fuente principal para captación y almacenamiento de energía. o m Componente estructural de las paredes celulares de Hongos y Plantas, además del glucocalix de .c Bacterias. Lípidos Elementos estructurales de Fuente de carbono y energía. Proteínas las membranas biológicas. Elementos estructurales, t e Acarreadores, transductores de enzimas, hormonas. g u energía, anticuerpos, generación de impulsos nerviosos, contracción . muscular. Ácidos Entidades portadoras de la Transferencia de energía y Nucleicos Vitaminas w carga genética. Cofactores enzimáticos. señalización intracelular. Regulan el crecimiento y desempeño w metabólico y fisiológico. w ¡Esta es la mínima información que debes tener claro!
- 43. x . m o m e.c ut .g w w w