BASES MOLECULARESDE LA VIDA

genoma

Célula cromosomas

genes los genes contienen instrucciones para hacer proteínas ADN

proteínas

las proteínas actúan solas o en complejos para realizar las funciones celulares

genoma

Célula cromosomas

genes los genes contienen instrucciones para hacer proteínas ADN

proteínas

las proteínas actúan solas o en complejos para realizar las funciones celulares

ORGANIZACIÓN DE LA ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA VIVAMATERIA VIVA

ÁtomosÁtomos:: partícula más pequeña de un partícula más pequeña de un elemento.elemento.

MoléculasMoléculas:: agrupación de los elementos. agrupación de los elementos.

Macromoléculas:Macromoléculas: agrupaciones de agrupaciones de moléculas.moléculas.

Célula:Célula: unidad funcional y estructural de los unidad funcional y estructural de los seres vivos.seres vivos.

Concepto Actual de la CélulaConcepto Actual de la Célula Es la unidad más pequeña de materia, capaz de Es la unidad más pequeña de materia, capaz de

llevar a cabo todas las actividades necesarias llevar a cabo todas las actividades necesarias para el mantenimiento de la vida. para el mantenimiento de la vida.

Tiene todos los componentes físicos y químicos Tiene todos los componentes físicos y químicos necesarios para su propio mantenimiento, necesarios para su propio mantenimiento, crecimiento y reproducción.crecimiento y reproducción.

Fue descubierta por ROBERT HOOKE Fue descubierta por ROBERT HOOKE observando un corte de corcho en un observando un corte de corcho en un microscopio de la época.. microscopio de la época..

CélulaCélula significa celda o cuarto muy pequeño. significa celda o cuarto muy pequeño.

Todos los organismos están constituidos por células. (unidad estructural)

En las células tienen lugar todas las funciones metabólicas (unidad funcional)

Las células contienen el material hereditario, el cual permite que las características de una célula madre pasen a una célula hija. (unidad genética)

Las células solo provienen de células pre-existentes. (origen)

TEORIA CELULARTEORIA CELULAR

Células Sin Sistemas de Células Sin Sistemas de Endomembranas Endomembranas

Presentan una organización estructural simple. Presentan una organización estructural simple. No poseen organelas. No poseen organelas. Presentan su ADN disperso en el citoplasma, más o menos Presentan su ADN disperso en el citoplasma, más o menos

condensado formando una región llamada nucleoide.condensado formando una región llamada nucleoide.Todos los procesos bioquímicos ocurren Todos los procesos bioquímicos ocurren

en el mismo compartimento celular (citoplasma).en el mismo compartimento celular (citoplasma).Unicelulares. Unicelulares. Son el grupo de seres vivos más pequeños, antiguo y Son el grupo de seres vivos más pequeños, antiguo y

abundante abundante (PROCARIOTAS Y ARQUEABACTERIAS)(PROCARIOTAS Y ARQUEABACTERIAS)

• Tienen una estructura más compleja ya que poseen Tienen una estructura más compleja ya que poseen espacios funcionales cerrados (sistema de espacios funcionales cerrados (sistema de endomembranas u endomembranas u organelas). organelas).

• Presentan su ADN encerrado en un núcleo. Presentan su ADN encerrado en un núcleo. • Los diferentes procesos bioquímicos ocurren en las Los diferentes procesos bioquímicos ocurren en las

organelas y/o el citoplasma.organelas y/o el citoplasma.• Unicelulares y pluricelulares Unicelulares y pluricelulares • Son el grupo de seres vivos más complejo Son el grupo de seres vivos más complejo

(EUCARIOTAS)(EUCARIOTAS)

Células Con Sistemas de Células Con Sistemas de Endomembranas Endomembranas

Células EucariotasCélulas Eucariotas

ORGANIZACIÓN DE LA ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA VIVAMATERIA VIVA

Átomos: Átomos: partícula más pequeña de un elemento.partícula más pequeña de un elemento.

Moléculas: Moléculas: agrupación de los elementos.agrupación de los elementos.

Macromoléculas: Macromoléculas: agrupaciones de moléculas.agrupaciones de moléculas.

Los procesos que gobiernan el manejo y disponibilidad Los procesos que gobiernan el manejo y disponibilidad de moléculas además de la síntesis y degradación de la de moléculas además de la síntesis y degradación de la macromoléculas los denominaremos: macromoléculas los denominaremos: Procesos Procesos Bioquímicos Fundamentales.Bioquímicos Fundamentales.

Procesos Bioquímicos Procesos Bioquímicos FundamentalesFundamentales

Permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc.

UNIÓN IÓNICAUNIÓN IÓNICA

UNIÓN COVALENTEUNIÓN COVALENTE

UNIÓN PUENTE HIDRÓGENOUNIÓN PUENTE HIDRÓGENO

UNIONES DE VAN DER WALLS UNIONES DE VAN DER WALLS (Fuerzas de London)(Fuerzas de London)

UNIONES HIDROFÓBICASUNIONES HIDROFÓBICAS

HH2200

Momento DipolarMomento Dipolar

El HEl H22O como disolventeO como disolvente

H2OH2O

H2O + H20 OH- +

H30+

H1logpH

pHpH

ACIDOS NUCLEICOSACIDOS NUCLEICOS

ADN (Ácido desoxiribonucleico)ADN (Ácido desoxiribonucleico) ARN (Ácido ribonucleico)ARN (Ácido ribonucleico)

MONÓMEROSMONÓMEROS NUCLEÓTIDOS:NUCLEÓTIDOS:

BASE BASE NITROGENADA+NITROGENADA+AZÚCAR+ AZÚCAR+ FOSFATOFOSFATO

AZÚCARESAZÚCARES

BASES NITROGENADASBASES NITROGENADAS

PURINASPURINAS

PIRIMIDINASPIRIMIDINAS

  

NUCLEÓTIDOS: NUCLEÓTIDOS: dAMP, dGMP, dCMP, dTMPdAMP, dGMP, dCMP, dTMP

ENLACE FOSFODIÉSTERENLACE FOSFODIÉSTER

POLINUCLEÓTIDOSPOLINUCLEÓTIDOS

COMPLEMENTARIEDAD DE COMPLEMENTARIEDAD DE BASESBASES

ADN: Complementariedad de ADN: Complementariedad de BasesBases

ADN: DOBLE HÉLICEADN: DOBLE HÉLICE

nucleotídeos.

 O modelo de Watson e Crick para a molécula do DNA

ARNARN

ARN MENSAJEROARN MENSAJERO

ARN transferenciaARN transferencia

ARN ribosomalARN ribosomalRIBOSOMARIBOSOMA

PROTEÍNASPROTEÍNAS

Gracias a su organización Gracias a su organización espacial (estructura espacial (estructura

tridimensional)tridimensional)

Moléculas operadoras de la célula.Moléculas operadoras de la célula.DiseDiseñadas para unirse a cualquier molécula concebibleñadas para unirse a cualquier molécula concebibleCatalizan un increíble rango de reaccionesCatalizan un increíble rango de reaccionesControla flujo de sustancias a través de la membrana Controla flujo de sustancias a través de la membrana (regula concentraciones de metabolitos)(regula concentraciones de metabolitos)Sensores o interruptoresSensores o interruptoresInvolucradas en la movilidad, protección, comunicación Involucradas en la movilidad, protección, comunicación y conexión.y conexión.Controlan la función génicaControlan la función génica

GLOBULAR FILAMENTOSA

FUNCIÓNFUNCIÓN

- ENZIMAS- TRANSPORTE- RECEPTORES- ANTICUERPOS- HORMONAS

-RESISTENCIA-SOSTÉN

-MOVIMIENTO

ESTRUCTURA

PROTEÍNASPROTEÍNAS

AMINOÁCIDOSAMINOÁCIDOS

ÁCIDOSÁCIDOS

POLARES SIN CARGAPOLARES SIN CARGA

NO POLARESNO POLARES

BÁSICOSBÁSICOS

SECUENCIA DE AMINOÁCIDOSSECUENCIA DE AMINOÁCIDOS

Enlace Enlace peptídicopeptídico

Enlace Enlace peptídicopeptídico

NIVELES ESTRUCTURALESNIVELES ESTRUCTURALES

ESTRUCTURA PRIMARIAESTRUCTURA PRIMARIA ESTRUCTURA SECUNDARIAESTRUCTURA SECUNDARIA ESTRUCTURA TERCIARIAESTRUCTURA TERCIARIA ESTRUCTURA CUATERNARIAESTRUCTURA CUATERNARIA COMPLEJOS COMPLEJOS

MULTIPROTEICOS MULTIPROTEICOS (NIVEL (NIVEL SUPRAMOLECULAR)SUPRAMOLECULAR)

ESTRUCTURA PRIMARIAESTRUCTURA PRIMARIA SECUENCIA DE SECUENCIA DE

AMINOÁCIDOSAMINOÁCIDOS Monómeros: Monómeros:

aminoácidos (L-aa)aminoácidos (L-aa) Determinada por la Determinada por la

secuencia de secuencia de nucleótidos del ADNnucleótidos del ADN

Unión entre Unión entre aminoácidos: aminoácidos: covalentecovalente

ESTRUCTURA SECUNDARIAESTRUCTURA SECUNDARIA

Plegamientos locales de las cadenas Plegamientos locales de las cadenas peptídicaspeptídicas

- hélice- hélice bb- plegamiento- plegamiento GirosGiros Plegamientos al azarPlegamientos al azar

- hélice- hélice

- plegamiento- plegamiento

ESTRUCTURA TERCIARIAESTRUCTURA TERCIARIA

Uniones que estabilizan la Uniones que estabilizan la estructura terciariaestructura terciaria

Uniones disulfuroUniones disulfuro SH reducidoSH reducido

SH oxidadoSH oxidado

ESTRUCTURA CUATERNARIAESTRUCTURA CUATERNARIA

Grupos ProstéticosGrupos ProstéticosSon cofactores proteicosSon cofactores proteicos

involucrados en la función o conformación final involucrados en la función o conformación final de la proteína.de la proteína.

Sustancias no peptídicas orgánicas o Sustancias no peptídicas orgánicas o inorgánicasinorgánicas..

EJEMPLO: HEMOGLOBINA (HB)EJEMPLO: HEMOGLOBINA (HB)

•Primera proteína que se estableció la estructura tridimensional.•Valió un Premio Nobel•Cristalografía Rayos X.

HEMOGLOBINA: Localización HEMOGLOBINA: Localización

Glóbulos Rojos o Hematíes o Eritrocitos.Glóbulos Rojos o Hematíes o Eritrocitos.

• 90% peso seco del eritrocito

HEMOGLOBINA: FunciónHEMOGLOBINA: Función

Transportar oxígeno.Transportar oxígeno. Oxihemoglobina-desoxihemoglobinaOxihemoglobina-desoxihemoglobina 1Hb puede transportar hasta 4 O1Hb puede transportar hasta 4 O22.. La afinidad de la Hb por el OLa afinidad de la Hb por el O22 es baja. es baja. También tiene afinidad por el COTambién tiene afinidad por el CO22 y el y el

COCO

ESTRUCTURA CUATERNARIAESTRUCTURA CUATERNARIAADULTASADULTAS

2 2 2 2 y y 2 2

ememee

ANEMIA FALCIFORMEANEMIA FALCIFORMELa anemia falciforme es una enfermedad hereditaria, en la cual los glóbulos rojos producen hemoglobina anormal, que hace que adquieran forma de medialuna u hoz.

ESTRUCTURAS ESTRUCTURAS SUPRAMOLECULARESSUPRAMOLECULARES

HIDRATOS DE CARBONO, HIDRATOS DE CARBONO, GLÚCIDOS, GLÚCIDOS,

CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOS

HIDRATOS DE CARBONOHIDRATOS DE CARBONO En su estructura presentan grupos hidroxilo En su estructura presentan grupos hidroxilo

(-OH), aldehídico(- COH) o cetónico (=CO).(-OH), aldehídico(- COH) o cetónico (=CO). Sus anillos de carbono contiene grandes Sus anillos de carbono contiene grandes

cantidades de energía.cantidades de energía. Los azucares se polimerizan (forman Los azucares se polimerizan (forman

polímeros)polímeros)• Los carbohidratos se encuentran en las proteínas Los carbohidratos se encuentran en las proteínas

(glicoproteínas), (glicoproteínas), • En las paredes celulares en forma de celulosa o quitina En las paredes celulares en forma de celulosa o quitina

o mureína. o mureína.

CLASIFICACIÓNCLASIFICACIÓN Todos los carbohidratos están formados por unidades estructurales de Todos los carbohidratos están formados por unidades estructurales de

azúcares, que se pueden clasificar según el número de unidades de azúcar azúcares, que se pueden clasificar según el número de unidades de azúcar que se combinen en una molécula.que se combinen en una molécula.

Clasificación de carbohidratos de una dieta

Monosacáridos Glucosa, fructosa, galactosa

Disacáridos Sacarosa, lactosa, maltosa

Oligosacáridos Maltodextrina, fructo-oligosacáridos

Polisacáridos Almidón: Amilosa, amilopectina

Sin almidón: Celulosa, pectinas, hidrocoloides

monosacáridos

H l C = O l H – C – OH lHO – C – H l H – C – OH l H – C – OH l CH2OHglucosa

H l C = O l H – C – OH lHO – C – H lHO – C – H l H – C – OH l CH2OHgalactosa

H l C = O lHO – C – H lHO – C – H l H – C – OH l H – C – OH l CH2OHmanosa

CH2OH l C = O lHO – C – H l H – C – OH l H – C – OH l CH2OHfructosa

disacáridos

polisacáridos

Almidón =• Amilosa: polímero lineal de la glucosa con uniones (1 4)• Amilopectina: polímero ramificado de la glucosa con uniones (1 4) y (1 6)

amilosa

Glucógeno = polímero ramificado similar a la amilopectina con uniones (1 4) y (1 6)

Celulosa = polímero lineal de la glucosa con uniones (1 4)

LÍPIDOSLÍPIDOS

PROPIEDADES GENERALES DE PROPIEDADES GENERALES DE LOS LÍPIDOSLOS LÍPIDOS

Insolubles en agua Insolubles en agua (Hidrofóbicos).(Hidrofóbicos).

Solubles en solventes no Solubles en solventes no polares.polares.

No incluyen polímeros.No incluyen polímeros.

CLASIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOS

SIMPLES

ÁCIDOS GRASOS

ACILGLICEROLES

CERAS

COMPLEJOS

FOSFOGLICÉRIDOS ESFINGOLÍPIDOS: (GLUCOLÍPIDOS Y ESGINGOFOSFOLÍPIDOS)

ASOCIADOS

ESTEROIDES

TERPENOS

PROSTAGLANDINAS

LÍPIDOS SIMPLESLÍPIDOS SIMPLES

ACIDOS GRASOS SATURADOS

CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - COO-

No-polar polar

ANFIPÁTICOS

ACIDOS GRASOS INSATURADOS

ACIDOS GRASOSdodecanoico = laúrico = 12

Ctetradecanoico = mirístico = 14 C

saturados hexadecanoico = palmítico = 16 C octadecanoico = esteárico = 18

C eicosanoico = araquídico = 20

C palmitoleico = 16:1 cis 9

7oleico = 18:1 cis 9

9insaturados linoleico = 18:2 cis 9,12

6linolénico = 18:3 cis 9,12,15 3araquidónico = 20:4 cis 5,8,11,14

6

AG ESENCIALES: linoleico, linolénico, araquidónico

ACIL-GLICERIDOS

CH2 – OH -OOC – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

l HC – OH + -OOC – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

lCH2 – OH -OOC – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

glicerol ácidos grasos

CH2 – O – CO – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

l HC – O – CO – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

lCH2 – O – CO – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

triglicérido

• mono-acil-glicéridos• di-acil-glicéridos• tri-acil-glicéridos o triglicéridos

SATURACIÓNSATURACIÓN

FOSFO-LIPIDOSFOSFO-GLICERIDOS

H2CHC

O

CH

NH CH

C

CH2

CH3

H

OH

( )12

C

R

O

PO O

OH2C

H2CN+

CH3

H3C

CH3

esfingomielina

fosfocolina

esfingosina

AG

ESFINGOLIPIDOS

1 2

FOSFOLÍPIDOSFOSFOLÍPIDOS

MEMBRANAS BIOLÓGICASMEMBRANAS BIOLÓGICAS

Bicapa lipídica

MicelaLiposoma

FOSFOLÍPIDOSFOSFOLÍPIDOS

GLUCO-LIPIDOS ESTEROLES

H2CHC CH

NH CH

C

CH2

CH3

OH

C

R

O

OH O

H H

H

OHH

OH

CH2OH

HO

H

( )12 C o lestero l

H O

el hidroxilo puede estar esterificado con AG