Post on 25-Jul-2015
ORGANIZACIÓN MOLECULAR
DE LA CÉLULA
• Biomoléculas Inorgánicas Son aquellas moléculas que los organismos no podemos
sintetizar y debemos obtener del medio ambiente y que además no presentan carbono en su estructura
Agua y Sales Minerales
• Biomoléculas Orgánicas Se caracterizan por poseer un esqueleto molecular de
átomos de carbono unidos a átomos de hidrógeno (también se les conoce como hidrocarburos), y son sintetizadas por los organismos vivos.
Hidratos de Carbono – Lípidos – Proteínas – Ácidos Nucleicos y vitaminas
Propiedades:• Disolvente
Universal • Calor específico• Fuerza de cohesión
y adhesión
Es un bipolo
Agua (componente mayoritario de la célula )
Funciones• Regulador térmico• Medio donde ocurren
las reacciones químicas
• Transporte de sustancias
• Lubricante• Favorece la turgencia
Sales Minerales (1% de los componentes de la célula)
Cumplen funciones fundamentales, como por ejemplo:
• Sodio (Na+)• Calcio (Ca2+) • Hierro (Fe2+ )Funciones en conjunto:• Regulador del equilibrio ácido-base• Regulador de l presión osmótica
Hidratos de carbono Polímeros de monómeros de sacáridos
Aspectos generales• Reciben este nombre por su fórmula general
Cn(H2O)n
• Glícidos o glúcidos (de la palabra griega que significa dulce), pero son muy pocos los que tienen sabor dulce.
• Sacáridos (de la palabra latina que significa azúcar)
Clasificación
• Monosacáridos (1 monómero)• Oligosacáridos (hasta 20
monómeros)• Polisacáridos (más de 20
monómeros )
Monosacáridos Número
de CNombre Ejemplos
4 Tetrosa Eritrosa, treosa
5 Pentosa Arabinosa, Ribosa, Xilosa
6 Hexosa Fructuosa, Galactosa,Glucosa, manosa
7 Heptosa Sedoheptulosa
Oligosacáridos
• Los oligosacáridos son polímeros de hasta 20 unidades de monosacáridos.
• La unión de los monosacáridos tiene lugar mediante enlaces glucosídicos Los más abundantes son los disacáridos, oligosacáridos formados por dos monosacáridos, iguales o distintos.
H20
Disacáridos Consiste en la unión de 2 azúcares simples
Disacárido Descripción Componentes
Sucrosa Azúcar común
Glu+fruc
Maltosa En los almidones
Glu+Glu
Lactosa Azúcar de la leche
Galac+glu
Polisacáridos quitina
Almidón
Celulosa glucógeno
Funciones
• Energética• Estructural • Informativa • Detoxificación
Energética Representan en el organismo el
combustible de uso inmediato. La combustión de 1g de HC produce unas 4 Kcal. La degradación de los HC puede tener lugar en condiciones anaerobias (fermentación) o aerobias (respiración).
Todas las células vivas conocidas son capaces de obtener energía mediante la fermentación de la glucosa, lo que indica que esta vía metabólica es una de las más antiguas. Tras la aparición de los primeros organismos fotosintéticos y la acumulación de oxígeno en la atmósfera, se desarrollaron las vías aerobias de degradación de la glucosa.
Estructural • Las paredes celulares de
plantas hongos y bacterias están constituídas por HC o derivados de los mismos.
• El exoesqueleto de los artrópodos está formado por el polisacárido quitina. Las matrices extracelulares de los tejidos animales de sostén (conjuntivo, óseo, cartilaginoso) están constituídas por polisacáridos.
Informativa
• Los HC pueden unirse a lípidos o a proteínas de la superficie de la célula, y representan una señal de reconocimiento en superficie. Sirven como señales de reconocimiento para hormonas, anticuerpos, bacterias, virus u otras células. Los HC son también los responsables antigénicos de los grupos sanguíneos.
Detoxificación
• Tóxicos, que hay que eliminar o neutralizar de la forma más rápida posible (producidos por otros organismos o de compuestos como fármacos, drogas, insecticidas, etc).
• Todos estos compuestos son tóxicos y poco solubles en agua, por lo que tienden a acumularse en tejidos .Una forma de deshacerse de estos compuestos es conjugarlos con un derivado de la glucosa para hacerlos más solubles en agua y así eliminarlos fácilmente por la orina o por otras vías.
Lípidos Polímeros de glicerol + ácidos grasos)
Aspectos generales
• Biomoléculas cuya característica distintiva aunque no exclusiva ni general es la insolubilidad en agua, siendo por el contrario, solubles en disolventes orgánicos (benceno, cloroformo, éter, hexano, etc.).
• Una característica es la hidrofobicidad ( baja solubilidad debido a su estructura química fundamentalmente hidrocarbonada
Ácidos grasos • Los ácidos grasos son ácidos
monocarboxílicos de cadena larga. Por lo general, contienen un número par de átomos de carbono, normalmente entre 12 y 24.
Según la naturaleza de la cadena:
Saturados Insaturados
(acido palmitico, acido estearico) (acido oleico y acido linoleico)
Clasificación
Simples Lípidos que sólo contienen carbono,
hidrógeno y oxígeno. Cuando son sólidos se les llama grasas y
cuando son líquidos a temperatura ambiente se llaman aceites
• TriglicéridosComplejos
• Fosfolípidos • Esteres complejos (esteroides, colesterol)
Triglicéridos
Glicerol + 3 ácidos grasos Unidos por enlaces ésteres
3 H20
Fosfolípidos
Esteres complejos lípidos de estructura cíclica
Funciones
• Energética • Reserva de agua • Reserva de calor• Estructural • Informativa
Energética
• Los lípidos (generalmente en forma de triglicéridos) constituyen la reserva energética de uso tardío del organismo. Su contenido calórico es muy alto (10 Kcal/gramo).
• A diferencia de los hidratos de carbono, que pueden metabolizarse en presencia o en ausencia de oxígeno, los lípidos sólo pueden metabolizarse aeróbicamente.
Reserva de agua
Representan una importante reserva de agua. Al poseer un grado de reducción mayor que los hidratos de carbono, la combustión aerobia de los lípidos produce una gran cantidad de agua (agua metabólica). En animales desérticos, las reservas grasas se utilizan principalmente para producir agua.
Reserva de calor
En algunos animales (particularmente en aquellos que hibernan), hay un tejido adiposo especializado que se llama grasa parda o grasa marrón. Estos lípidos se destinan a la producción calórica necesaria para los períodos largos de hibernación. En este proceso, un oso puede llegar a perder hasta el 20% de su masa corporal.
Estructural El medio biológico es
un medio acuoso. Las células, a su vez, están rodeadas por otro medio acuoso. Por lo tanto, la interfase célula-medio debe ser hidrofóbica.
Esta interfase está formada por lípidos de tipo anfipático, que tienen una parte de la molécula de tipo hidrofóbico y otra parte de tipo hidrofílico.
Informativa
• Los organismos pluricelulares han desarrollado distintos sistemas de comunicación entre sus órganos y tejidos. Así, el sistema endocrino genera señales químicas para la adaptación del organismo a circunstancias medioambientales diversas. Estas señales reciben el nombre de hormonas. Muchas de estas hormonas (esteroides, tienen estructura lipídica.
Proteínas Las macromoléculas más abundantes en
los seres vivos después del agua• Formadas por C, H, O y N. Algunas también
contienen S y otros elementos.
• Llevan a cabo una enorme variedad de funciones biológicas y se encuentran en todas las estructuras orgánicas.
• Son moléculas específicas, característica que determina la identidad biológica de los distintos organismos, de manera que se puede decir que cada ser vivo "es como es" por las proteínas que tiene.
Aminoácidosmonómeros de las proteínas
Clasificación de los aminoácidos
Neutros apolares
Neutros polares
Polares acidos Polares básicos
Reacción del enlace peptídico
Niveles de conformación de las proteínas
• Estructura primaria
• Estructura secundaria
• Estructura terciaria
• Estructura cuaternaria
Cadena de aminoácidos
Cadena β
Cadena αPurntes de H
Estructura primaria Corresponde a la secuencia de aminoácidos: Aa que componen la
proteína y orden en que se encuentran. Cada proteína tiene una estructura primaria específica y distinta a cualquier otra proteína
α hélice
Estructura secundaria • Interacción de enlaces de hidrógeno entre los
elementos C=O y NH de los enlaces peptídicos .
• Una misma cadena polipeptídica puede adquirir diferentes estructuras secundarias dependiendo del tipo de Aa que están unidos, es decir de la estructura primaria.
β-plegada
Estructura terciaria
• Es un conjunto de plegamientos característicos de la cadena peptídica dependiendo de la estructura secundaria.
• Determina la forma tridimensional global de la proteína.
• Estos plegamientos se originan por la interacción entre las cadenas laterales R de los aminoácidos.
Estructura cuaternaria
Cuando una proteína está formada por varias cadenas polipeptídicas denominadas subunidades proteicas (existe un nivel estructural superior llamado estructura cuaternaria. Se trata la asociación entre las distintas subunidades
Clasificación Según su composición
Proteínas simples. Están formadas únicamente por cadenas polipeptídicas.
Proteínas complejas o conjugadas. Además de las cadenas
polipeptídicas, están compuestas también por un grupo no proteico. En este grupo están las metaloproteínas (ion metálico), glucoproteínas (glúcido), lipoproteínas (lípido), hemoproteínas como la hemoglobina (grupo hemo).
Según su estructura
Proteínas globulares. Tienen una forma más o menos esférica, generalmente son solubles en agua o en disoluciones salinas diluidas
Proteínas fibrosas con forma alargada; generalmente son insolubles en agua y son las responsables de la mayor parte de las estructuras fijas de los organismos.
Catalizadora
Las proteínas que se encuentran en este grupo se denominan enzimas. Actúan como catalizadores de las reacciones que se producen en los seres vivos. En una célula eucariota hay miles de enzimas.
Transporte
Hay proteínas que se unen reversiblemente a un ligando y lo transportan de un lugar a otro del organismo. Por ejemplo la hemoglobina y la mioglobina que transportan oxigeno, la primera en la sangre y la segunda en el interior de las células musculares.
Nutrición
Algunas proteínas constituyen una fuente de reserva de aminoácidos (no de energía), lo que permite la síntesis de proteínas fundamentalmente durante los procesos embrionarios. Son abundantes, por tanto, en las semillas de vegetales, en los huevos de los animales (ovoalbúmina de la clara del huevo) y la caseína en la leche de los mamíferos.
Defensa y protección
Los anticuerpos o inmunoglobulinas son proteínas que reconocen y se combinan específicamente con sustancias extrañas o antígenos, presentes en virus, bacterias y células de otros organismos; de este modo el antígeno queda bloqueado y no puede ejercer su acción.
Contráctil
Las proteínas forman parte esencial de los sistemas contráctiles, que producen movimientos. Por ejemplo la miosina y la actina en la contracción muscular, las proteínas que forman la estructura de cilios y flagelos, las proteínas del huso mitótico que permite el movimiento de los cromosomas durante la división nuclear, etc.
Recepción y transmisión de señales
Los receptores hormonales de la membrana Los receptores hormonales de la membrana plasmática, al unirse con la hormona (el ligando) plasmática, al unirse con la hormona (el ligando) desencadenan un proceso o un conjunto de desencadenan un proceso o un conjunto de reacciones en la célula. También es de este tipo la reacciones en la célula. También es de este tipo la rodopsinarodopsina, un receptor protéico de los bastones de la , un receptor protéico de los bastones de la retina que capta estímulos luminosos y los retina que capta estímulos luminosos y los transforma en impulso nervioso. transforma en impulso nervioso.
Hormonal
Varias hormonas son sustancias peptídicas como la insulina y la somatropina (hormona del crecimiento.) Una vez secretadas ejercen su acción sobre otras células dotadas de un receptor adecuado.
Otras
• Coagulación: Hay una serie de proteínas plasmáticas que intervienen en la coagulación sanguínea.
• Regulación del pH: Determinadas proteínas solubles colaboran con otros sistemas tampón en el mantenimiento del pH de los líquidos biológicos.
• Anticongelante de ciertas glucoprotéinas de animales marinos antárticos
Estructural
Las proteínas son el principal material de construcción de los seres vivos, formando pared de casi todas sus estructuras: desde las membranas celulares hasta ser el principal constituyente del tejido conectivo (colágeno), del pelo y uñas (queratina), etc.
Ácidos Nucleicos
• Macromoléculas o polímeros de nucleótidos • Cadenas polinucleotidicas
• Nucleótido pentosa
fosfato
Bases nitrogenadas
ADN ARN
Nucleótido
RIBOSA DESOXIRIBOSA
Bases nitrogenadas
purinas pirimidinas
adenina timina (ADN) guanina citosina uracilo (ARN)
EnlaceFOSFODIESTER
Unión de nucleótidos en una cadena
DNAModelo de Watson y Crick
Características
1. Doble Hélice 2. Dextrógira3. Cadenas antiparalelas y complementarias 4. Cadenas unidas a través de las BN en el centro5. Las BN siguen leyes de apareamiento:• Purina con pirimidina• Igual número de puentes de H2
A = T
G = C
Guarda la información genética
Se encuentra en el núcleo En células eucariontes
ARN
CARACTERISTICAS 1. Hebra simple 2. Nucleótidos: ribosa+fosfato+BN AUGC3. Se encuentra
principalmente en el citoplasma
4. Tres tipos: mensajero (mRNA) transferencia (tRNA) y ribosomal (rRNA)
Tipos de RNA
m RNA mensajero
Porta el mensaje del ADN
t RNA transferencia
Traduce el mensaje en aminoácidos
rRNA ribosomal
Forma al ribosoma donde ocurre la traducción
Comparación ADN con ARN
ADN ARNPentosa desoxiribosa Ribosa
Bases nitrogenadas
ATCG AUCG
Número de cadenas
2 1
Tipos 1 3
Función GUARDA
información genética
EXPRESA
Información genética
Ubicación en la célula eucarionte
núcleo Citoplasma