Bases moleculares de la vida_BE_gus_2.ppt
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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