BASES QUIMICAS DE LA VIDA

Ivan HANCCO ZIRENA M.D.

1.1 ENLACES COVALENTES1.1 ENLACES COVALENTES

Los átomos comparten Los átomos comparten electroneselectrones..

Estos enlaces se dan de Estos enlaces se dan de manera: manera: covalente simple covalente simple H-O H-O , , doble enlace Odoble enlace O22 , ,

triple enlace Ntriple enlace N22 . No . No

existen enlaces existen enlaces cuádruples.cuádruples.

Moléculas polaresMoléculas polares Si los átomos del Si los átomos del

enlace covalente son de enlace covalente son de elementos diferentes, elementos diferentes, uno de ellos tiende a uno de ellos tiende a atraer a los electrones atraer a los electrones compartidos con más compartidos con más fuerza y los electrones fuerza y los electrones pasan más tiempo pasan más tiempo cerca de ese átomo es cerca de ese átomo es decir del átomo más decir del átomo más electronegativo; a este electronegativo; a este enlace se le conoce enlace se le conoce como como covalente polarcovalente polar Ej. HEj. H22O.O.

                                                  

Moléculas no polaresMoléculas no polares Cuando los átomos Cuando los átomos

unidos por un enlace unidos por un enlace covalente son iguales, covalente son iguales, ninguno de los átomos ninguno de los átomos atrae a los electrones atrae a los electrones compartidos con más compartidos con más fuerza que el otro; éste fuerza que el otro; éste fenómeno recibe el fenómeno recibe el nombre de enlace nombre de enlace covalente no polar covalente no polar o o apolarapolar Ej. H Ej. H22

Electronegatividad e Electronegatividad e IonizaciónIonización

La electronegatividad La electronegatividad es la tendencia de un es la tendencia de un átomo para atraer átomo para atraer electrones.electrones.

Ionización resulta de Ionización resulta de esta electronegatividad esta electronegatividad ya que es muy alta ya que es muy alta entonces un átomo entonces un átomo puede capturar puede capturar electrones de otros electrones de otros átomos.átomos.

El héroe, el Sr. Cloro arrebata a la Srta. Electrón de manos del villano, Sr. Sodio.

Perspectiva HumanaPerspectiva Humana

Se dice que las personas envejecemos Se dice que las personas envejecemos debido al daño celular y más aún este debido al daño celular y más aún este daño es causado por los radicales libres daño es causado por los radicales libres que sopn átomos o moléculas que tienen que sopn átomos o moléculas que tienen orbitales con un solo electrón impar.orbitales con un solo electrón impar.

1.2 ENLACES NO 1.2 ENLACES NO COVALENTESCOVALENTES

Son interacciones débiles entre Son interacciones débiles entre moléculas.moléculas.

No dependen de electrones compartidos No dependen de electrones compartidos sino mas bien de fuerzas de atracción por sino mas bien de fuerzas de atracción por la diferente carga eléctrica.la diferente carga eléctrica.

Enlaces iónicos (puente salino, Enlaces iónicos (puente salino, enlace salino o par iónico)enlace salino o par iónico)

En este tipo de unión En este tipo de unión resulta de la atracción resulta de la atracción electrostática que se electrostática que se establece entre iones establece entre iones con carga opuesta con carga opuesta (verificándose la 1º (verificándose la 1º ley de la ley de la electrostática).electrostática).

Enlaces de hidrógenoEnlaces de hidrógeno Si un átomo de hidrógeno se Si un átomo de hidrógeno se

une a otro átomo muy une a otro átomo muy electronegativo (como el O ó electronegativo (como el O ó el N), éste atrae el electrón el N), éste atrae el electrón de enlace del H de enlace del H intensamente, con ello el intensamente, con ello el átomo de H adquiere carga átomo de H adquiere carga parcialmente positiva y parcialmente positiva y puede ser atraído por otros puede ser atraído por otros átomos o grupos químicos átomos o grupos químicos con carga negativa en otra con carga negativa en otra molécula.molécula.

Interacciones hidrofóbicas Interacciones hidrofóbicas Cuando los compuestos Cuando los compuestos

no polares se mezclan no polares se mezclan con agua entonces la con agua entonces la sustancia no polar sustancia no polar hidrofóbica se ven hidrofóbica se ven forzados a formas forzados a formas agregados para reducir agregados para reducir la exposición a sus la exposición a sus vecinos polares a esta vecinos polares a esta agrupamiento se agrupamiento se denomina interacción denomina interacción hidrofóbica.hidrofóbica.

Fuerzas de Van Der WaalsFuerzas de Van Der Waals Las moléculas polares se Las moléculas polares se

reúnen debido a que siempre reúnen debido a que siempre contienen dentro de sus contienen dentro de sus estructuras una carga estructuras una carga distribuída asimétricamente distribuída asimétricamente pero que cambia con el pero que cambia con el tiempo. tiempo.

Si dos moléculas con dipolos Si dos moléculas con dipolos transitorios se encuentran muy transitorios se encuentran muy próximas entre si y orientadas próximas entre si y orientadas de manera apropiada de manera apropiada experimentan una fuerza de experimentan una fuerza de atracción denominada fuerza atracción denominada fuerza de van der Waals.de van der Waals.

Las propiedades del agua Las propiedades del agua apoyan la vidaapoyan la vida

Las propiedades del agua Las propiedades del agua son:son:

El agua es una molécula muy El agua es una molécula muy asimétrica con un átomo O en asimétrica con un átomo O en un lado y dos átomos H en el un lado y dos átomos H en el lado opuesto.lado opuesto.

Cada uno de los dos enlaces Cada uno de los dos enlaces covalentes de la molécula covalentes de la molécula está altamente polarizado.está altamente polarizado.

Los tres átomos de la Los tres átomos de la molécula de agua pueden molécula de agua pueden forman puentes de hidrógeno.forman puentes de hidrógeno.

Naturaleza de las moléculas Naturaleza de las moléculas biológicasbiológicas

HIDROCARBUROS.-HIDROCARBUROS.- GRUPOS FUNCIONALES.-GRUPOS FUNCIONALES.- CLASIFICACIÓN DE LAS CLASIFICACIÓN DE LAS

MOLÉCULAS BIOLÓGICAS MOLÉCULAS BIOLÓGICAS SEGÚN SU FUNCIÓN.-SEGÚN SU FUNCIÓN.-

- Macromoléculas- Macromoléculas- Elementos unitarios - Elementos unitarios

para construir para construir macromoléculasmacromoléculas

- Intermediarios - Intermediarios metabólicos (metabolitos)metabólicos (metabolitos)

- Moléculas con diversas - Moléculas con diversas funcionesfunciones

CUATRO FAMILIAS DE CUATRO FAMILIAS DE MOLECULASMOLECULAS BIOLOGICAS BIOLOGICAS

En una célula existen 4 familias de En una célula existen 4 familias de moléculas orgánicas:moléculas orgánicas:

CARBOHIDRATOS, CARBOHIDRATOS, PROTEINAS PROTEINAS formadas por formadas por

cadenas lineales de aminoácidoscadenas lineales de aminoácidos ACIDOS NUCLEICOSACIDOS NUCLEICOS NUCLEOTIDOSNUCLEOTIDOS

CARBOHIBRATOSCARBOHIBRATOS Formados por C, O y H Formados por C, O y H Formula CFormula Cnn(H(H22O)O)nn

Dentro de los glúcidos se Dentro de los glúcidos se distinguen tres grupos: distinguen tres grupos: monosacáridos, monosacáridos, disacáridos y disacáridos y polisacáridos. Por su polisacáridos. Por su sabor dulce, los dos sabor dulce, los dos primeros se denominan primeros se denominan "azúcares"."azúcares".

MONOSACARIDOSMONOSACARIDOS

Según cuál sea el grupo Según cuál sea el grupo funcional (aldehído o funcional (aldehído o cetona), distinguimos cetona), distinguimos aldosas y cetosas. aldosas y cetosas.

Según cuál sea el Según cuál sea el número de C de la número de C de la molécula tendremos: molécula tendremos: triosas, tetrosas, triosas, tetrosas, pentosas, hexosas y pentosas, hexosas y heptosasheptosas

DISACARIDOSDISACARIDOS

LACTOSA

MALTOSA

SACAROSASACAROSA

GLUCOSA+ FRUCTUOSA

POLISACARIDOSPOLISACARIDOS

am ilosa(en laces a lfa 1 ,4 ) am ilop ec tin a(en lace a lfa 1 ,4y a lfa 1 ,6 )

R eserva ve je ta lfo rm ad o p or u n id ad es d e g lu .

A L M ID O N

reserva an im a l

G L U C O G E N O

fu n c ion es tru c tu ra l, p ared ce lu la r

C E L U L O S A

GLUCOGENO CELULOSA

AMILOSA +AMILOPECTINA = ALMIDON

LIPIDOSLIPIDOS

Compuestos de C,O,H Compuestos de C,O,H tambien pueden tambien pueden tener tener P,NP,N

Solubles en agua e Solubles en agua e insolubles en solventes insolubles en solventes no polares.no polares.

Fuente de energíaFuente de energía Función estructuralFunción estructural Actividad biológica Actividad biológica

específicaespecífica

ACIDOS GRASOSACIDOS GRASOS Los ácidos grasos saturados Los ácidos grasos saturados

sólo tienen enlaces simples sólo tienen enlaces simples entre los átomos de carbono. entre los átomos de carbono. Son ejemplos de este tipo de Son ejemplos de este tipo de ácidos el mirístico (14C);el ácidos el mirístico (14C);el palmítico (16C) y el esteárico palmítico (16C) y el esteárico (18C) . (18C) .

Los ácidos grasos insaturados Los ácidos grasos insaturados tienen uno o varios enlaces tienen uno o varios enlaces dobles en su cadena y sus dobles en su cadena y sus moléculas presentan codos, moléculas presentan codos, con cambios de dirección en con cambios de dirección en los lugares dónde aparece un los lugares dónde aparece un doble enlace. Son ejemplos el doble enlace. Son ejemplos el oléico (18C, un doble enlace) oléico (18C, un doble enlace) y el linoleíco (18C y dos y el linoleíco (18C y dos dobles enlaces).dobles enlaces).

PROTEINASPROTEINASUNIDADES ESTRUCTURALES DE LAS PROTEINAS

Los aminoácidos se clasifican según las Los aminoácidos se clasifican según las características polar y no polar de sus características polar y no polar de sus

grupos Rgrupos R Polar con carga Los aminoácidos de este grupo Polar con carga Los aminoácidos de este grupo

incluyen acido aspartico, acido glutámico lisina y incluyen acido aspartico, acido glutámico lisina y arginina. arginina.

Polar sin carga Estos aminoácidos casi Polar sin carga Estos aminoácidos casi siempre son muy reactivos en esta categoría siempre son muy reactivos en esta categoría se incluyen asparigina y glutamina treonina se incluyen asparigina y glutamina treonina

serina y tirosinaserina y tirosina

No polar En el otro extremo aparte de los incluidos en la primera No polar En el otro extremo aparte de los incluidos en la primera categoría se encuentran los aminoácidos cuyas cadenas laterales son categoría se encuentran los aminoácidos cuyas cadenas laterales son

hidrofobicas y no tienen capacidad para formar enlaces electrostáticos o hidrofobicas y no tienen capacidad para formar enlaces electrostáticos o interactuar con el agua estas son: la alanina, valina, leucina, isoleucina, interactuar con el agua estas son: la alanina, valina, leucina, isoleucina,

triptofano, fenilalanina y metionina, triptofano, fenilalanina y metionina, Los otros tres aminoácidos Glicina Prolina Y CisteinaLos otros tres aminoácidos Glicina Prolina Y Cisteina

Proteinas conjugadasProteinas conjugadas

Muchas proteínas contienen otras sustancias además Muchas proteínas contienen otras sustancias además de aminoácidos estas se denominan proteínas de aminoácidos estas se denominan proteínas conjugadas, las proteínas conjugadas incluyen las conjugadas, las proteínas conjugadas incluyen las unidas mediante enlaces covalentes o no unidas mediante enlaces covalentes o no covalentescovalentes a los a los ácidos nucleicos, las nucleoproteinas, a los lipidos ácidos nucleicos, las nucleoproteinas, a los lipidos lipoproteínas, a carbohidratos las glucoproteinas o a lipoproteínas, a carbohidratos las glucoproteinas o a diferentes materiales de bajo peso molecular incluyendo diferentes materiales de bajo peso molecular incluyendo metales y grupos que contienen metales metales y grupos que contienen metales

ESTRUCTURA DE LAS ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNASPROTEÍNAS

CLASIFICACIONCLASIFICACION

Según su composición:Según su composición: Pueden clasificarse en proteínas Pueden clasificarse en proteínas "simples" y proteínas "conjugadas". "simples" y proteínas "conjugadas".

Según su conformación:Según su conformación: Existen dos clases de proteínas Existen dos clases de proteínas que difieren en sus conformaciones características: que difieren en sus conformaciones características: "proteínas fibrosas" y "proteínas globulares". "proteínas fibrosas" y "proteínas globulares".

Según su funciónSegún su función EnzimasEnzimas Proteínas de transporteProteínas de transporte Proteínas del Proteínas del movimientomovimiento coordinado coordinado Proteínas estructurales o de soporteProteínas estructurales o de soporte AnticuerposAnticuerpos ProteoreceptoresProteoreceptores Hormonas y Proteínas represorasHormonas y Proteínas represoras

FUNCIONESFUNCIONES

Función ESTRUCTURAL. Función ESTRUCTURAL. Función ENZIMATICA.Función ENZIMATICA. Función HORMONAL.Función HORMONAL. Función REGULADORA Función REGULADORA Función HOMEOSTATICA.Función HOMEOSTATICA. Función DEFENSIVA.Función DEFENSIVA. Función de TRANSPORTE.Función de TRANSPORTE. Función CONTRACTIL.Función CONTRACTIL. Función DE RESERVAFunción DE RESERVA

PROTEÍNAS NUCLEARES Y MITOCONDRIALESPROTEÍNAS NUCLEARES Y MITOCONDRIALES

Las proteínas integrales Las proteínas integrales Las proteínas periféricas Las proteínas periféricas

IMPORTANCIA EN EL ORGANISMOIMPORTANCIA EN EL ORGANISMO

PROPIEDADESPROPIEDADES•Especificidad Especificidad •SolubilidadSolubilidad

•DesnaturalizaciónDesnaturalización

ESTRUCTURA DE LA FUNCION DE LOS ANTICUERPOSESTRUCTURA DE LA FUNCION DE LOS ANTICUERPOS

Acidos NucleicosAcidos Nucleicos

Son grandes moléculas formadas por largas Son grandes moléculas formadas por largas

cadenas de nucleotidoscadenas de nucleotidos NucleótidosNucleótidos

formados por:formados por:- Pentosa- Pentosa

- Base Nitrogenada- Base Nitrogenada

- Acido Fosforico- Acido Fosforico Dos tipos: ADN y ARNDos tipos: ADN y ARN

ADNADN Es la molécula de la Es la molécula de la

herenciaherencia Es bicatenario y de Es bicatenario y de

cadenas antiparalelascadenas antiparalelas La unión de bases La unión de bases

nitrogenadas se da nitrogenadas se da entre A-T y C-Gentre A-T y C-G

Estructura de doble Estructura de doble hélicehélice

Replicación del ADNReplicación del ADN

Se realiza en dirección 5’ a 3’ para ambas cadenas, las Se realiza en dirección 5’ a 3’ para ambas cadenas, las AND polimerasas se encargan de agregar los AND polimerasas se encargan de agregar los nucleótidos respectivos, y también catalizan las uniones nucleótidos respectivos, y también catalizan las uniones fosfodiesterfosfodiester

La cadena hija que adopta como progenitora a la cadena La cadena hija que adopta como progenitora a la cadena que corre en dirección de 3’ a 5’ se denomina cadena que corre en dirección de 3’ a 5’ se denomina cadena adelantada y necesita un solo cebadoradelantada y necesita un solo cebador

La cadena hija que adopta a la que corre en dirección 5’ La cadena hija que adopta a la que corre en dirección 5’ a 3’ se denomina retrasada por que se sintetiza en a 3’ se denomina retrasada por que se sintetiza en forma discontinua y necesita muchos cebadoresforma discontinua y necesita muchos cebadores

Un cebador es una pieza de ARN de unos 10 Un cebador es una pieza de ARN de unos 10 nucleótidos de largonucleótidos de largo

ARNARN

No presenta doble hélice No presenta doble hélice salvo en algunos virussalvo en algunos virus

La unión de las bases La unión de las bases nitrogenadas se da con nitrogenadas se da con A-U y C-GA-U y C-G

Presenta 6 tiposPresenta 6 tipos- ARN Heterogéneo nuclear- ARN Heterogéneo nuclear

- ARN Pequeño nuclear- ARN Pequeño nuclear- ARN Transferente- ARN Transferente- ARN Ribosómico- ARN Ribosómico- ARn Mensajero- ARn Mensajero- ARN Viral- ARN Viral

ARN Heterogéneo ARN Heterogéneo NuclearNuclear

Trascripto primarioTrascripto primario Esta integrado por Esta integrado por

intrones y exones intrones y exones Es el ARN recién Es el ARN recién

sintetizado por la sintetizado por la ARN polimerasaARN polimerasa

ARN ViralARN Viral Constituye el Constituye el

patrimonio genético patrimonio genético de ciertos virus, de ciertos virus, llamados retrovirus.llamados retrovirus.

ARN Pequeño NuclearARN Pequeño Nuclear Esta presente en el Esta presente en el

núcleo, esta núcleo, esta implicado en los implicado en los procesos de procesos de maduración del maduración del ARNhn.ARNhn.

ARN TransferenteARN Transferente Poseen de 75 a 90 Poseen de 75 a 90

nucleótidosnucleótidos Intervienen en la Intervienen en la

síntesis de proteínassíntesis de proteínas En un intermediario En un intermediario

entre los aminoácidos entre los aminoácidos y los codones del y los codones del ARNm, presentando ARNm, presentando el anticodonel anticodon

ARN RibosomicoARN Ribosomico Esta presente en los Esta presente en los

ribosomas, participando ribosomas, participando asi en la sisntesis de asi en la sisntesis de

proteinas.proteinas.

ARN MensajeroARN Mensajero Se sintetiza sobre un Se sintetiza sobre un

molde de ADN y contiene molde de ADN y contiene codificada la secuencia codificada la secuencia de una proteina, de una proteina, presentando los codones. presentando los codones.

TrascripciónTrascripción Es la síntesis de Es la síntesis de

moléculas de ARN sobre moléculas de ARN sobre la base de moldes de la base de moldes de moléculas de ADNmoléculas de ADN

Los nucleótidos se unen Los nucleótidos se unen por uniones fosfodiester por uniones fosfodiester que son catalizadas por que son catalizadas por las ARN polimerasaslas ARN polimerasas

TraducciónTraducción

Se da en los ribosomasSe da en los ribosomas El codigo genetico El codigo genetico

compuesto por multiples compuesto por multiples combinaciones de 3 combinaciones de 3 nucleotidos (codon)nucleotidos (codon)

El codon se una al El codon se una al anticodon del ARN de anticodon del ARN de transferenciatransferencia