1. bioquímica texto

7/26/2019 1. Bioqumica texto

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Concepto de vida.

Biologa. Se entiende por tal la ciencia que estudia la vida, es decir se ocupa del estudio delos seres vivos (animales y vegetales) desde los diversos aspectos que pueden ser considerados y delos fenmenos vitales.

Se hace necesario explicar que entendemos por vida. La vida no se presta a una definicin

sencilla pues es el proceso ms complejo y misterioso de la naturalea. !ara poder definirla lo quehacemos es explicar sus caracter"sticas ms destacadas de las que carece la materia inerte.

a. Capacidad reproductora. #s quis la propiedad ms notoria de los seres vivos puessolo ellos son capaces de multiplicarse, de formar otros seres semejantes a s" mismos. #s tanimportante esta caracter"stica que los virus es la $nica que poseen y se les considera seres vivos. Lacapacidad reproductora se puede interpretar como un mecanismo capa de prolongar la especie a lolargo del tiempo. #sta capacidad lleva ligadas unas propiedades%

- Crecimiento% #s el proceso en virtud del cual aumenta la cantidad de matera viva de unorganismo y ello como consecuencia de su capacidad asimiladora. #s necesario para alcanar eltama&o del progenitor.

- Desarrollo% !ermite al nuevo ser vivo alcanar una organiacin que sea copia exacta de ladel progenitor.

- Adaptacin% #s necesaria pues la sola reproduccin no garantia una conservacinindefinida de la materia viva ya que a lo largo del tiempo las condiciones am'ientales cam'ian, portanto es necesario que la materia viva lleve la capacidad de cam'iar para adaptarse, lo que implicaalteraciones estructurales y funcionales que son la 'ase de la evolucin.

- Herencia% !ermite que los caracteres anatmicos, fisiolgicos y ps"quicos seantransmitidos de generacin en generacin. Se 'asa en la existencia de un material celular llamado*.

b. Metabolismo. +apacidad de renovar continuamente la composicin qu"mica. #sto sede'e a que en la materia viva se producen de forma ininterrumpida una serie de reacciones qu"micasque responden a dos vertientes 'sicas%

-na constructora e incorporadora de nuevas sustancias% */L0S1/. -na destructora% +2/L0S1/.#n estas reacciones se produce un trasvase continuo de energ"a desde el ana'olismo donde

se almacena hasta el cata'olismo donde se li'era.

c. Sensibilidad e irritabilidad. Se manifiesta porque todo ser viviente es capa deresponder de alguna manera a los est"mulos am'ientales f"sicos o qu"micos que reci'e del mundoque lo rodea. 2ales est"mulos son variad"simos (lu, temperatura, presin...) como tam'i3n lo son

las respuestas a los mismos (movimientos...).

2. Niveles de organizacin de la materia viva.La materia que forma los seres vivos se llama materia viva. icha materia es el resultado de

una organiacin que conduce a la formacin de unidades de orden superior a la mol3cula llamadasc3lulas que estn dotadas de vida.

4eamos los distintos niveles de organiacin%

1. Nivel subatmico. Lo constituyen las part"culas ms peque&as de la materia, como sonprotones, neutrones...

2. Nivel atmico.#st constituido por los tomos. Los tomos son la parte ms peque&a deun elemento qu"mico que puede intervenir en una reaccin.

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#stos dos niveles son abiticos.

3. Nivel molecular. #n 3l se incluyen las mol3culas, unidades formadas por la agrupacinde dos o ms tomos mediante enlaces qu"micos. las mol3culas que forman parte de la materiaviva se les llama biomolculas oprincipios inmediatos. !or ejemplo la glucosa. La unin demol3culas forma las macromol3culas, por ejemplo el almidn es un pol"mero formado por la unin

de la glucosa, que es un monmero.La unin de varias macromol3culas forma los llamados complejos supramoleculares, porejemplo glucoprote"nas. #stos complejos pueden asociarse formando orgnulos celulares.

Los virus se consideran complejos supramoleculares, formados por prote"nas y cidosnucleicos.

4. Nivel celular. 0ncluye las c3lulas.Clula% -nidad 'iolgica fundamental dotada de vida propia. -na c3lula puede constituir un

organismo completo (seres unicelulares) o 'ien pueden unirse dos o ms de ellas para formar partede un ser vivo (seres pluricelulares).

. Nivel pluricelular u org!nico. 'arca aquellos individuos formados por ms de unac3lula. entro de este nivel, distinguimos varios grados de complejidad o su'niveles%

- Tejidos% +onjunto de c3lulas muy parecidas que realian las mismas funciones y que tienenun mismo origen.

- rganos% 6ormados por la unin de varios tejidos para realiar un acto. !or ejemplo, unm$sculo est formado por tejido muscular, conjuntivo, nervioso y sangre y su acto es lacontraccin.

- Sistemas% Son conjuntos de rganos parecidos, ya que estn constituidos por los mismostejidos, pero realian actos que pueden ser completamente independientes. #jemplo% sistema seo,nervioso, muscular, endocrino.

- Aparatos% +onjunto de rganos que pueden ser muy diferentes entre s" pero cuyos actosestn coordinados para realiar una funcin. #jemplo, aparato digestivo, respiratorio...

". Nivel de poblacin. 0ncluye los individuos de la misma especie que viven en una mismaona y en un momento dado, sus relaciones entre ellos y el medio. !or ejemplo po'lacin de pinos.

#. Nivel de ecosistema. #studio los ecosistemas, esto es, las po'laciones ('iocenosis ocomunidad) y el lugar donde viven ('iotopo)

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$ema 1. %a &umica de la vida.

1. %os BioelementosLa materia viva, animal o vegetal, est formada por unos 89 elementos qu"micos, es decir,

prcticamente la totalidad de los elementos esta'les existentes en la 2ierra exceptuando los gasesno'les. #stos elementos que forman parte de la materia viva se llaman elementos 'iog3nicos ('ios :vida, genos : origen) o 'ioelementos.

Los 'ioelementos se pueden clasificar en dos grupos% los bioelementos primarios y losbioelementos secundarios.

1.1. Bioelementos primarios. Se llaman primarios porque son indispensa'les para laformacin de las mol3culas orgnicas. +onstituyen el ; de algunos aminocidos y en algunos coenimas.1.2. Bioelementos secundarios. +onstituyen el @= de la materia viva. entro de ellos los

que aparecen en proporcin inferior al 9,5= se llaman oligoelementos o elementos vestigiales.+onfuncin 'sicamente reguladora o catal"tica, destacan%

a. El Sodio, el Potasio, el Cloro, que, en forma inica estn disueltos en los l"quidosorgnicos. Sus funciones principales son%

1antienen la concentracin salina de estos l"quidos (importante para la esta'ilidadcelular).

6acilitan la solu'ilidad de algunas mol3culas, como las prote"nas. 1antienen el equili'rio de cargas el3ctricas en la c3lula, a un lado y otro de la mem'rana

plasmtica (importante para algunas reacciones qu"micas o procesos de transporte).

A


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Son responsa'les de los impulsos nerviosos. (*a? y C?)'. El Calcio, en forma inica (+a7?) es importante para la contraccin muscular, la

coagulacin de la sangre, el transporte de sustancias por la mem'rana, etc. 2am'i3n aparece,com'inado en forma de fosfatos o car'onatos en los esqueletos, conchas y caparaones.

c.El Magnesioact$a en procesos vitales importantes, como la s"ntesis de cidos nucleicos yes un componente de la clorofila.

e entre los oligoelementos destacan%a.El Hierro,componente de la hemoglo'ina, la mioglo'ina (transportadores de ox"geno) ylos citocromos (que intervienen en la respiracin celular). La falta de hierro produce anemia.

'.El Core, forma parte de la hemocianina, pigmento respiratorio de inverte'rados, y dealgunas enimas.

c.El Cinc, tam'i3n interviene en procesos cataliados por enimas.d.El Coalto es componente de la vitamina 57 (co'alamina) y de enimas.e.El Siliciointerviene como Si/7 (s"lice) en esqueletos y caparaones de algunos

organismos y da rigide a tallos de gramineas y equisetos..f.El !odoes componente esencial de la hormona tiroidea. Su falta provoca el 'ocio.g.El "l#ores componente del esmalte dental. Su carencia favorece la caries.

h.El Manganesoact$a asociado a diversas enimas degradativas de prote"nas, como factorde crecimiento y en procesos fotosint3ticos.

2. +rincipios inmediatos o Biomol,culas.Los elementos 'iog3nicos se unen para formar compuestos definidos son los llamados

'iomol3culas o principios inmediatos. Las 'iomol3culas pueden ser de dos tipos% Simples% Si estn formadas por tomos del mismo tipo (/7). Compuestas% +uando hay tomos de diferentes elementos >7/. #stos a su ve pueden ser%

$norg%nicas% no exclusivas de los seres vivos (>7/, +/7, sales minerales...) &rg%nicas% propias y DexclusivasE de los seres vivos (gl$cidos, l"pidos, prtidos y

cidos nucleicos).

2.1. 'nlaces &umicos. Los elementos que forman parte de los seres vivos se unen entre s"mediante enlaces qu"micos estos pueden ser%

a. 'nlaces entre !tomos% en los seres vivos hay los siguientes tipos de enlacesinteratmicos%

- Enlaces inicos% enlaces electrostticos entre iones de distinto signo. Son propios de loscompuestos minerales, por ejemplo% cloruro de sodio (*a? +l). +ada ion se rodea de iones de signoopuesto, formando una estructura ordenada (red cristalina). Son slidos y frecuentemente solu'lesen agua (al disolverse se ionian).

- Enlaces co'alentes% se forman cuando dos tomos comparten un par de electrones. +ada

tomo aporta un electrn al enlace, estos electrones mantienen unidos a los tomos. l compartirelectrones, los tomos adquieren una estructura ms esta'le, ya que completan su DnivelEelectrnico ms externo. >ay enlaces do'les (se comparten dos pares de e) y triples (se compartentres pares).

#l car'ono tiene que formar cuatro enlaces para alcanar una estructura ms esta'le (estetravalente)F puede formar enlaces con otros car'onos, dando lugar a cadenas ms omenos largas, o 'ien con otros elementos (>, /, *...).#l hidrgeno forma solamente un enlace (monovalente).#l ox"geno y el aufre forman dos enlaces ('ivalentes).#l nitrgeno forma tres enlaces (trivalente).

!odemos dividir los enlaces covalentes en dos tipos%Enlaces covalentes apolares% cuando los dos tomos DatraenE por igual a los

electrones (por ejemplo, los enlaces //, ++, +>).@


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- Enlaces covalentes polares% uno de los tomos (ms electronegativo) atrae a los electronesy se carga negativamenteF el otro se carga positivamente (por ejemplo, los enlaces +/, >/, *>...). Si hay estos enlaces, la mol3cula tendr polaridad (ser un dipolo molecular).

b. 'nlaces intermoleculares. Son ms d3'iles y fciles de romper. Los principales son%- Puentes de (idrgeno. Se producen entre mol3culas polares. #l > se carga positivamente,

y es atra"do por el / (cargado negativamente). !ueden formarse dentro de una misma mol3cula.- "uer)as de *an der +aals. Se producen entre mol3culas apolares. #n ellas pueden darse

d3'iles polariaciones, que cam'ian rpidamente (dipolos instantneos).

2.2. -rupos *uncionales org!nicos.idrocarburos. Son mol3culas formadas por car'ono e hidrgeno. Son cadenas ms o

menos largas, a veces c"clicas (cerradas como un anillo) o ramificadas. #jemplos%Metano% 6ormado por un slo tomo de car'ono +>@.Etano% 1ol3cula de dos tomos de car'ono +>A+>A.

/lco(oles. erivan de los hidrocar'uros por sustitucin de uno o varios tomos dehidrgeno por grupos hidroxilo(/>). #jemplos%

Metanol !lcohol met"lico#% +>A/>.Etanol !lcohol et"lico#% +>A+>7/>$ropanotriol %licerina#%

+>7/>G+>/>G+>7/>

/lde(dos 0 Cetonas. erivan de los hidrocar'uros por sustitucin de tomos de hidrgenopor grupos carbonilo(:/).

+uando la sustitucin es en un car'ono terminal%!ldeh"dos. #jemplo%Etanal>+:/

G+>A

+uando la sustitucin es en un car'ono central% Cetona. #jemplo%$ropanona !cetona#+>AG

+:/G+>A

H


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cidos org!nicos. Se caracterian porque a un + terminal se une un grupocarboxilo (de forma a'reviada +//>). #jemplos%

&cido metanoico c. 'rmico#% >+//>.!cido etanoico c. actico#% +>A+//>.

/minas. !oseen el grupo amino(*>7). #jemplo%Metilamina% +>A*>7.

3. 'l agua.#s la sustancia qu"mica ms a'undante en los seres vivos. !or t3rmino medio representa un


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- Elevada'uer)a de cohesin entre las mol3culas de'ido a los puentes de hidrgeno. #lloexplica que el agua sea un l"quido prcticamente incompresi'le.

- Elevada'uer)a de adhesin* Los enlaces del hidrgeno pueden formarse entre el agua yotras mol3culas polares, haciendo que el agua se pegue a ellas. #sto se llama adhesin. m'ascaracter"sticas, adhesin y cohesin permiten lacapilaridad.

- Elevadatensin super'icial. #s otra consecuencia de las fueras de cohesin entre las

mol3culas del agua. -na mol3cula de agua que se encuentra en mediodel recipiente (5) se veatra"da, gracias a la cohesin, por todas las mol3culas que la rodean,pero estas fueras de

atraccin que act$an en todas direcciones se anulan entre ellas (7). Sin em'argo, las fueras

de traccin que act$an so're una mol3cula en la superficie del agua (A) no se equili'ran y solo

ItiranJ hacia el interior del l"quido (@). #0 resultado es que la superficie del agua se comporta

como si fuera una delgadapel"cula elstica (H), quepuede deformarse sin romperseyaguantarpeque&ospesos, loque aprovechan algunos insectos, como el apatero (


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Si dos mol3culas apolares quedan rodeadas por mol3culas de agua se forman d3'iles interaccionesentre ellas y ms puentes de hidrgeno entre las mol3culas de agua. +on lo cual, las mol3culashidrof'icas tienden a unirse entre s" y a separarse del agua. Las fueras que hacen que lasmol3culas no polares se unan en grupos en el agua se conocen como interacciones hidro'bicas.

!lto calor espec"'ico(necesita a'sor'er o desprender mucho calor para que su temperatura

aumente o 'aje). Se de'e a que el calor se emplea en parte para romper los puentes de hidrgeno.!lto calor latente de evaporacin(a'sor'e mucho calor al evaporarse). +uando se evapora

una mol3cula se separa de otras mol3culas del l"quido. #l calor necesario para hacer esto se llamacalor latente de vaporiacin. La evaporacin por lo tanto tiene un efecto de enfriamiento. Sonnecesarias considera'les cantidades de calor para evaporar agua, porque los enlaces de hidrgenotienen que romperse. #sto la hace un 'uen refrigerante evaporativo. La sudoracin es un ejemplodel uso del agua como refrigerante.

- !lta conductividad trmica. !osee mayor densidad en estado l"(uidoque en estado slido, por tanto, el hielo es ms

ligero que el agua l"quida. #sto hace que los oc3anos de las regiones polares se hielen en superficie,pero no en profundidad, lo que permite la vida marina en ellos.

+aja capacidad de ioni)acin% slo una de cada H99.999.999 de mol3culas est disociada%7>7/ K >A/?(ion hidronio) ? />(ion hidroxilo)

#l ion hidronio es el responsa'le de la acide, #l in hidroxilo de la alcalinidad. #n el aguapura hay iguales cantidades de am'os iones, por lo que es neutra.

Si a&adimos un cido (p. ej. >+l)% >+l ? >7/ K +l ? >A/?% aumenta la acide.Si a&adimos una 'ase (p. ej. *a/>)% *a/> K *a?? />% aumenta la alcalinidad.

onizacin del agua

#l pmide el grado de acide o alcalinidad de una disolucin. Su valor es%p> : log >A/?M

3.2. unciones del agua.a. 6uncin estructural% rellena las c3lulas, manteniendo la turgencia celular y sirviendo en

muchos organismos de Desqueleto hidrostticoE.N


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'. l ser disolvente de muchas sustancias sirve de medio de transporte.c. #s el medio donde se producen muchas reacciones qu"micas del organismo e interviene en

ellas como reactivo. #jemplos de reacciones producidas por el agua% hidrataciones, hidrlisis.d. Sus propiedades t3rmicas mantienen ms o menos constante la temperatura de los

organismos (sudor, transpiracin vegetal). simismo, la gran masa de agua de los oc3anos no seenfr"a tanto como la tierra firme, lo que posi'ilita la existencia de vida marina incluso en regiones

polares.e. !osee una gran capacidad amortiguadora frente a los golpes (un ejemplo es el l"quidoamnitico, que protege al feto)

4. %as sales minerales.Las sales minerales se encuentran en los seres vivos de varias formas% !recipitadas% #n forma cristaliada (slida). 6ormando huesos, conchas, caparaones...

+a+/A, (!/@)7+aA..., con funcin protectora y de sost3n. sociadas a sustancias orgnicas% 6ormando parte de otras 'iomol3culas% el 1g en la

clorofila, el 6e en la hemoglo'ina o junto a prote"nas (fosfoprote"nas), l"pidos (fosfol"pidos) ogl$cidos (agaragar).

isueltas en agua. l ser compuestos inicos, cuando se disuelven, se disocian.*a+l K *a?in sodio (catin) ? +lin cloruro (anin)

!rincipales cationes% *a?, C?, +a?7, 1g?7.!rincipales aniones% +l, !/@A(fosfato), >!/@7 ('ifosfato o hidrogenofosfato), +/A7

(car'onato), >+/A ('icar'onato o hidrogenocar'onato).

unciones de las sales minerales.a. 6orman estructuras protectoras y que dan rigide.

'. 6orman parte de otras 'iomol3culas orgnicas, como la hemoglo'ina o la clorofila.c. Oegulan la concentracin de los l"quidos orgnicos y la esta'ilidad de las disoluciones.d. Oegulan el grado de acide (p>), mediante las disoluciones amortiguadoras o tampn

('icar'onatos, car'onatos, fosfatos).e. cciones espec"ficas% *a?y C?intervienen en la formacin y transmisin de los impulsos

nerviosos. +a?7es responsa'le de la contraccin muscular.

. %as isoluciones.Pran parte de las 'iomol3culas (solutos) se encuentran en el organismo disueltas en agua

(disolvente). Los solutos de 'ajo peso molecular se llaman cristaloides (+l*a, glucosa) y los depeso molecular elevado coloides (al'$mina). >ay dos tipos de disoluciones%

5 isoluciones o dispersiones coloidales% con part"culas de soluto grandes (9,9959,7 Q). isoluciones verdaderas% con part"culas de soluto de muy peque&o tama&o.

.1. %as dispersiones coloidales% estn formadas por macromol3culas (mol3culas de altopeso molecular como el almidn o las prote"nas) o por micelas (formadas por agregacin depeque&as mol3culas, como los l"pidos). 4eamos sus propiedades%

a Seg#n su consistencia se pueden encontrar en estado de gel o sol%5 Sol% las part"culas de soluto estn muy separadas, rodeadas de mol3culas de agua. 2iene

consistencia l"quida (por ejemplo, la leche). #l soluto es slido y el disolvente un l"quido.5 -el% Las part"culas (fi'rosas, so're todo), se enlaan unas con otras, formando una especie

de red. 2iene consistencia pastosa (por ejemplo, la gelatina). #l soluto es un l"quido y el disolventees un conjunto de fi'ras entrelaadas entre las cuales quedan retenidas por capilaridad e hidratacin

las mol3culas del l"quido.

;


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#l paso de sol a gel se denominageli'icacin.!uede ser reversi'le o irreversi'le. #ste proceso esimportante para ciertos movimientos celulares (como laemisin de pseudpodos).

Ele'ada 'iscosidad. La viscosidad es la

resistencia interna que presenta un l"quido al movimientorelativo de sus mol3culas.c Ele'ado poder adsorente. La adsorcin es la

accin que ejerce la superficie de un slido so're lasmol3culas de un l"quido o un gas.

d Eecto T.ndall. #l tama&o de las part"culascoloidales oscila entre 5 nm y 9,7 m, que es l"mite deo'seracin al microscopio ptico por ello las dispersionesigual que las disoluciones son transparentes y claras pero sise iluminan lateralmente so're fondo oscuro se o'servacierta opalescencia al reflejar la lu.

e SedimentacinLas dispersiones coloidales son esta'les, ya que las part"culas de solutoestn muy separadas por mol3culas de agua. Si las part"culas se unen entre s", al hacerse mayores

pueden sedimentar o precipitar en el fondo, separndose del disolvente. La precipitacin puedeproducirse por cam'ios f"sicoqu"micos (de p>, de temperatura, etc.) o por la centrifugacin de ladispersin coloidal.

Di%lisis#s otra forma de separar laspart"culas de soluto. +onsiste en hacer pasar ladipersin a trav3s de una mem'rana de dilisis(mem'rana semipermea'le que permite pasar eldisolvente y los solutos de peque&o tama&o, peroretiene los solutos de gran tama&o). !rocesossemejantes se dan en los capilares sangu"neos, quedejan pasar los gases, nutrientes o agua, peroretienen las prote"nas del plasma. -na aplicacin esla hemodilisis.

g Electrooresis#s el transporte depart"culas coloidales gracias a la accin de un campoelectrico a trav3s de un gel.

.2. %as disoluciones verdaderas.#stn formadas por part"culas de 'ajo peso molecular,tanto inorgnicas (iones) como orgnicas. !ropiedades importantes son%

a /a diusin% reparticin de las mol3culas de una sustancia entre dos am'ientes que estnen contacto. !ara que haya difusin neta de'e existir una diferencia de concentracin de dichasustancia entre uno y otro am'iente. Las mol3culas peque&as difunden ms fcilmente. Lasmem'ranas permiten la difusin de algunas sustancias e impiden la de otras (son semiprmea'les).

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/a smosis% +uando dos disoluciones estn separadas por una mem'rana tienden aigualarse sus concentraciones. Si la mem'rana deja pasar el disolvente pero no el soluto (mem'ranasemipermea'le), el agua pasar desde la disolucin ms diluida (hipotnica) a la ms concentrada(hipertnica). Si las disoluciones son isotnicas (igual concentracin) no hay movimiento deagua.Las mem'ranas celulares son semipermea'les, de lo que se deducen dos procesos%

- $lasmlisis% +uando el medio celular est ms diluido que el externo (es hipotnico), la

c3lula pierde agua y se rompe.- ,urgencia% +uando el medio celular es ms concentrado que el externo (mediohipertnico), el agua entra en las c3lulas, pudiendo llegar a romperlas. #ste proceso ocurrecontinuamente en las c3lulas vegetales. La pared celular evita que 3stas se rompan.

c Capacidad para mantener constante la acide) 0pH1 #n los seres vivos se estn li'erandocontinuamente iones hidrgeno o hidrogeniones >?e iones hidroxilo />. #stos iones proceden de%

La disociacin del agua >7/ K >A/?(>?) ? />

La disociacin de sustancias 'sicas o alcalinas que proporciona iones />.*a/> K *a? ? />

La disociacin de sustancias cidas que proporciona hidrogeniones>+l K +l ? >?

Los >?tienen caracter cido y los />'sico, por tanto la acide o 'asicidad de un mediodependen de la proporcin en que estn estos iones

>? : /> *eutro >?> /> Rcido >? sico o alcalino.!ara expresar acide o alcalinidad usamos solo la concentracin de >?expresada en valores

de p> cuya escala var"a entre 9 y 5@. Si el p> > 8 'sico, si p> : 8 neutro y si p> se mantenga

constante y prximo a 8.Los fosfatos y 'icar'onatos mantienen el p> en el valor de 8 (neutro). Se denominan

disoluciones amortiguadoras o tampn.-n sistema tampn est formado por la mecla de un cidod3'il con una sal del mismo. #l ms importante extracelular est formado por >7+/A y por

*a>+/A. Los sistemas amortiguadores se 'asan en que cuando se mecla un cido d3'il con una saldisminuye la capacidad de disociacin del cido, mientras que la sal est mucho ms ioniada, portanto cuanto ms elevada es la concentraccin de sal m se inhi'e la ioniacin del cido.

La accin amortiguadora de los bicarbonatos(extracelular) se produce por la siguientereaccin reversi'le%

+/7 ? >7/ >7+/A >+/A ? >? (>A/?)cido car'nico (inesta'le) in 'icar'onato

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Si hay exceso de acide, la reaccin ir hacia la iquierda (se tiende a gastar >A/?). Si hay exceso de alcalinidad, la reaccin ir hacia la derecha (se tiende a producir >A/?para

compensar dicho exceso).#l sistema tampn 'os'ato(intracelular) act$a% >7/ ? >7!/@ >!/@7 ? >A/?

Rcido Sal

Si aumenta la acide la reaccin se desplaa a la iquierda. Si disminuye la acide la reaccin se desplaa a la derecha.

". %os -l6cidos.Son 'iomol3culas formadas por +, > y / en la proporcin +n>7n/n. Se les suele llamar

hidratos de car'ono o car'ohidratos. Sus funciones son% proporcionar energ"a a las c3lulas (almidn,glucosaT), formar estructuras (celulosa) y formar parte de otras 'iomol3culas (cidos nucleicos,glucol"pidos, glucoprote"nas...)

Se clasifican en% 1onosacridos (osas)% -nidad fundamental de los gl$cidos. 2ienen de tres a ocho tomos

de car'ono.

/ligosacridos (de 7 a N monosacridos unidos). isacridos (7 monosacridos). !olisacridos (numerosos monosacridos unidos).

>omopolisacridos (todos los monosacridos que lo forman son iguales). >eteropolisacridos (formados por varios tipos de monosacridos).

".1. %os monosac!ridos. Son mol3culas orgnicas sencillas (de A a N tomos de car'ono).Los de A + se llaman triosasF los de @ + tetrosas, los de H + pentosasy los de < + (e)osas.

Uu"micamente se definen como poli(idro)ialde(idoso poli(idro)icetonas. #sto significaque...

!oseen un grupo car'onilo% +:/. Si est en el 5V car'ono (grupo aldehido) se denominanaldosas. Si est en el 7V car'ono (grupo cetona) se llaman cetosas.

#n el resto de los + poseen grupos hidroxilo (/>) e hirgeno (>).Son slidos 'lancos, cristalia'les, de color dulce y solu'les en agua (polares).2ienen capacidad reductora% los grupos +:/ pueden oxidarse, pasando a cido (+//>). #n

esta oxidacin se desprenden electrones, los cuales son captados por otra sustancia (por ejemplo, elin +u?7, que pasa a +u?5). esta reaccin se le llama reduccin (una oxidacin de un compuesto vasiempre acompa&ada por una reduccin de otro). #sta reaccin qu"mica puede utiliarse parareconocer los monosacridos y la mayor parte de los disacridos.

!ueden tam'i3n transformarse en alcoholes (sor'itol...), derivados aminados, fosfatados, etc.

a. somera en los monosac!ridos7

entro de cada grupo de monosacridos podemos encontrar diferentes ismeros. #nqu"mica orgnica se dice que dos compuestos son ismeros cuando, teniendo la mismacomposicin(frmula qu"mica) tienen distinta estructura molecular, es decir, sus tomos estnunidos de manera diferente.

!ara que un compuesto orgnico tenga distintos ismeros estructurales, de'e tener en sumol3cula carbonos asim,tricos. -n car'ono asim3trico es aqu3l al que se le unen @ radicales ogrupos orgnicos distintos.

-liceralde(do8 29 C asim,trico Metano8 C no asim,trico

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#n los monosacridos son asim3tricos los car'onos DcentralesE de la mol3cula. *o sonasim3tricos los de los extremos ni los grupos aldeh"do y cetona.

Los distintos ismeros de los monosacridos se distinguen entre s" en la posicin de losgrupos :; de sus carbonos asim,tricos. Se definen A tipos de ismeros% enantimeros,epmerosy anmeros. #stos $ltimos solo aparecen en los monosacridos c"clicos.

Los enantimeros se distinguen por la posicin de sus grupos W/> en todos sus Casim,tricos. Se llaman tam'i3n ismeros pticos, ya que dos enantimeros slo se diferencian ensus propiedades pticas.

Los enantimeros reci'en el mismo nom're, al que se le antepone la letra o L. % tiene el W/> del $ltimo + asim3trico hacia la derecha. L% tiene el $ltimo W/> hacia la iquierda.

Las dos formas son diferentes% no se pasa de unaa otra girando la mol3cula, ya que los enlaces no estnen el mismo plano. Son mol3culas sim3tricas (delmismo modo que las manos son sim3tricas, pero noiguales). Se distinguen entre s" por su actividad ptica%si a una disolucin la hacemos pasar lu polariada (luque Bvi'raB en un slo plano), estas sustancias giran el

plano de polariacin hacia la derecha, dextrgiras #

o hacia la iquierda, levgiras -#.#n este caso, el gliceraldehido es dextrgiro y el L gliceraldehido levgiro.

(*o est relacionado el que sea dextrgiro con que sea forma y viceversa. >aycasos, como la fructosa, en los cuales tanto la forma como la L son levgiras). La forma ? y laforma se denominan ismeros pticos.

Los ep"meros slo se diferencian en laposicin del W/> de 1 C asim,trico.

os monosacridos ep"meros tienen distintaspropiedades y se les da distinto nom're. !. ej.%

glucosa galactosa

5A


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b. +rincipales grupos de monosac!ridos.b.1.$riosas71onosacridos de A +. >ay 7 una aldosa (con grupo aldehido)% el

gliceraldehido y una cetosa (con grupo cetona) la dihidroxicetona.

La dihidroxiacetona no posee + asim3trico, por lo que solo hay una forma. #sta mol3culacarecer de actividad ptica.

b.2. $etrosas.Son los monosacridos de @ +. /ldosas (con grupo aldehido)% l ha'er 7 car'onos asim3tricos, tenemos ms

posi'ilidades%- 6ormas % tienen el /> del $ltimo + asim3trico hacia la derecha.- 6ormas L% tienen el /> del $ltimo + asim3trico hacia la iquierda.

5 Cetosas (con grupo cetona). Slo hay un + asim3trico (el AV).

b.. $entosas. Son los monosacridos de H car'onos. Los principales son

La Oi'osa y la desoxirri'osa forman parte de los cidos nucleicos.La Oi'ulosa interviene en la fotos"ntesis (concretamente el derivado Oi'ulosa 5, H

difosfato).

'.@./exosas. Son los monosacridos de < car'onos. >ay 5< aldosas (N y NL) y N cetosas(@ y @ L). #n la naturalea solo aparecen formas . Las principales son%

5@


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La glucosa se encuentra en las frutas, en la sangre (5 gXl) y constituye parte esencial dedisacridosy polisacridos (almidn, celulosa...).

La galactosa forma parte del a$car de la leche (lactosa) y de algunos l"pidos.La fructosa forma parte de la sacarosa y se encuentra li're en la fruta. 0nterviene en

reacciones del meta'olismo.

c. ormas cclicas de pentosas 0 (e)osas.ado que la estructura a'ierta de pentosas y hexosas no es lineal sino que'rada, de'ido a los

ngulos que hay entre los enlaces de los car'onos, los primeros y $ltimos car'onos quedanrelativamente cerca. !or ello en disolucin, la mol3cula de las pentosas y hexosas se cierra so're s"misma constituyendo un anillo de H < lados. #l enlace se forma entre el grupo car'onilo y el />del pen$ltimo car'ono y se denomina hemiacetal(entre alcohol y aldehido) o hemicetal(entrealcohol y cetona).

+iclacin de la glucosa%

5) La mol3cula se repliega so're s" misma. Los car'onos 5 y H quedan prximos entre s".7) #l car'ono 5 capta una mol3cula de agua, pasando a tener dos grupos />.A) #l /> del car'ono H y un /> del car'ono 5 reaccionan entre s", desprendiendo la

mol3cula de agua captada anteriormente. #l ox"geno que queda cerrar el anillo.La mol3cula resultante es un anillo de < lados llamado piranosa. Las aldohexosas se ciclan

como piranosas ( glucopiranosa).La fructosa se cicla igual, pero el enlace se forma entre el 7V y HV +, lo que produce un ciclo

de cinco lados (furanosa). 2am'i3n las aldopentosas se ciclan como furanosas (enlace entre 5V y @V).#l estudio de la ciclacin fu3 realiado por Y.*. >aZorth y se conoce con el nom're de

proyeccin de >aZorth.

d. ormas anom,ricas de los monosac!ridos cclicos.

Los monosacridos c"clicos tienen un nuevo car'ono asim3trico. #n la glucosa, el car'ono 5(el del grupo car'onilo) se convierte en asim3trico (car'ono anom3rico). !or tanto, ahora ca'enotras dos variantes o anmeros% forma (con el /> en distinto plano que el +>7/> esta en

5H


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posicin trans) y forma (con el /> en el mismo plano, en posicin cis). Los anmeros sediferencian tam'i3n por su actividad ptica.

.2 %os oligosac!ridos.Son mol3culas formadas por la unin de dos a die monosacridos por enlaces 0-

glucos"dicos. Los ms importantes son los disacridos (7 monosacridos).#l enlace /glucos"dico se produce entre dos grupos />, desprendi3ndose agua y quedando

los dos monosacridos unidos por el ox"geno restante. #l enlace puede ser de dos tipos%a. Enlace monocarbon"lico% entre el car'ono anom3rico del primer monosacrido y uncar'ono cualquiera no anom3rico del segundo. 1antiene la capacidad reductora. La terminacin delnom're del primer monosacrido es osil y la del segundo es osa.

b. Enlace dicarbon"lico% entre los dos car'onos anom3ricos. !ierde la capacidad reductora.La terminacin del nom're del primer monosacarido es osil y la del segundo es sido.

#l enlace puede ser (5@), (57), (5A), (5 del car'onoanom3rico. La mol3cula resultante se nom'ra as"%

glucopiranosil (5@) glucopiranosa (maltosa)5V monosacrido enlace 7V monosacrido

Si en el enlace intervienen los /> de los car'onos anom3ricos, la terminacin es diferente% glucopiranosil (57) fructofuransido (sacarosa)

Los disacridos forman el grupo de oligosacridos de mayor importancia 'iolgica. 2ienenpropiedades y funciones semejantes a las de los monosacridos. Los principales disacridos son%

Maltosa Plucosa ? glucosa.#nlace 5@

Se encuentra en el grano de ce'ada. +onstituyente del almidn.

1actosa Palactosa ? glucosa.#nlace 5@

#s el a$car de la leche.

Sacarosa Plucosa ? fructosa.#nlace 57

#s el a$car com$n (en la remolacha y enla en la ca&a). 6uncin de reserva.

2somaltosa Plucosa ? glucosa.#nlace 5 hacia el agua.

- Punto de usin% Los saturados tienen puntode fusin alto (son slidos a temperatura am'iente),ya que las cadenas forman enlaces d3'iles entre ellos,mediante fueras de 4an der Yaals.

Los insaturados tienen ms 'ajo punto defusin, de'ido a que los do'les enlaces producenBcodosB en las cadenas hidrocar'onadas, quedificultan la formacin de enlaces de 4an der Yaals,

por lo que las mol3culas tienen ms facilidad paraBfluirB.

c. +ropiedades &umicas de los !c. grasos. #l grupo +//> les confiere un carcter cido%

+>A(+>7)n+//> ? >7/ K +>A(+>7)n+//? >A/?

Esteri'icacin% el grupo car'oxilo reacciona con un alcohol (enlace covalente) y da lugar aun 3ster y una mol3cula de agua.

+>A(+>7)n+//> ? />+>7(+>7)m+>A +>A(+>7)n+//+>7(+>7)m+>A? >7/cido graso alcohol 3ster- !utooxidacin% los cidos grasos insaturados se pueden oxidar espontneamente,

originando aldehidos donde exist"an do'les enlaces. #stos aldehidos dan el caracter"stico sa'or a

BrancioB de las grasas. La vitamina #, que actua como antioxidante, impide que se ocurra dichoproceso. > >

+>A+>7+>:+>+>7+>:+>+//>?@ /7K+>A +>7+:/?/:++>7+:/?/:++:/ > > />Rcio graso insaturado ldehidos

- Saponi'icacin% #l cido graso reacciona con una 'ase para formar la sal del cido grasollamada ja'n. Las mol3culas de ja'n presentan simultneamente una ona hidrfo'a que reuye elcontacto con agua y una ona hidrfila que se orienta hacia ella, esto se llama comportamientoanfiptico. Pracias a este comportamiento anfiptico los ja'ones se disuelven en agua dando lugar a

micelas.+>A(+>7)n+//> ? *a /> K +>A(+>7)n+//*a ? >7/Rcido graso >idrxido \a'n

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sdico

".2. %pidos saponi*icables.Son 3steres de alcoholes ? cidos grasos.2 Simples. 6ormados solo por +, / e >. Son acilglic3ridos y c3ridos.a. !cilglicridos% Son 3steres formados por glicerina (popanotriol) y 5, 7 A cidos grasos,

se llaman tam'i3n grasas simples. Seg$n el n$mero de cidos grasos pueden ser%monoacilglicridos (un cido graso), diacilglicridos (dos cidos grasos) y triacilgliceridos (A

cidos grasos).

!ropiedades% Son insolu'les en agua. Los triacilglic3ridos son totalmente apolares (grasas neutras). !ueden ser slidos o l"quidos. Si un acilglic3rido tiene como m"nimo un cido graso

insaturado es l"quido y se llama aceite (oliva), si todos los cidos grasos son saturados es slido y sellama se'o, si es semislido se llama manteca. Los animales de sangre fr"a y los vegetales tienenaceites. Los animales de sangre caliente tienen se'os o mantecas.

Oeaccionan con hidrxidos para dar lugar a ja'n (saponificacin).

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7unciones- 9eserva energtica. Se acumulan en el tejido adiposo y en semillas, frutos...- 7uncin protectora y aislante.

b. Cridos (ceras)% son 3steres de 5 cido graso y un alcohol monovalente, de cadena larga.Son sustancias insolu'les, que forman capas impermea'les. Su funcin es proteger frente a lahumedad (impermea'iliacin de plumas...).

3 Complejos. Son l"pidos saponifica'les en cuya estructura adems de +, > y / hay tam'i3n*, !, S o un gl$cido. Son los principales constituyentes de la do'le capa lip"dica de las mem'ranascitoplasmticas por lo que tam'i3n se les llama lipidos de mem'rana. 2ienen tam'i3ncomportamiento anfiptico, en contacto con el agua se disponen formando 'icapas con las onaslipfilas en la parte interior y las hidrfilas en el exterior en contacto con el agua.

a. 7os'oglicridos. Son mol3culas formadas por% glicerinaF dos cidos grasos (uno saturado

y otro insaturado)F cido fosfrico y una mol3cula de alcohol, que puede variar (colina, serina,etanolamina, inositol). Su frmula general es%

Los ms importantes son la lecitina (fosfatidil colina) y la cefalina (fosfatidil etanolamina)

7A


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- $ropiedades% 2ienen una parte apolar (los cidos grasos) y una parte polar (el fosfrico y elalcohol). #n contacto con el agua se disponen en capas sencillas o do'les, formando micelas. La

parte polar queda orientada hacia el agua.- 7uncin% +onstituyen parte de las mem'ranas celulares.

b. 's*ingolpidos. #stn formados esencialmente por un cido graso (c. lignoc3rico) y una

mol3cula de esfingosina (aminoalcohol de cadena larga). La unin de am'os constituye la ceramida. la ceramida se le unen otros componentes, dando lugar a distintos esfingol"pidos% +eramida ? Rc.fosfrico ? colina% forman la esfingomielina. +eramida ? galactosa o glucosa% forman los cere'rsidos. +eramida ? un oligosacrido% forman los ganglisidos.

- 7uncin% Se encuentran en las mem'ranas celulares, so're todo en el sistema nervioso.6uncin estructural, protectora y aislante.

".3. %pidos insaponi*icables.

+arecen de cidos grasos (no forman ja'n). *o estn relacionados qu"micamente con losanteriores, aunque sus propiedades son similares.a. ,erpenos o isoprenoides. Son mol3culas formadas por 7 ms unidades de isopreno (7

metil, 5A 'utadieno).

,ipos y 'unciones%

7@


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Esquema del ciclopentanoperhidro fenantreno

fenantreno

+>A

+>A

b. Esteroides% mol3culas derivadas del ciclopentano perhidro 'enantreno (esterano). ichamol3cula deriva de la ciclacin del escualeno(triterpeno), lo que relaciona a esteroides y terpenos. #lciclopentano perhidro fenantreno es una mol3culaapolar al estar formada solo por + e >, pero losdistintos esteroides tienen grupos polares (alcoholes,

cetonas cidos), por lo que estas mol3culas tienenpropiedades semejantes a los fosofglic3ridos yesfingol"pidos. Los esteroides comprenden dos grupos%esteroles8 se caracterian por tener grupos />(colesterol, cidos 'iliares, vitaminas y estradiol) yhormonas esteroideas (hormonas suprarrenales y lashormonas sexuales.

- El colesterol. 6orma parte de las mem'ranasde las celulas animales a las que confieren esta'ilidad ya que se sit$a entre los fosfol"pidos y losfija. #s muy a'undante en el organismo y sirve de 'ase para la s"ntesis de casi todos los esteroides.

- !cidos biliares% en la 'ilis. Se forman a partir del colesterol y de ellos derivan las sales

'iliares. Se unen a las grasas, emulsionndolas (permiten su digestin). Los ms imporatntes son elc. Clico y el c. :esoxiclico.

- ;itamina :. Oegula el meta'olismo del calcio.- /ormonas sexuales (estradiol, testosterona, progesterona), son las encargadas del

desarrollo del aparato reproductor y los caracteres sexuales secundarios.- /ormonas suprarrenales (cortisol, cortisona, corticosterona, aldosterona), encargadas de

controlar el meta'olismo de los gl$cidos, interviniendo, adems, en las reacciones inflamatorias y laaldosterona que regula el funcionamiento del ri&n.

Estructura molecular de algunos esteroides

7H


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#. %os +rtidos.Los prtidos o proteinas son los constituyentes qu"micos fundamentales de la materia viva,

pues as" como los l"pidos y los gl$cidos se encuentran en las c3lulas como simples sustancias inerteslos prtidos presentan actividad vital por ejemplo la informacin gen3tica se expresa por las

proteinas.Son las ms a'undantes de las c3lulas constituyendo el H9= o ms de su peso seco.

Uu"micamente contienen +, > y / igual que los otros principios inmediatos pero ademstienen *, elemento que los caracteria. Son tam'i3n a'undantes el S y el ! y tam'i3n hay 6e y +u.

#stos elementos qu"micos se agrupan para formar unos componentes elementales, losllamados aminocidos (aa) que pueden considerarse como los ladrillos de las proteinas. Los prtidos son por lo tanto pol"meros de aa.

Las proteinas tienen mol3culas de enorme tama&o con pesos moleculares muy elevados,pero con la particularidad de que estas enormes mol3culas se forman y se rompen con gran facilidady a ello se de'e que la materia viva est3 en constante renovacin.

-n proteomaes el conjunto de las prote"nas producidas por una c3lula, un tejido o unorganismo. #n cam'io, el genomaes el conjunto de sus genes. 1ientras que el genoma de unorganismo es fijo, el proteoma es varia'le ya que las diferentes c3lulas del organismo producen

prote"nas diferentes. +on la posi'le excepcin de los gemelos id3nticos, ninguno de nosotros tieneprote"nas id3nticas, por lo que cada uno de nosotros tiene un $nico proteoma.

#.1. /mino!cidos.Los aminocidos son compuestos orgnicos que se caracterian por presentar un grupo

amino *>7 y un grupo cido +//>.Oesponden a la siguiente fmula general%

/ :+/> (grupo cido o car'oxilo)G

(grupo amino) >7* +() >G

O#l + central se llama car'ono y es el que lleva el grupo *>7. 2odos los aminocidos que

existen son . O es una cadena orgnica varia'le. Los diferentes aminocidos se diferencian endicha cadena O. Se conocen ms de veinte distintos.

e todos los aminocidos existentes en la naturalea solo 79 se consideran esenciales para lavida y son los que siempre se encuentran formando parte de las proteinas.

Clasi*icacin de los amino!cidos. Los aminocidos se clasifican en tres grupos en funcindel radical O que se une al car'ono .

a. !minocidos ali'ticos% #l radical O es una cadena a'ierta y lineal derivada de la unin de

grupos :+>7 +>A, puede tener adems grupos +//> y *>7. Se su'dividen en tres grupos%*eutros. Son aminocidos con igual n$mero de grupos amino y cido. Su carga neta es 9.cidos. Son aminocidos con ms grupos car'oxilo que amino. 2ienen carga netanegativa.sicos. Son aminocidos con ms grupos amino que cido. Su carga neta es positiva.

b. !minocidos aromticos. #l radical O es una cadena cerrada generalmente relacionadacon el ciclo del 'enceno%

c. !minocidos heteroc"clicos.#l radical es una cadena cerrada generalmente compleja ycon algunos tomos distintos del car'ono%

+ropiedades de los amino!cidos. Son compuestos slidos, cristalinos, de elevado punto de

fusin, solu'les en agua, con actividad ptica y con un comportamiento qu"mico anftero.a. !ctividad ptica% 2odos los aminocidos excepto la glicocola poseen un + asim3trico, el+ , este + est enlaado a @ radicales distintos% un grupo *>7, un grupo +//>, un radical O y

7


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un >. e'ido a esta caracter"stica los aminocidos presentan actividad ptica es decir son capacesde desviar el plano de la lu polariada que atraviesa una disolucin de aminocidos.

Si un aa desv"a el plano de la lu polariada hacia la derecha se denomina dextrgiro o ? y silo hace hacia la iquierda se llama levgiro o .

+on independencia de la actividad ptica, cuando hay + asim3tricos existen dosconfiguraciones posi'les. #n este caso dependen de como est3 localiado el grupo *>7. Si dicho

grupo est hacia la derecha del + , la configuracin es , si dicho *>7 est hacia la iquierda laconfiguracin es L.

+//> G

>7* W +> GO

1 aminocido(ms frecuente)

+//>G

> + *>7GO

: aminocido

La disposicin L o es independiente de la actividad ptica. !or ello un Laa podr serlevgiro o dextrgiro y lo mismo ocurre con la configuracin . #n la naturalea la forma L es lams a'undante.

b. Comportamiento an'tero% Los aa en disolucin acuosa poseen un comportamientoanftero, es decir pueden ioniarse do'lemente (forma dipolar), o dicho de otro modo puedencomportarse como cidos (dador de protones) o como 'sicos (aceptor de protones). +omoconsecuencia las prote"nas ser"an compuestos amortiguadores del p>.

#l grupo amino es 'sico% *>7? >7/ *>A?? />

#l grupo car'oxilo es cido% +//> ? >7/ +//? >A/?

>ay un p> determinado, elpunto isoelctrico, que var"a con cada aminocido, en el queam'os grupos estn ioniados, contrarrestndose las cargas. #n este caso, el aminocido est enforma de


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Si el polip3ptido est formado por ms de 599 aa o si su peso molecular es mayor de H999se considera ya una proteina.

'l enlace peptdico.#s un enlace de tipo covalente que se esta'lece entre el grupo amino deun aa y el grupo car'oxilo de otro aa dando lugar al desprendimiento de una mol3cula de agua.

+aracter"sticas del enlace pept"dico%

La disposicin en el espacio de un enlace pept"dico es tal que los tomos del grupocar'oxilo y del grupo amino se situan en el mismo plano con unos angulos y unas distancias fijas. Los tomos que forman el enlace (+*) se situan en un mismo plano y el enlace entre ellos

tiene carcter parcial de do'le enlace, por tanto es r"gido, es decir, no permite la rotacin entredichos tomos, por el contrario la capacidad de rotacin del car'ono situado a cada lado delenlace pept"dico goa de una amplia li'ertad.

#.3. 'structura de las protenas.Los estudios llevados a ca'o fundamentalmente por anlisis por difraccin de rayos ] y

otros m3todos f"sicos complementarios han permitido conocer como se agrupan y como se disponenen el espacio las cadenas de polip3ptidos para formar las proteinas, es decir, han permitido descu'rirsu estructura tridimensional esto es su conformacin.

e la estructura de las proteinas va a depender su actividad 'iolgica. #sta estructura tiene

un carcter jerarquiado, es decir, implica unos niveles o grados de creciente complejidad que danlugar a los siguientes tipos de estructuras% estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria.

a. 'structura primaria.0nforma de la secuencia de aa, por tanto, nos dice qu3 aacomponen la prote"na y en qu3 orden se encuentran. La estructura primaria define la especificidad

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de una prote"na y, seg$n veremos luego, dicha estructura est determinada por el llamado cdigogen3tico.

Lgicamente en un extremo de la cadena queda un grupo amino li're, se llama *terminal, ypor acuerdo se toma como inicio de la cadena, y en el otro extremo queda un grupo cido tam'i3nli're que se toma como final de la cadena y se llama +terminal. !or ejemplo%

>7*W Serina W Plicina W +iste"na W lanina W Plicina ... 6enilalanina +//>

e)tremo N terminal e)tremo C terminal#n las cadenas pept"dicas que forman la estructura primaria los radicales de los aa sesit$an alternativamente arri'a y a'ajo de la l"nea que'rada formada por +> +/ *>

Esquema de la estructura primaria de una protena, en los recuadros aparecen los enlaces peptdicos

b. 'structura secundaria.#s la disposicin que adopta en el espacio la estructura primaria.#sta estructura es de'ida a la capacidad de giro del car'ono y tam'i3n a que se esta'lecenatracciones (enlaces de tipo d3'il) entre los aa de la cadena polipept"dica.

entro de la estructura secundaria se distinguen tres modelos% la configuracin ohelicoidal, la h3lice de colgeno y la o de lmina plegada.

(lice. #n 3ste, la cadena polipept"dica se dispone como un tira'un de tal manera quelos grupos +/ y *> quedan enfrentados, esta'leci3ndose entre ellos un enlace de puentes de>idrgeno que confiere esta'ilidad a este tipo de estructura.

#sto es de'ido a que en este movimiento los tomos de / han quedado orientados en unamisma direccin mientras que los tomos de > del grupo amino quedan todos orientados en

direccin contraria. +ada vuelta de h3lice presenta A,< aminocidos.Hlice de col%geno #l colgeno posee una disposicin h3lice algo ms alargada que la

h3lice de'ido a la a'undancia de prolina e hidroxiprolina aminocidos que no forman puentes dehidrgeno lo que impide la formacin de la h3lice y origina una h3lice ms extendida. !resentatres aa por vuelta. Su esta'ilidad se de'e a la unin de tres h3lices mediante enlaces covalentes y de

puente de hidrgeno, que forman una superh3lice o mol3cula completa de colgeno. Coniguracin #n la configuracin la cadena polipept"dica se dispone plegada en ig

ag actuando como puntos de plegamiento los + que por ello quedan situados en las aristas ov3rtices de los ngulos de plegamiento. #n esta configuracin los enlaces pept"dicos quedan en los

planos de los ngulos diedros que se forman.

7;


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4arias cadenas plegadas pueden situarse paralelamente esta'leci3ndose enlaces de puentesde >idrgeno entre los grupos +/ y *>, lo que proporciona esta'ilidad a la estructura. #jemplos%la fi'roina de la seda y la queratina.

c. 'structura terciaria.La estructura terciaria permite a la prote"na realiar su actividad'iolgica.

La estructura terciaria informa so're la disposicin de la estructura secundaria en el espacioy por tanto, nos indica su conformacin, es decir, su estructura tridimensional.

Las prote"nas adoptan dos conformaciones caracter"sticas% la glo'ular y la filamentosa. Conormacin gloular #n 3sta, la estructura secundaria se pliega adoptando formas que

en ocasiones parecen esf3ricas. Las prote"nas con esta conformacin son solu'les en agua y endisoluciones salinas, adems se difunden con facilidad por estos medios, lo que les permite realiarfunciones de transporte, enimticas, etc...

Peneralmente, en los tramos rectos la cadena polipept"dica posee una estructura secundariade tipo h3lice o lmina y en los codos no presentan una estructura precisa. Se ha o'servadoque existen com'inaciones de h3lice y conformacin que se repiten en prote"nas distintas y que

se llaman dominios estructurales.Las conformaciones glo'ulares se mantienen esta'les de'ido a la existencia de enlaces entrelos radicales O de los distintos aa.

parecen dos tipos de enlaces% uno fuerte de tipo covalente, el puente disul*uro, y otroconstituido por enlaces d3'iles% puentes de idrgeno8 *uerzas de


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- Conormacin ilamentosa #s una forma lineal en la que la estructura secundaria es detipo h3lice y slo se retuerce ligeramente. Las prote"nas con esta conformacin son insolu'les enagua y disoluciones salinas. Su funcin es so're todo estructural.

d. 'structura cuaternaria. #s la estructura que nos indicala unin mediante enlaces de tipo d3'il, de varias cadenas

polipept"dicas id3nticas o no, originando un complejo proteico.+uando esto ocurre, las cadenas polipept"dicas trs adquirir laestructura terciaria se agrupan para formar una $nica mol3cula

proteica. cada cadena polipept"dica se le llamaprotmero. Losenlaces que mantienen la estructura cuaternaria son del mismo tipoque los que mantienen la terciaria.

La estructura cuaternaria est estrechamente vinculada a laspropiedades reguladoras de las proteinas como ejemplo est la

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hemoglo'ina. ^sta est formada por cuatro cadenas polipept"dicas las glo'inas ms cuatro gruposhemo (no prot3icos llamados grupos prost3ticos) y es capa de captar cuatro /7. /tro ejemplo es lainsulina formada por dos cadenas polipept"dicas.

#.4. +ropiedades de las protenas. Las propiedades de las prote"nas dependen so're todo delos radicales O li'res y de que 3stos so'resalgan de la mol3cula y por tanto tengan la posi'ilidad de

interrelacionarse con su entorno.l conjunto de aa de una mol3cula cuyos radicales poseen la capacidad de unirse a otrasmol3culas y de reaccionar con 3stas se le denomina centro activode la prote"na.

Las propiedades son%>. Solubilidad. Las prote"nas son solu'les pero dado su enorme tama&o forman dispersiones

coloidales. La solu'ilidad de estas mol3culas se de'e a los radicales O que al ioniarse esta'lecenpuentes de hidrgeno con las mol3culas de agua. e este modo la prote"na queda recu'ierta de unacapa de mol3culas de agua que impide que se pueda unir a otras prote"nas lo que provocaria su

precipitacin.?. :esnaturali)acin. +uando a una prote"na se la somete a variaciones de p>, a

alteraciones en la concentracin o a variaciones de temperatura, los enlaces que mantienen las

estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria se rompen conservndose slo los enlaces quemantienen la estructura primaria adquiriendo entonces la mol3cula una configuracin lineal. #ste

proceso se conoce con el nom're de desnaturaliacin y supone una p3rdida de las actividades de laprote"na al alterarse su centro activo. #n el caso de las prote"nas glo'ulares, al perder suconformacin disminuye su solu'ilidad y precipitan. +uando la desnaturaliacin es t3mica,coagulan.

#l proceso de desnaturliacin es altamente cooperativo, es decir, que la rotura de un enlacefavorece la del siguiente y as" sucesivamente.

#n ocasiones, una prote"na desnaturaliada puede volver a adquirir las estructuras perdidas.#sn este caso la desnaturaliacin es reversi'le y el proceso se llama renaturali)acin% la prote"navuelve a tener sus propiedades iniciales lo que indica que es la estructura primaria la que en $ltimoextremo determina la actividad 'iolgica ya que de ella depende la conformacin nativa.

#n otros casos la desnaturaliacin es irreversi'le.. Especi'icidad. Las prote"nas (a diferencia de l"pidos y gl$cidos) son espec"ficas para cada

especie. #sto quiere decir que una misma prote"na (ej. hemoglo'ina) es distinta en las distintasespecies. 0ncluso dentro de una misma especie hay diferencias entre los diferentes individuos. 2alesdiferencias se 'asan en la distinta situacin o cam'io de uno a varios aa que componen estasmol3culas.

+uanto ms prximos (filogen3ticamente ha'lando) estn dos especies, ms similares sernlas secuencias de sus prote"nas homlogas. #sto permite hacer estudios so're relaciones entredistintas especies.

#sta especificidad es la causa de la reaccin ant"geno anticuerpo y por lo tanto de larespuesta inmunitaria. (transfusiones de sangre,transplantes, etc...)@. Capacidad amortiguadora. Las prote"nas al estar constituidas por aa tienen un

comportamiento anftero. 2ienden a neutraliar las variaciones de p> del medio ya que puedencomportarse como un cido o como una 'ase.

#. unciones de las protenasLas proteinas realian en los seres vivos las siguientes funciones%>. 7unciones estructurales. Las proteinas son principios inmediatos esencialmente plsticos,

es decir se incorporan a los seres vivos edificando la propia materia de estos. nivel celular forman mem'ranas, cilios, flagelos etc.

nivel tisular forman fi'ras del tejido conjuntivo, fi'ras colgenas y formacionesepid3rmicas como pelo, u&as, caparaones etc. (+olgeno, queratina, elastina)

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?. 7unciones transportadoras. #s el caso de la hemoglo'ina que transporta el ox"geno atrav3s del torrente circulatorio o de la hemocianina que realia el mismo papel en inverte'rados o lamioglo'ina en los musculos. Seroal'umina, lipoprote"nas.

. 7unciones biocatali)adoras. #s el caso de los enimas que estan constituidos 'sicamentepor proteinas.La enima ru'isco, encargada de fijar el +/7en la fotos"ntesis, es la prote"na msa'undante en a naturalea. 2am'i3n se incluyen en este grupo las hormonas entre las que estn la

insulina, la tiroxina, la hormona del crecimiento etc.@. 7unciones homeostticas. Los prtidos de'ido a su carcter anftero desempe&an unafuncin amortiguadora frente a las variaciones de p> del medio interno. /tras impiden la perdida del"quidos internos.

A. 7unciones inmunolgicas. #s el caso de las glo'ulinas o inmunoglo'ulinas que formananticuerpos y que se forman en presencia de una sustancia externa llamada ant"geno al que se unen

precipitandolo y aglutinndolo.B. 7unciones contrctiles. La actina y la miosina que forman las fi'ras musculares.5. 7unciones de reserva. unque la funcin proteica ms importante es la estructural,

algunas proteinas tienen funcin de reserva, como la ovoal'umina del huevo o la caseina de laleche.

#.". Clasi*icacin de las protenas. +omprenden dos grupos principales% holoprote"nas yheteroprote"nas.

a. /oloprote"nas. Son aquelllas formadas exclusivamente por cadenas de p3ptidos, es decir,que al desintegrarse no li'eran ms que aa. 2eniendo en cuenta su conformacin se puedendistinguir dos clases de holoprote"nas% glo'ulares y fi'rilares.

4loulares. Su estructura terciaria adopta una disposicin esf3rica. #ntre ellas estn%5. Las protaminas. Son prote"nas 'sicas, que se unen a los cidos nucleicos para formar

junto con las histonas, nucleoprote"nas. parecen en espermatooides.7. Las histonas. Son tam'i3n 'sicas. Se unen con * para formar los cromosomas.A. Las al'$minas. !ertenecen a este grupo la ovoal'$mina de la clara de huevo, la

lactoal'$mina de la leche, la seroal'$mina del suero sangu"neo, con funcin de transporte de cidosgrasos, y la glo'ina que forma parte de la hemoglo'ina.

@. Las glo'ulinas. !ertenecen a este grupo la ovoglo'ulina del huevo, la lactoglo'ulina de laleche y las seroglo'ulinas del suero sangu"neo. entro de las seroglo'ulinas se conocen tres, las, y glo'ulinas. e 3stas, la tercera es de gran inter3s por formar parte de anticuerpos defensoresdel organismo frente a las infecciones.

H. !rolaminas y gluteninas% son prote"nas de reserva. Son insolu'les en agua. Se encuentranen las semillas de cereales.

"irilares. #ntre 3stas estn%

5. +olgeno. parece en los tejidos conjuntivos, cartilaginoso y seo, y por coccin setransforma en gelatina. !roporciona resistencia.7. Uueratina. parece en formaciones epid3rmicas de verte'rados como son u&as, peu&as,

pelo, astas, etc... #s crnea. Su funcin es protectora.A. #lastina. Son prote"nas elsticas. parecen en tendones y vasos sangu"neos. Se diferencia

del colgeno en que no produce gelatina.@. 6i'ro"na. !rote"na de la seda. 2iene gran resistencia mecnica.H. ctina y 1iosina. !rote"nas contrctiles del m$sculo. Son prote"nas fi'rosas formadas por

su'unidades glo'ulares.


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>eteroproteina : cadenas de p3ptidos ? grupo prost3tico.Se clasifican seg$n el grupo prost3tico en%

2 4lucoprote5nas. #l grupo prost3tico es un gl$cido (glucosa, galactosa, etc...).#j% algunas hormonas (6S> : hormona estimulante del fol"culo, las 2S1 : hormona

estimulante del tiroides, la L> : Luteiniante) y enimas (ri'onucleasa), las inmunoglo'ulinas,

formadas por glo'ulinas unidas a mol3culas de gl$cidos, las mucoprote"nas con caracter"sticaslu'ricantes y las prote"nas de la mem'rana celular.

3 /ipoprote5nas #l grupo prost3tico lo constituyen los cidos grasos. 6orman parte dealgunas mem'ranas celulares (mitocondrias, ret"culo endoplasmtico, mem'rana citoplasmtica...),transportan l"pidos en los medios l"quidos del organismo. Se dividen en lipoprote"nas de 'ajadensidad y lipoprote"nas de alta densidad.

6 "osoprote5nas #l grupo prost3tico es el cido ortofosfrico, >A!/@. #j. +ase"na de laleche (reserva), 4itelina en la yema del huevo.

7 Cromoprote5nas #l grupo prost3tico es una sustancia coloreada por lo que se les llamapigmentos. os clases seg$n el grupo prost3tico sea una porfirina o no.

+romoprote"nas porfir"nicas. #l grupo prost3tico es un anillo tetrapirrlico opor'irinaencuyo centro aparece un catin metlico (metalporfirina). Seg$n el catin metlico tenemos%

Prupo hemo. Lleva un in ferroso 6e7?. parece en cromoprote"nas como lahemoglo'ina y la mioglo'ina.Prupo hemino. Lleva un catin f3rrico 6eA?. 6orma parte de las cromoprote"nascitocromos y citocromooxidasas y desempe&an un papel en el transporte de edurante la $ltima fase de la respiracin celular.

6eA?6e7?

se reduce +romoprote"nas no porfir"nicas. #l grupo prost3tico no es una metalporfirina. Son%>emocianina. Su grupo prost3tico contiene +u. #s un pigmento aul de la sangre deinverte'rados y transporta el /7.Oodopsina. !igmento de la retina. Su grupo prost3tico es un derivado de la vitamina.

8 9ucleoprote5nas. #l grupo prost3tico son los cidos nucleicos. #l grupo proteico estformado porprotaminas(en los espermatooides) o por histonas(en las dems c3lulas). !rotaminase histonas son 'sicas, por lo que se unen 'ien a los cidos nucleicos.

>. %os biocatalizadores7 'nzimas 0 vitaminas.2odas las reacciones qu"micas que se producen en un ser vivo de'en estar cataliadas, ya que,de otro modo se producir"an de forma extremadamente lenta. #n los seres vivos, las mol3culas quedesempe&an la funcin de 'iocataliador son las enimas, las hormonas y las vitaminas.

>.1. %as enzimas.#n todos los organismos es preciso sintetiar macromol3culas a partir de mol3culas sencillas

y para esta'lecer los enlaces entre estas se necesita energ"a. #sta energ"a se consigue rompiendo losenlaces qu"micos internos de otras macromol3culas, sustancias de reserva o alimentos. 2odo ellocomporta una serie de reacciones coordinadas cuyo conjunto se denomina 1eta'olismo. ado quelas sustancias que intervienen en estas reacciones, son generalmente muy esta'les, se requerir"a una

gran cantidad de energ"a para que reaccionaran entre si, ya que si no la velocidad de la reaccinser"a nula o demasiado lenta. !ara acelerar la velocidad de la reaccin en un la'oratorio 'astar"a con

A@


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aumentar la temperatura o 'ien con a&adir un 'iocataliador, es decir, una sustancia que aumente lavelocidad de la reaccin. #n los seres vivos un aumento de la temperatura puede provocar lamuerte, por lo que se opta por la otra posi'ilidad, es decir, el concurso de cataliadores 'iolgicos o

'iocataliadores. Las mol3culas que desempe&an esta funcin son las enimas.Las #nimas son, con excepcin de las ri'oimas, prote"nas glo'ulares especialiadas en la

catlisis de las reacciones meta'licas. Son solu'les en agua y se difunden 'ien en los l"quidos

orgnicos. !ueden actuar a nivel intracelular o a nivel extracelular.Las enimas cumplen las dos caracter"sticas comunes a todos los cataliadores% Las enimas no se alteran durante la reaccin, no se gastan, a esto se le llama ccin de

!resencia *o desplaan la constante de equili'rio para que se o'tenga ms producto sino que

simplemente favorecen que la misma cantidad de producto se o'tenga en menos tiempo.Las enimas son espec"ficas y tienen un elevado poder catal"tico, mayor que el de los

cataliadores fa'ricados por el hom're.La ri'oima es un O* descu'ierto en 5;N5 que sin ninguna prote"na es capa de realiar

cortes y empalmes de O*. 1s tarde se ha descu'ierto otro O* capa de cataliar la s"ntesis deotro O* y por lo tanto con accin enimtica.

>.2. 'structura de las enzimas.+asi todas las enimas conocidas son prote"nas de gran difusi'ilidad en los medios l"quidos

del organismo. Salvo excepciones son solu'les en agua.tendiendo a su composicin se pueden distinguir dos tipos de enimas.

!. En)imas (ue son holoprote"nas. Su mol3cula est constituida $nicamente por secuenciasde aa. Se trata pues de prote"nas puras o simples. Son poco frecuentes pudi3ndose citar comoejemplo la ri'onucleasa (degradacin de los cidos nucleicos) y la lisoima.

+. En)imas (ue son heteroprote"nas. #s la estructura a la que corresponden la mayor"a de lasenimas. #n este caso estn formadas por dos componentes% -no de naturalea proteica,laapoen)imay otro no proteico, el co'actor. >oloenima : poenima ? +ofactor

2anto la apoenima como el cofactor son inactivos por s" mismos, es necesario que estnunidos por enlaces covalentes para que la enima (holoenima) sea activa.

%a apoenzima.La apoenima sirve de soporte a la coenima.

#s de naturalea proteica, formada slo por aa y es deestructura glo'ular (!rote"na glo'ular). etermina laespecificidad de la reaccin y es termol'il.

e acuerdo con Coshland, en la mol3culaproteica de la apoenima se pueden distinguir cuatro

grupos de aa seg$n su funcin y desempe&o en laactividad enimtica%a. aa no esenciales. Llamados as" porque no

contri'uyen ni directa ni indirectamente en el procesocatal"tico, de tal manera que pueden ser eliminados dela cadena polipept"dica que forman sin que se pierdala actividad enimtica.

b. aa estructurales. 1antienen la estructuraterciaria de la prote"na enimtica, no intervienendirectamente en la catlisis, pero pueden modificaresta actividad de'ido a que si se alteran, pueden

cam'iar la posicin que ocupa el centro activo de lamol3cula.

AH


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c. aa de unin o 'ijacin. Son los que sujetan la apoenima al sustrato, esta'lecen enlacesd3'iles entre la enima y el sustrato.

d. aa catal"ticos. Son los responsa'les directos de la actividad enimtica y forman elllamadositio catal"tico.

Los aa de fijacin y los catal"ticos forman el llamado centro activode la apoenima.#l centro activo ocupa una peque&a parte de la mol3cula de la apoenima. #s una oquedad

tridimensional cuya conformacin depende de la estructura terciaria de la mol3cula proteica de laapoenima.#sto explica que una enima que ha perdido la estructura terciaria como consecuencia de la

desnaturaliacin es inactiva.Los centros activos estn constituidos por un n$mero peque&o de aa.

El Coactor#l cofactor puede ser inorgnico como iones metlicos (6e, +u, _n, 1gT) u orgnico+uando el cofactor orgnico est unido permanentemente al apoenima se llama grupo

prostetico (como en el resto de las heteroprote"nas). +uando el cofactor est li're o unidod3'ilmente al apoenima se llama coen)ima. lgunas enimas requieren am'os tipos de cofactores.

Coen)imas. !ueden actuar fijndose a la apoenima o no fijndose sino actuandoconjuntamente con ella. Suelen alterarse durante la reaccin pero una ve aca'ada se regeneranrpidamente.

*o es de naturalea proteica, aunque s" de naturalea orgnica y de 'ajo peso molecular. #stermoesta'le y no es responsa'le de la especificidad de la reaccin enimtica pero s" del tipo dedicha reaccin. !or esto, el n$mero de coenimas no es muy elevado, ya que pueden ser comunes amuchas enimas, uni3ndose a distintas apoenimas, desempe&ando la misma accin enimtica ysin em'argo, mostrndose espec"ficas para las distintas reacciones enimticas seg$n sea laapoenima a la que se hallan unidas, ya que 3sta $ltima marca la especificidad.

7unciones de la coen)ima. +ola'oran en el acoplamiento del sustrato al centro activo de la apoenima. Sirven como sitio adicional de fijacin del sustrato. !articipan en el mecanismo catal"tico actuando so're el sustrato de forma anloga a los aa

catal"ticos del centro activo del apoenima. La ran esencial de que las coenimas posean podercatal"tico se de'e a que sus mol3culas tienen una gran movilidad electrnica. 1uchos de ellos sontransportadores de tomos o mol3culas.

lgunos ejemplos son% * (*icotin denin inucletido), *! (6osfato de *), 61* (6lavin

1ononucletido), 6 (6lavin denin inucletido).2odas ellas, pertenecen a enimasdeshidrogenadas, y transportan grupos >.

+o 2ransfiere grupos acilo, forma parte de las transferasas. 2! (denosin 2rifosfato) y ! ( adenosin difosfato) transfiere grupos fosfatos yact$an como fuentes de energ"a para las reacciones qu"micas. 6orma parte de las transferasas.

A ptimo en el que la reaccin

enimtica alcana su mxima eficacia, traspasadoslos l"mites, la enima deja de actuar, se desnaturalia.

AN


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#l p> ptimo est condicionado por el tipo de enima y el sustrato de'ido a que el p> influye en elgrado de ioniacin de los radicales que componen el centro activo de la enima y tam'i3n influyeel grado de ioniacin de los radicales del sustrato. *ormalmente no de'e ser ni cido ni 'sico.+omo excepcin las enimas del jugo gstrico (pepsina), act$an a p> muy 'ajos (de 5 a A).

C. Concentracin de S. Las reacciones enimticas se desarrollan a una velocidad que en

principio es directamente proporcional a lacantidad de sustrato, pero hasta cierto l"mite. Sila cantidad de sustrato sigue aumentando, llegaun momento en que toda la enima est enforma # S. #n este momento, la velocidad sermxima, y si se aumenta la cantidad de S, lavelocidad no aumenta ms. #sto es de'ido a quela enima est saturada por el S. 2odas lasenimas muestran el efecto de saturacin por elsustrato.

#sto llevo a L. 1ichaelis y 1.L. 1enten a formular la ecuacin siguiente% 4 :

[ ]

[ ]SC

Sv

M

mx

+

#n la ecuacin de 1ichaelis1enten se pone de manifiesto que la velocidad de reaccindepende de la concentracin de sustrato, de la velocidad mxima (4max.) que se puede alcanarcon una determinada concentracin y de la denominada constante de 1ichaelis 1enten Cm quedepende de la afinidad que hay entre el sustrato y la enima. La constante Cm es igual a laconcentracin del sustrato para la cual la velocidad de reaccin corresponde a la mitad de lavelocidad mxima.

Si C1es alta% la afinidad #S es 'aja (se tarda mucho en alcanar la saturacin). Si C1es'aja% la afinidad #S es alta (se alcana enseguida la vmx).

. /ctivadores. #s el caso de algunas sustancias, especialmente iones que favorecen launin de la # con el S. Son cationes metlicos como el +u7?, _n7?, 1g7?, 6e7?que activan lareaccin. Oeci'en el nom're de cofactores inorgnicos.

'. n(ibidores. Son sustancias capaces de inhi'ir en mayor o menor grado la actividadenimtica. isminuyen o anulan la actividad de la enima sin destruirla. Se representan como 0. Lainhi'icin puede ser%

- 2rreversible. #l 0 se une permanentemente al centro activo de la enima, alterando suestructura.

- 9eversible. #n este caso el 0 se une al centro activo impidiendo su funcionamiento normal,

pero sin inutiliarlo. !uede ser de dos formas% +ompetitiva. #l 0 es tan similar al S que se une a la # al centro activo e impide la cesindel S. 0 y S compiten por el centro activo de la enima. #n esta inhi'icin si la cantidad de inhi'idores fija y peque&a y se aumenta la concentracin de sustrato gradualmente, el efecto del inhi'idor sereduce. #sto se de'e a que am'os se unen al centro activo, si se une el sustrato el inhi'idor no puedeunirse y la cantidad de mol3cula inhi'idas disminuye poco a poco. La actividad enimtica mximase asemeja a cuando no hay inhi'idor.

-n ejemplo es la inhi'icin en el ciclo de Cre's e la succinato deshidrogenasa por elmalonato.

*o competitiva. #l 0 se une a la # en un sitio diferente al centro activo y cam'ia laconformacin de la #. #l S es capa en algunos casos de unirse pero el sitio activo no catalia la

reaccin o lo hace muy despacio. !ara una cantidad fija y 'aja de inhi'idor si se aumenta laconcentracin de sustrato aumenta la actividad enimtica. !ero como sustrato e inhi'idor no seunen en el mismo sitio la presencia de sustrato no previene la unin del inhi'idor incluso si la

A;


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cantidad de sustrato es muy elevada. Siempre algunas mol3culas permanecen inhi'idas y laactividad enimtica es ms 'aja que cuando no hay inhi'idor.

Los opiaceos son inhi'idores no competitivos que inhi'en a una enima la nitrato oxidosintetasa necesaria en reacciones de la psicolog"a humana.

>.. 'nzimas alost,ricas.6orma de inhi'icin no competitiva.Las enimas alost3ricas pueden estar formadas por una o varias su'unidades (protmeros).

+ada protmero posee dos centros% un centro regulador o alost3rico y un centro catal"tico o activo.#ste tipo de enimas se caracteria porque su actividad catal"tica est modulada por la unin

no covalente y espec"fica de un meta'olito activo el e*ector o modulador8al centro regulador ocentro alost,ricolo cual modifica la conformacin del protmero.

e esta forma la enima alost3rica puede pasar de un estado inhi'ido 2 a un estado activadoO. La variacin en la conformacin de un protmero se transmite a los otros, fenmeno que seconoce como transmisin alostrica. m'os estados son reversi'les y todos los protmeros tienen

el mismo, es decir, no puede ha'er unas en forma 2 y otras O.Los efectores o moduladores pueden ser positivos (activadores) o negativos (inhibidores).

@9


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#l paso de 2 a O se logra con moduladores o efectores positivos. +on un solo efector msque se una al centro regulador de un protmero en forma 2, todos los protmeros pasan a forma O yla enima se vuelve activa, pudi3ndose unir al sustrato.

Si lo que se une al centro regulador de un protmero en forma O (activo) es un moduladornegativo (inhi'idor), se pasa a 2.

Lgicamente, un inhi'idor unido a la forma 2 la esta'ilia y lo mismo ocurre si un activador

se une a la forma O.

lgunos enimas alost3ricos se hallan normalmente en estado inhi'ido y requieren unactivador para pasar al estado catal"tico, otros estn normalmente activados y es la unin del

producto de la reaccin al centro regulador lo que inhi'e a estas enimas.-n ejemplo de negativos se ve en los sistemas multienimticos o v"as meta'licas. #n este

tipo de sistemas, el producto final de la cadena es capa de inhi'ir la accin de la primera enima(alost3rico), y de este modo, paraliar toda la cadena.

A B C D

1 2 3

Inhibe

#ste tipo de inhi'icin se llama inhi'icin porproducto 'inal8 'eed - bacD o retroinhibicin y

es muy frecuente en las v"as meta'licas orgnicas.

>.". Cmo se nombran las enzimas.Las enimas se nom'ran a&adiendo la terminacin asa al nom're del sustrato so're el cual

act$a% ureasa act$a so're la urea.Sin em'argo, esta nomenclatura no es prctica. ctualmente se usa un nuevo sistema que

divide a las enimas en seis clases y 3stas, a su ve, en su'clases.+ada enima es designada por un nom're recomendado corto, por un nom're sistemtico

que identifica la reaccin que catalia y por un n$mero de clasificacin, 3ste es de cuatro cifras% laprimera indica la clase, la segunda la su'clase, la tercera la su'su'clase y la cuarta es la espec"ficade la enima.

#j. nom're recomendado% ureatin quinasa.nom're sistemtico% 2!% ureatin fosfotransferasa 7 8 A 7.

>.#. Clasi*icacin de las enzimas.

Seg$n el tipo de reaccin que catalian hay < grupos%

>. 0xidorreductasas. +atalian reacciones en las cuales se produce una oxidacin o una

@5


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reduccin del sustrato (es decir aquellas en que hay transferencia de electrones de unos sustratos aotros). Son propias de la cadena respiratoria. ?. ,rans'erasas. Son enimas capaces de transferir radicales de un sustrato a otro sin que enning$n momento quede li're dicho radical. !or ejemplo las transaminasas que transfieren gruposamino y las (uinasasque transfieren grupos fosfato.

. /idrolasas.Son enimas que act$an rompiendo enlaces mediante la introduccin de unamol3cula de agua. Son casi todas enimas digestivas.

@. 1iasas.Son enimas que regulan reacciones en las cuales se rompen enlaces + +, + * + /, con p3rdida de grupos y con la aparicin generalmente de do'les enlaces.

A. 2somerasas. Son enimas que transforman el sustrato en otra mol3cula ismera. Laglucosa 'os'ato isomerasatransforma la glucosa. /plicaciones de las enzimas en biotecnologa.La pala'ra 'iotecnolog"a designa, en el sentido ms amplio, la utiliacin de los seres vivos

para fines prcticos e industriales. La 'iotecnolog"a actualmente de moda se usa desde la antiguedaden la fa'ricacin de queso, yogur, cervea, vino... pero ahora tiene muchas y cada ve msnovedosas aplicaciones, una de ellas es la ingenier"a gen3tica. Los seres vivos implicados en la

'iotecnolog"a lo consiguen gracias a que poseen las enimas necesarias para cataliar las reaccionesqu"micas, por eso a veces las nuevas tecnolog"as se 'asan no solo en el uso de los organismos vivossino tam'i3n de las enimas aisladas o de c3lulas muertas que actuan como depositos de enimas.4eamos algunas aplicaciones%

Las levaduras realian fermentaciones que llevan a la o'tencin de productos como son elvino, la cervea, el pan.

-na enima, el cuajo, que se puede o'tener del estmago de ternera no destetada, es laencargada de transformar la leche para o'tener queso, yogur o cuajada por ejemplo.

/tra aplicacin de las enimas es el a'landamiento de carnes duras lo que se consigue enA9 min. con la enima tendrao'tenida del fruto tropical de la Carica papaya.

>ay una 'acterias que se presentan como unos mineros muy especiales y son capaces deconcentrar y purificar metales como el oro o el co're.

Las 'acterias que se encargan de digerir petrleo. #stas 'acterias existen en los mares demanera natural y tam'i3n existen otros seres vivos capaces de hacerlo como son levaduras e inclusoalgas. Las reacciones qu"micas implicadas en la digestin del petrleo (oxidaciones,

hidroxilaciones...), son cataliadas por las enimas de estas 'acterias y son muy complejas. -na curiosa aplicacin es la fa'ricacin de 'om'ones con centro l"quido que contienengeneralmene una cerea. La cerea se recu're con una pasta semislida de almidn con la enima(mecla de amilasa y maltasa) y encima se pone el chocolate, la enima hidrolia el almidn aglucosa que se disuelve produciendo un centro l"quido sirope de glucosa.

La fa'ricacin de leche sin lactosa. La lactosa es el a$car de la leche, el cual se convierteen galactosa y glucos por accin de la enima lactasa.

LactasaLactosa glucosa ? galactosa

La lactasa se o'tiene a partir de una levadura que crece naturalmente en la lecheluveromyces lactis. 1ediante 'iotecnolog"a se cultivan las levaduras, se extrae la lactasa y se

purifica para su uso industrial en empresas de alimentacin. >ay varias raones para esto% lgunas personas son intolerantes a la lactosa y no pueden 'e'er ms de 7H9 ml de lechediarios y solo si es 'aja en lactosa.

@7


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La galactosa y la glucosa son ms dulces que la lactosa y hay que a&adir menos cantidad alos alimentos dulces que contienen leche como los 'atidos o los yogures de frutas.

La lactosa tiende a cristaliar durante la produccin de helados dndoles una textura granuda. La glucosa y la galactosa son ms solu'les y por tanto permanecen disueltos dando una texturams lisa.

Las 'acterias fermentan la glucosa y la galactosa ms rpidamente que la lactosa lo que

hace que la produccin de yogur y de requesn sea ms rpidaLa lactasa es usada de dos formas durante el proceso%5. Se puede a&adir a la leche, de manera que el producto final contiene la enima.7. Se puede inmoviliar so're una superficie o en los agujeros de un material poroso.

espu3s se hace pasar la leche ms all de la lactasa inmoviliada. #llo evita la contaminacin elproducto con lactasa.

>.A 'nzimas inmovilizadasLas enimas son ampliamente utiliadas en industria para cataliar reacciones espec"ficas.

Las enimas son generalmente inmoviliadas mediante su unin a otro material o en agregados pararestringir su movimiento. La inmoviliacin de las enimas tiene 'eneficios%

La catlisis puede controlarse agregando o quitando enimas puntualmente de la meclade reaccin.Las concentraciones de la enima pueden ser mayores.Las enimas se pueden reutiliar, ahorrando dinero.Las enimas son resistentes a la desnaturaliacin en mayores rangos de p> ytemperatura.Los productos no quedan contaminados con enimas.

>ay muchos m3todos de inmoviliacin de enimas%-nidas a superficies como el vidrio (adsorcin)trapadas en una mem'rana o en un gel (p. ej., alginato)6ormando agregados de enimas en part"culas de hasta 9,5 mm de dimetro.

>.1. %as vitaminas.Son gl$cidos o l"pidos sencillos que act$an como coenimas y que en general los animales

no pueden sintetiar o lo hacen en cantidad insuficiente por lo que precisan ingerirlas en la dieta.Son imprescimdi'les para el mantenimiento de la vida, pero se precisan en peque&isimascantidades. Son sustancias l'iles que se alteran con facilidadcon los cam'ios de temperatura, la luo los almacenamientos prolongados. !or ejemplo la coccin de los alimentos reduce a la mitad lacantidad de vitaminas.

Las vitaminas son sintetiadas por las plantas y por las 'acterias. #n ocasiones los animaleslas encuentran en los alimentos en forma de provitaminas que precisan ser transformadas para dar

vitaminas ( y ). #n otros casos la vitamina es aportada por la flora 'acteriana (C).Se ha'la de avitaminosissi hay carencia total de una vitaminaF (ipovitaminosissi lacarencia es parcial e ipervitaminos si hay un exceso.

tendiendo a su solu'ilidad se clasifican en% 4itaminas liposolu'les% e naturalea lip"dica y por tanto solu'les en disolventes

orgnicos. , #, y C. 4itaminas hidrosolu'les% Son solu'les en agua. Su exceso no provoca transtornos ya que

son filtradas por el ri&n y eliminadas por la orina.Son las vitaminas del complejo ( 5, 7, A, H,


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@@


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@H


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A. %os !cidos nucleicos.

1. %os !cidos nucleicos. 'structura 0 composicin.

22 Deinicin . componentes de los %cidos nucleicosLos cidos nucleicos son sustancias con caracteres qu"micos de cidos. Su nom're se de'e a

ser los componentes esenciales del n$cleo de las c3lulas eucariotas.Son compuestos qu"micos formados por car'ono (+), hidrgeno (>), nitrgeno (*), ox"geno

(/) y fsforo (!). diferencia de las prote"nas carecen de aufre (S) y el fsforo no es ocasionalsino que se encuentra en una cantidad constante (59= en peso).

Los cidos nucleicos son pol"meros de elevado peso molecular (!1). Sus constituyentes'sicos se llaman nucletidos. +ada nucletido posee A componentes%

#l cido ortofosfrico -na pentosa% Oi'osa ( Oi'ofuranosa) o esoxirri'osa (7desoxiri'ofuranosa) ases nitrogenadas. !ueden ser de dos tipos%

p$ricas% derivadas de la purina. denina () y Puanina (P).pirimid"nicas% derivadas de la pirimidina. 2imina (2), +itosina (+) y -racilo (-).

La unin entre una pentosa y una 'ase nitrogenada da lugar a lo que se denomina unnuclesido. La unin de un nuclesido con un cido ortofosfrico da lugar a un nucletido. #lenlace entre cientos o miles o millones de nucletidos constituye un !cido nucleico.#l nucletidoes pues el monmeroque se repite.

23 9uclesidos . nucletidos- 9uclesido. Los nuclesidos se forman al unirse una pentosa ri'ofuranosa o

desoxirri'ofuranosa con una 'ase nitrogenada, esta'leci3ndose un enlace N5glucosdico entre el +5de la pentosa y el *5de la 'ase nitrogenada si es pirimid"nica o el *;si la 'ase es p$rica.

Los nuclesidos se nom'ran a&adiendo una terminacin% Si la 'ase es p$rica se a&ade osina

!denina 9ibosa-- !denosina. %uanina 9ibosa-- %uanosina

@


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Si la 'ase es pirimid"nica se a&ade idina ,imina 9ibosa-- ,imidina

racilo 9ibosa-- ridina Citosina 9ibosa-- Citidina

Si la pentosa es desoxirri'osa a los ejemplos anteriores se les antepone el prefijo desoxi.

*ucletido% Se forman cuando un nuclesido se une un cido fosfrico a trav3s del grupo/> del +H de la pentosa. Se trata pues de un 3ster fosfrico del nuclesido. Los nucletidos tienenfuerte carcter cido.

Los nucletidos se nom'ran anteponiendo la pala'ra cido al nom're de la 'ase y a&adiendola terminacin ilico.

denosina ? cido fosfrico : cido aden"lico. Puanosina ? B B : cido guan"lico. 2imidina ? B B : cido timid"lico. -ridina ? B B : cido urid"lico. +itidina ? B B : cido citid"lico.

Si la pentosa es desoxirri'osa a los ejemplos anteriores se les a&ade desoxi.!ero con ms frecuencia lo normal es usar las siglas de la frmula desarrollada% Rcido desoxicitid"lico : esoxincitidin H fosfato : desoxicitidin monofosfato : d+1!. Rcido aden"lico : adenosin H fosfato : adenosin monofosfato : 1!.

Los nucletidos, sean ri'onucletidos o desoxirri'onucletidos, aparecen li'res en lasc3lulas en cantidades significativas y cumpliendo importantes funciones. #n este caso no slamenteestn en forma de H monofosfatos, sino tam'i3n como H difosfatos y H trifosfatos, es decir se hanunido 7 o A fosfatos a los nuclesidos. !or ejemplo%

denosina ? 5 fosfato : denosin H fosfato : 1!. denosina ? 7 fosfatos : denosin H difosfato : !. denosina ? A fosfatos : denosin H trifosfato : 2!.0gualmente para los otros nucletidos.

@8


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#l grupo fosfato terminal de los nucletidos as" formados puede separarse selectivamentepor la accin de enimas espec"ficas sin que se rompan los dems enlaces. Las funciones msimportantes de estos nucletidos son%

1. /$+. #l adenosin H trifosfato. #s un transportador de fosfato y pirofosfato en diversasreacciones enimticas importantes implicadas en la transferencia de energ"a qu"mica. espu3s dela desfosforilacin del 2! en tales reacciones el ! formado se refosforila a 2! en larespiracin.

unque el par 2!! es el sistema principal para la transferencia de grupos fosfato, losdems nucletidos, es decir, el P2!, -2! y +2! tam'i3n canalian la energ"a.7. ;tra *uncinde estos nucletidos es actuar a modo de coenimas, como transportadores

de tipos espec"ficos de mol3culas. #jemplos% #l -! transporta glucosas en la 'ios"ntesis de los polisacridos. /tros coenimas importantes son derivados de nucletidos (6, 61*, *, *!)A. /ct6an como precursores de elevado contenido energ3tico de las unidades

mononucletidas en la 'ios"ntesis enimtica del * y O*.

26 "ormacin de los %cidosnucleicos

Los cidos nucleicos sonpolinucletidos, la unin entrenucletidos se realia a trav3s del cidofosfrico que est unido al +H y que seune por el otro lado al /> del +A de la

pentosa del nucletido siguiente. Launin se realia por medio de un enlacede esterificacin (enlace fosfodiester).Lacadena del cido nucleico tiene el aspectode una cadena de esla'ones formadosalternativamente por pentosa y cido

fosfrico, de la que cuelgan las 'ases.ichas 'ases son perpendiculares a lacadena y paralelas entre s".

Seg$n el tipo de pentosa queposeen se distinguen dos tipos de cidosnucleicos%

#l cido desoxirri'onucleico%*.

#l cido ri'onucleico% O*.

@N


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2. 'l /N#l * es el principal constituyente del n$cleo, fuera del mismo solo hay peque&as

cantidades de * en las mitocondrias y en los cloroplastos.#sta formado por desoxirri'onucletidos de denina, Puanina, +itosina y 2imina que se

unen entre si por medio de enlaces fosfodiester entre el +H de uno y el +A del siguiente es decir ensentido HK A. #n el caso del hom're hay H,< 59;pares de 'ases.

#n las c3lulas eucariotas el * nuclear est asociado a prote"nas

1. bioquímica texto

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