apuntes de ampliaciÓn de 1º de bachillerato tema 1 ...€¦ · son azúcares complejos que,...
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APUNTES DE AMPLIACIOacuteN DE
1ordm DE BACHILLERATO
TEMA 1 ndash COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS SERES
VIVOS
IacuteNDICE
1- ORGANIZACIOacuteN DE LOS SERES VIVOS (LIBRO PAG 108)
2- LOS CONSTITUYENTES QUIacuteMICOS DE LOS SERES VIVOS
BIOELEMENTOS (LIBRO PAG 109)
PRESENCIA DE LOS B PRIMARIOS EN LAS BIOMOLEacuteCULAS (APUNTES)
IDONEIDAD DEL AacuteTOMO DE CARBONO (APUNTES)
3- LAS BIOMOLEacuteCULAS
ORIGEN DE LAS BIOMOLEacuteCULAS (APUNTES)
B INORGAacuteNICAS AGUA Y SALES MINERALES (PAG 109 A 111)
OacuteSMOSIS (APUNTES)
4 BIOMOLEacuteCULAS ORGAacuteNICAS (APUNTES)
GLUacuteCIDOS
LIacutePIDOS
PROTEIacuteNAS
AacuteCIDOS NUCLEacuteICOS
COLEGIO SAN BUENAVENTURA DEP DE BIOLOGIacuteA Y PP CAPUCHINOS ndash MURCIA GEOLOGIacuteA
PRESENCIA DE LOS BIOELEMENTOS PRIMARIOS EN LAS BIOMOLEacuteCULAS
AZUacuteCARES LIacutePIDOS PROTEIacuteNAS ANUCLEICOS
C Siempre Siempre Siempre Siempre
H Siempre Siempre Siempre Siempre
O Siempre Siempre Siempre Siempre
N A veces A veces Siempre Siempre
P A veces A veces Casi nunca Siempre
S A veces A veces Siempre Nunca
IDONEIDAD DEL AacuteTOMO DE CARBONO
El carbono ocupa una posicioacuten singular entre los bioelementos gracias a sus extraordinarias posibilidades
de enlace que le permiten dar lugar a una gran variedad de biomoleacuteculas diferentes La configuracioacuten
electroacutenica del aacutetomo de carbono con cuatro electrones en su capa de valencia le permite formar cuatro
enlaces covalentes compartiendo electrones con otros aacutetomos Ademaacutes puede formar enlaces muacuteltiples
(dobles o triples) de modo que un aacutetomo de carbono puede formar cuatro enlaces sencillos dos sencillos
y uno doble dos dobles o uno sencillo y uno triple La estructura electroacutenica del carbono tambieacuten hace
posible la unioacuten de aacutetomos de carbono entre siacute para formar largas cadenas que pueden ser lineales
ramificadas o incluso ciacuteclicas la variedad de formas moleculares a que pueden dar lugar estos esqueletos
carbonados es inmensa
Por otra parte el carbono forma enlaces covalentes muy poco polares y por lo tanto muy
estables con los demaacutes bioelementos principales (oxiacutegeno hidroacutegeno y nitroacutegeno) dando lugar a una gran
variedad de grupos funcionales que determinaraacuten las propiedades quiacutemicas de los diferentes tipos de
biomoleacuteculas Algunos de estos grupos funcionales son
NOMBRE
Y
FOacuteRMULA
COMPUESTOS DE LOS QUE FORMAN PARTE
Hidroxilo
- OH
Alcoholes
Carbonilo
= O
O Carboxilo
||
C- OH
Aacutecidos carboxiacutelicos
Amino -
NH2
Aminas
Ninguacuten otro elemento puede dar lugar a tal diversidad de compuestos quiacutemicos Los que se
encuentran proacuteximos al carbono en el mismo periacuteodo de la tabla perioacutedica (boro nitroacutegeno oxiacutegeno)
tienden a formar enlaces covalentes con aacutetomos diferentes a ellos por lo que no pueden formar cadenas
anaacutelogas a los esqueletos carbonados Los que se encuentran en la tabla perioacutedica en el mismo grupo que
el carbono (silicio germanio estantildeo y plomo no pueden formar enlaces dobles ni triples Aun asiacute nada
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impide en teoriacutea que se formen largas cadenas por ejemplo de aacutetomos de silicio anaacutelogas a las cadenas
carbonadas Sin embargo esto no sucede debido a que los enlaces Si-Si son muy inestables comparados
con los enlaces Si-H y eacutestos a su vez muy inestables comparados con los enlaces Si-O por lo que al ser
el oxiacutegeno un elemento muy abundante en la Tierra los enlaces Si-Si e incluso los Si-H se romperiacutean
espontaacuteneamente en su presencia para dar combinaciones Si-O tan extendidas por otra parte en la
materia mineral Lo dicho hasta aquiacute para el silicio es extensible a los demaacutes elementos de su grupo
ORIGEN DE LAS BIOMOLEacuteCULAS
Los compuestos orgaacutenicos tan abundantes en la materia viva se encuentran en la corteza
terrestre en el agua del mar y en la atmoacutesfera en cantidades muy pequentildeas (incluso las llamadas rocas
organoacutegenas como el carboacuten y el petroacuteleo proceden de la actividad de seres vivos de eacutepocas preteacuteritas)
Cabe preguntarse pues coacutemo adquirieron los primeros organismos vivos sus biomoleacuteculas constituyentes
en un entorno tan pobre en este tipo de sustancias En 1922 el bioquiacutemico ruso Aleksandr I Oparin
formuloacute una hipoacutetesis acerca del origen de la vida sobre la Tierra que incluiacutea una explicacioacuten sobre el
origen de las primeras biomoleacuteculas Seguacuten esta hipoacutetesis la primitiva atmoacutesfera de la Tierra era rica en
gases como el metano el amoniacuteaco y el vapor de agua y estaba praacutecticamente exenta de oxiacutegeno era
pues una atmoacutesfera netamente reductora muy diferente al entorno oxidante que hoy conocemos La
energiacutea liberada por las descargas eleacutectricas de las frecuentes tormentas y por la intensa actividad
volcaacutenica habriacutea propiciado que estos gases atmosfeacutericos reaccionasen entre siacute para formar compuestos
orgaacutenicos sencillos que a continuacioacuten se disolviacutean en los primitivos oceacuteanos Este proceso duroacute millones
de antildeos durante los cuales los oceacuteanos se fueron enriqueciendo paulatinamente en una gran variedad de
compuestos orgaacutenicos el resultado fue una disolucioacuten caliente y concentrada de moleacuteculas orgaacutenicas la
sopa primigenia En esta sopa algunos de estos compuestos simples reaccionaban con otros para dar
lugar a estructuras maacutes complejas y asiacute fueron apareciendo las distintas biomoleacuteculas La tendencia de
algunas biomoleacuteculas concretas a asociarse en estructuras cada vez maacutes complejas culminoacute con el paso
del tiempo con la aparicioacuten de alguna forma primitiva de organizacioacuten celular que seriacutea el antepasado
comuacuten de todos los seres vivos
Los puntos de vista de Oparin fueron considerados durante mucho tiempo como una mera especulacioacuten
hasta que un experimento ya claacutesico realizado por Stanley Miller en 1953 vino a corroborarlos Miller
sometioacute mezclas gaseosas de CH4 NH3 vapor de agua y H2 (los gases de la atmoacutesfera primitiva) a
descargas eleacutectricas producidas entre un par de electrodos durante periacuteodos de una semana o
superiores todo ello en un dispositivo como el que se muestra en la figura
Las descargas eleacutectricas teniacutean la finalidad de simular las frecuentes tormentas de la atmoacutesfera
primitiva A continuacioacuten analizoacute el contenido del recipiente de reaccioacuten encontrando que en la fase
gaseosa ademaacutes de los gases que habiacutea introducido inicialmente se habiacutean formado CO y CO2 mientras
que en la fase acuosa obtenida por enfriamiento habiacutea aparecido una gran variedad de compuestos
orgaacutenicos entre los que se contaban algunos aminoaacutecidos aldehiacutedos y aacutecidos orgaacutenicos Miller llegoacute
incluso a deducir la secuencia de reacciones que habiacutea tenido lugar en el recipiente
Experimentos posteriores al de Miller realizados con dispositivos maacutes avanzados han
corroborado que la siacutentesis abioacutetica de biomoleacuteculas es posible en condiciones muy diversas No soacutelo las
descargas eleacutectricas sino tambieacuten otras fuentes de energiacutea que pudieron estar presentes en la Tierra
primitiva como los rayos X la radiacioacuten UV la luz visible la radiacioacuten gamma el calor o los ultrasonidos
pueden inducir el proceso Ademaacutes se demostroacute que no es imprescindible partir de gases tan reducidos
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como el metano y el amoniacuteaco mezclas convenientemente irradiadas de CO CO2 N2 y O2 tambieacuten dan
lugar a gran variedad de compuestos orgaacutenicos
En resumen los experimentos sobre la formacioacuten espontaacutenea de biomoleacuteculas en condiciones
similares a las de la Tierra primitiva indican que muchos de los componentes quiacutemicos de las ceacutelulas vivas
pudieron haberse formado en esas condiciones
OacuteSMOSIS
Cuando dos disoluciones acuosas de diferente concentracioacuten como las representadas en la figura se
encuentran separadas por una membrana semipermeable es decir por una membrana que permite el
paso de moleacuteculas de agua pero no de moleacuteculas de soluto la tendencia del disolvente a diluir al soluto se
manifiesta mediante un flujo diferencial de agua a traveacutes de la membrana pasa maacutes agua desde la
disolucioacuten maacutes diluida a la maacutes concentrada que en sentido inverso Este fenoacutemeno se conoce con el
nombre de oacutesmosis El flujo diferencial al que hacemos referencia provoca un aumento del nivel del
liacutequido en el compartimento de la disolucioacuten maacutes concentrada Cuando el liacutequido alcanza una determinada
altura (h) la presioacuten hidrostaacutetica generada por este volumen adicional de liacutequido contrarresta el
mencionado flujo diferencial alcanzaacutendose el equilibrio cuando dicho flujo es de igual magnitud en ambos
sentidos Esta presioacuten hidrostaacutetica necesaria para alcanzar el equilibrio se conoce con el nombre de
presioacuten osmoacutetica
El intereacutes bioloacutegico de esta propiedad de las disoluciones que llamamos oacutesmosis reside en que las
membranas celulares son membranas semipermeables permiten el libre paso de moleacuteculas de agua pero
ejercen una permeabilidad selectiva sobre la mayoriacutea de las biomoleacuteculas disueltas en ella Como
consecuencia las ceacutelulas estaacuten sometidas a fenoacutemenos osmoacuteticos que dependeraacuten de la concentracioacuten de
solutos en el medio en que se encuentran Si la concentracioacuten de solutos en el medio es mayor que en el
interior de la ceacutelula (medio hipertoacutenico) eacutesta perderaacute agua por oacutesmosis sufriendo una retraccioacuten
denominada plasmoacutelisis que en grado extremo acarrearaacute la muerte celular Si la concentracioacuten de solutos
en el medio es igual a la del interior de la ceacutelula (medio isotoacutenico) eacutesta estaraacute en equilibrio osmoacutetico con
su entorno y no sufriraacute cambios Por uacuteltimo si la concentracioacuten de solutos en el medio es inferior a la del
interior celular (medio hipotoacutenico) la consiguiente entrada de agua en la ceacutelula produciraacute un aumento de
la presioacuten osmoacutetica en su interior En un primer momento este aumento se traduciraacute en una mayor
turgencia de la ceacutelula maacutes tarde cuando la presioacuten osmoacutetica en el interior vence la resistencia mecaacutenica
de la membrana (que es muy limitada) sobrevendraacute la lisis (rotura de la membrana con peacuterdida del
contenido celular) y con ella la muerte de la ceacutelula
Las ceacutelulas deben protegerse de alguna manera frente a los fenoacutemenos osmoacuteticos desfavorables a
los que esteacuten expuestas Dos son las estrategias evolutivas que han adoptado para conseguirlo La primera
de ellas consiste en habitar exclusivamente en entornos isotoacutenicos con respecto al interior celular tal y
como hacen algunos organismos unicelulares y tambieacuten las ceacutelulas de los animales superiores que se han
dotado de un medio interno isotoacutenico La segunda tiacutepica de las bacterias y de las ceacutelulas vegetales
consiste en dotarse de una pared celular resistente que les permite soportar las elevadas presiones
osmoacuteticas generadas por los medios hipotoacutenicos en los que habitualmente viven
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GLUacuteCIDOS
Los gluacutecidos tambieacuten llamados azuacutecares o sacaacuteridos son un grupo de biomoleacuteculas orgaacutenicas muy
abundante en la naturaleza Concretamente la celulosa el principal componente de la madera que es
de naturaleza gluciacutedica quizaacutes sea la biomoleacutecula maacutes abundante en la biosfera Los gluacutecidos se
definen sencillamente desde el punto de vista quiacutemico como polihidroxialdehiacutedos o
polihidroxicetonas o bien sustancias que por hidroacutelisis dan lugar a este tipo de compuestos Los
polihidroxialdehiacutedos son compuestos orgaacutenicos en los que todos los aacutetomos de carbono estaacuten unidos a
un grupo hidroxilo (-OH) excepto uno de ellos que forma parte de un grupo aldehiacutedo (-CHO) mientras
que las polihidroxicetonas son compuestos orgaacutenicos en los que todos los aacutetomos de carbono estaacuten
unidos a un grupo hidroxilo excepto uno que forma parte de un grupo cetona (-CO) Muchos gluacutecidos
responden a foacutermulas empiacutericas que se pueden escribir como (CH2O)n por lo que antiguamente se
pensoacute que eran alguacuten tipo de combinacioacuten de carbono y agua y se les llamoacute hidratos de carbono Hoy
sabemos que esta denominacioacuten es quiacutemicamente engantildeosa pero quizaacutes esteacute demasiado arraigada
como para que sea abandonada definitivamente de todos modos no se recomienda su uso Existen dos
clases principales de gluacutecidos
a) Monosacaacuteridos- Tambieacuten llamados osas Son azuacutecares simples no hidrolizables que
consisten en una sola unidad de polihidroxialdehiacutedo o polihidroxicetona Se clasifican a su vez en
aldosas y cetosas y las hay de 3 a 7 aacutetomos de carbono
b) Oacutesidos- Son azuacutecares complejos que cuando sufren hidroacutelisis liberan monosacaacuteridos Estaacuten
formados por un nuacutemero variable de monosacaacuteridos unidos covalentemente entre siacute Algunos oacutesidos se
componen exclusivamente de monosacaacuteridos y se denominan holoacutesidos mientras que otros contienen
ademaacutes otros componentes de naturaleza no gluciacutedica y se denominan heteroacutesidos
En el siguiente recuadro aparece una clasificacioacuten de los distintos tipos de gluacutecidos
GLUCIDOS
Osas
o
Monosacaacuteridos
Aldosas y
Cetosas
Triosas 3 aacutetomos de C
Tetrosas 4 aacutetomos de C
Pentosas 5 aacutetomos de C
Hexosas 6 aacutetomos de C
Heptosas 7 aacutetomos de C
Octosas 8 aacutetomos de C
Oacutesidos
Holoacutesidos
Oligosacaacuteridos
de 2 a 10 monosacaacuteridos
Disacaacuteridos formados por la unioacuten de 2
monosacaacuteridos
Trisacaacuteridos 3 monosacaacuteridos
Polisacaacuteridos
maacutes de 10
Homopolisacaacuteridos un soacutelo tipo de
monosacaacuterido
Heteropolisacaacuteridos dos o maacutes tipos de
monosacaacuteridos
Heteroacutesidos
Glucoproteidos formados por gluacutecidos y proteiacutenas
Glucoliacutepidos formados por gluacutecidos y liacutepidos
Gluacutecidos de los aacutecidos nucleicos
Monosacaacuteridos
Los monosacaacuteridos son compuestos soacutelidos cristalinos de color blanco solubles en agua y de
caracteriacutestico sabor dulce Entre sus propiedades quiacutemicas destaca su poder para reducir el licor de Fehling siendo esta reaccioacuten de gran utilidad para identificarlos experimentalmente
Los monosacaacuteridos son los azuacutecares maacutes sencillos pues no pueden descomponerse por
hidroacutelisis para dar lugar a otros azuacutecares maacutes simples En la naturaleza se encuentran en estado libre
desempentildeando importantes funciones pero tambieacuten se encuentran formando parte de otros azuacutecares
maacutes complejos los oacutesidos de los cuales son sus sillares estructurales
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La estructura baacutesica de todos los monosacaacuteridos es una cadena de aacutetomos de
carbono no ramificada en la que todos ellos estaacuten unidos por enlaces simples Uno de estos
aacutetomos de carbono estaacute unido a uno de oxiacutegeno por un enlace doble formando un grupo carbonilo Todos los demaacutes estaacuten unidos a grupos hidroxilo Si el grupo
carbonilo se encuentra en un extremo de la cadena carbonada el
monosacaacuterido es un aldehiacutedo y recibe el nombre de aldosa si el grupo
carbonilo se encuentra en cualquier otra posicioacuten el monosacaacuterido es una
cetona y recibe el nombre de cetosa Los monosacaacuteridos naturales tienen
entre tres y ocho aacutetomos de carbono aunque los de siete y ocho son
relativamente raros Seguacuten tengan 3 4 5 6 carbonos se denominan
respectivamente triosas tetrosas pentosas hexosas Existen aldosas y
cetosas para cada una de estas longitudes de cadena
ISOMERIacuteA
Cuando dos o maacutes compuestos presentan la misma foacutermula molecular y distintas foacutermulas
estructurales se dice que cada uno de ellos es isoacutemero de los demaacutes Los isoacutemeros se diferencian por
presentar distintas propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
En los monosacaacuteridos podemos encontrar isomeriacutea de funcioacuten isomeriacutea espacial e isomeriacutea oacuteptica
Isomeriacutea de funcioacuten Los isoacutemeros se distinguen por tener distintos grupos funcionales Las aldosas
son isoacutemeros funcionales de las cetosas
Isomeriacutea espacial Los isoacutemeros espaciales o estereoisoacutemeros se producen cuando la moleacutecula
presenta uno o maacutes carbonos asimeacutetricos (carbono unido a cuatro radicales quiacutemicos distintos) Los
radicales unidos a estos carbonos pueden disponerse en el espacio en distintas posiciones Cuantos
maacutes carbonos asimeacutetricos tenga la moleacutecula maacutes tipos de isomeriacutea se presentan
El carbono asimeacutetrico maacutes alejado del grupo funcional sirve como referencia para nombrar la isomeriacutea
de una moleacutecula Por convenio se establece que el estereoisoacutemero que en la proyeccioacuten de Fisher
presenta el grupo hidroxilo unido al aacutetomo de carbono asimeacutetrico hacia la derecha es el D-
gliceraldehiacutedo y el que lo presenta hacia la izquierda es el L-gliceraldehiacutedo Salvo muy pocas
excepciones la mayoriacutea de monosacaacuteridos se presentan en la naturaleza como isoacutemeros D
Enantioacutemeros son moleacuteculas que tienen los grupos -OH de todos los carbonos asimeacutetricos en posicioacuten
opuesta reflejo de la otra moleacutecula isoacutemera
Epiacutemeros a las moleacuteculas isoacutemeras que se diferencian en la posicioacuten de un uacutenico -OH en un carbono
asimeacutetrico
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Foacutermulas Lineales
Las foacutermulas con estructura en forma de cadena abierta de los monosacaacuteridos se denominan
proyeccioacuten de Fischer se situacutea el grupo funcional principal en la parte superior y los grupos
hidroxilos a la derecha o a la izquierda
Foacutermulas Ciacuteclicas
Las aldopentosas y las hexosas en disolucioacuten no presentan estructura lineal sino que
presentan estructuras cerradas o ciacuteclicas llamadas ldquoproyeccioacuten de Hawortrdquo Si la reaccioacuten es entre
un alcohol y un grupo aldehiacutedo el enlace se llama hemiacetal y si es entre un alcohol y una cetona se
llama hemicetal
El ciclo resultante puede tener forma pentagonal (furano) o hexagonal (pirano)
denominaacutendose los monosacaacuteridos furanosas o piranosas respectivamente
En esta representacioacuten se situacutean hacia abajo todos los grupos situados hacia la derecha en la
representacioacuten lineal y hacia arriba los situados hacia la izquierda (exceptuando claro estaacute el (-OH)
implicado en la formacioacuten del puente hemiacetal o hemicetal)
Cuando se produce la ciclacioacuten de la moleacutecula aparece un nuevo aacutetomo de carbono asimeacutetrico
el carbono 1 en las aldosas o el 2 en las cetosas Este carbono recibe el nombre de carbono
anomeacuterico Existen dos formas anomeacutericas
diams Alfa (α) El OH del carbono anomeacuterico queda hacia abajo
diams Beta (szlig) El OH del carbono anomeacuterico queda hacia arriba
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Actividad Oacuteptica
Por el hecho de poseer carbonos asimeacutetricos los monosacaacuteridos presentan actividad oacuteptica es
decir cuando se encuentran en disolucioacuten acuosa hacen girar el plano de vibracioacuten de la luz polarizada Los monosacaacuteridos que lo hacen girar hacia la derecha se denominan dextroacutegiros (+) y los
que lo hacen girar hacia la izquierda se denominan levoacutegiros (-) El hecho de que un monosacaacuterido sea
dextroacutegiro o levoacutegiro es completamente independiente de su pertenencia a la serie D o a la serie L
Principales Monosacaacuteridos
Los monosacaacuteridos maacutes corrientes reciben nombres vulgares distintos a los cientiacuteficos los
maacutes importantes son la glucosa la fructosa la ribosa y la desoxirribosa
diams Glucosa Tambieacuten llamada azuacutecar de la uva es una aldohexosa Es el azuacutecar maacutes utilizado por las
ceacutelulas como fuente de energiacutea Se encuentra en forma libre en la sangre Se puede obtener de la
digestioacuten de los gluacutecidos que tomamos con el alimento
diams Fructosa Es una cetohexosa que se encuentra estado libre en las frutas y que forma parte junto
con la glucosa del disacaacuterido sacarosa
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diams Ribosa Es una aldopentosa que forma parte de la estructura de los aacutecidos nucleicos (ARN o aacutecido
ribonucleico)
diams Desoxirribosa Es un monosacaacuterido que se origina por reduccioacuten de la ribosa en el carbono 2 Es el
azuacutecar que forma parte del ADN o aacutecido desoxirribonucleico
LOS OLIGOSACAacuteRIDOS EL ENLACE O-GLUCOSIacuteDICO
Los oligosacaacuteridos estaacuten formados por la unioacuten de 2 a 10 monosacaacuteridos mediante un enlace
O-glucosiacutedico Los maacutes importantes son los disacaacuteridos
Enlace O-glucosiacutedico
Se establece entre dos grupos hidroxilos (OH) de diferentes monosacaacuteridos en esta unioacuten
se pierde una moleacutecula de agua La unioacuten de los monosacaacuteridos puede dar origen a oligosacaacuteridos o
polisacaacuteridos
Disacaacuteridos
Son oligosacaacuteridos formados por dos monosacaacuteridos Son solubles en agua dulces cristalizables y
algunos poseen poder reductor (dan positivo al reactivo de Fehling)
Sacarosa Estaacute formada por la unioacuten de una moleacutecula de α-D-
glucopiranosas con una moleacutecula de β -D-fructofuranosa No posee
poder reductor al no tener libre ninguacuten grupo -OH de los carbonos
anomeacutericos Es el azuacutecar que consumimos normalmente se obtiene
principalmente a partir de la cantildea de azuacutecar y de la remolacha
Maltosa Formada por dos moleacuteculas de α-D-glucopiranosa (1-4) Recibe
el nombre de azuacutecar de malta Es un azuacutecar reductor
diams Lactosa Formada por la unioacuten de la β-D-
galactopiranosa y la β-D-glucopiranosa es tambieacuten un disacaacuterido con poder reductor Se
encuentra en la leche de los mamiacuteferos siendo eacutesta su uacutenica fuente natural
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POLISACAacuteRIDOS
Los polisacaacuteridos son gluacutecidos formados por un nuacutemero elevado de monosacaacuteridos
unidos entre siacute mediante enlaces glucosiacutedicos En el proceso de unioacuten de los monosacaacuteridos
para formar un polisacaacuterido se liberan moleacuteculas de agua una por cada enlace glucosiacutedico
Aunque el liacutemite entre oligosacaacuteridos y polisacaacuteridos se suele fijar arbitrariamente en 10
unidades monosacariacutedicas constituyentes lo cierto es que la mayoriacutea de los polisacaacuteridos
naturales estaacuten formados por centenares o miles de estas unidades monomeacutericas
Los polisacaacuteridos son macromoleacuteculas de elevado peso molecular y estructura
compleja Asiacute como otras macromoleacuteculas tienen tamantildeos y pesos moleculares definidos en
los polisacaacuteridos eacutestos pueden variar en funcioacuten del estado metaboacutelico de la ceacutelula Las
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas de los polisacaacuteridos son en cierto modo contrarias a las que
exhiben monosacaacuteridos y oligosacaacuteridos no cristalizan no tienen sabor dulce carecen de
poder reductor y aunque son sustancias hidrofiacutelicas son poco soluble en agua debido a su
elevado peso molecular
Los distintos tipos de polisacaacuteridos difieren entre siacute seguacuten el tipo de unidades
monosacariacutedicas que los forman en el tipo de enlace glucosiacutedico (α o β) que las une y en el
mayor o menor grado de ramificacioacuten que presentan sus cadenas Se distinguen dos tipos
principales de polisacaacuteridos los homopolisacaacuteridos formados por un soacutelo tipo de
monosacaacuterido y heteropolisacaacuteridos formados por dos o maacutes tipos de monosacaacuteridos Los
homopolisacaacuteridos de la D-glucosa denominados glucanos son los polisacaacuteridos maacutes
abundantes en la naturaleza y los que tienen una mayor importancia bioloacutegica como el almidoacuten
y el glucoacutegeno o la celulosa Hay que destacar que aqueacutellos que presentan enlaces
glucosiacutedicos tipo α tienen funcioacuten energeacutetica mientras que los que los presentan tipo β
tienen funcioacuten estructural A continuacioacuten analizaremos la estructura y la funcioacuten de los tres
glucanos maacutes importantes
Almidoacuten- Es un polisacaacuterido formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos
α(1rarr4) y α(1rarr6) En la moleacutecula de almidoacuten se distinguen dos tipos de poliacutemero
Amilosa- Es un poliacutemero no ramificado formado por largas cadenas de unidades de α-D-glucosa
unidas por enlaces α-(1rarr4) Estas cadenas adoptan una disposicioacuten helicoidal con 6 moleacuteculas por
vuelta
Amilopectina- Es un poliacutemero muy ramificado (Figura 714) formado por moleacuteculas de α-D-glucosa
Los sucesivos restos de glucosa a lo largo de las cadenas estaacuten unidos por enlaces α(1rarr4) y los
puntos de ramificacioacuten que se encuentran espaciados por un nuacutemero de restos de glucosa que oscila
entre 24 y 30 consisten en enlaces α(1rarr6)
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El almidoacuten actuacutea como sustancia de reserva en las ceacutelulas vegetales Una parte sustancial de los
gluacutecidos producidos en la fotosiacutentesis se almacenan en forma de almidoacuten dando lugar a unos
agregados insolubles de gran tamantildeo los granos de almidoacuten que se encuentran en todas las ceacutelulas
vegetales siendo especialmente abundantes en las de las semillas frutos y tubeacuterculos
Glucoacutegeno- Es un polisacaacuterido con estructura muy similar a la de la amilopectina Al igual que eacutesta
estaacute formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos α(1rarr4) a lo largo de las
cadenas y con puntos de ramificacioacuten consistentes en enlaces α(1rarr6) La diferencia con respecto a
la amilopectina estriba en que las ramificaciones se encuentran menos espaciadas concretamente
cada 8 a 12 restos de glucosa Esta mayor proximidad entre los puntos de ramificacioacuten hace que el
glucoacutegeno sea mucho maacutes compacto que el almidoacuten El glucoacutegeno actuacutea como sustancia de reserva en
las ceacutelulas animales Es especialmente abundante en el hiacutegado y muacutesculo esqueleacutetico
Los polisacaacuteridos dada la gran rapidez con que pueden ser movilizados constituyen una excelente
forma de almacenar energiacutea metaboacutelica a corto plazo Puede resultar sorprendente que las ceacutelulas
almacenen su combustible energeacutetico en forma de polisacaacuteridos cuando podriacutean hacerlo en forma de
glucosa libre evitaacutendose asiacute el trabajo quiacutemico de sintetizarlos y degradarlos La razoacuten de que ello sea
asiacute estriba en que los polisacaacuteridos se almacenan en forma esencialmente insoluble contribuyendo
muy poco a la presioacuten osmoacutetica del citoplasma Una cantidad equivalente de glucosa disuelta generariacutea
una presioacuten osmoacutetica muy elevada que podriacutea ser peligrosa para la ceacutelula
Tanto el almidoacuten como el glucoacutegeno pueden ser degradados en el aparato digestivo de los animales por
la accioacuten de unos enzimas llamados amilasas Las amilasas liberan moleacuteculas de glucosa que
pueden posteriormente ser absorbidas
Celulosa- Es un poliacutemero lineal (no ramificado) formado por moleacuteculas de β-D-glucosa unidas
mediante enlaces glucosiacutedicos β(1rarr4) Cada cadena de celulosa contiene entre 10000 y 15000
restos de glucosa Estas cadenas debido a la configuracioacuten β de sus enlaces glucosiacutedicos forman
fibras supramoleculares que contienen muchas cadenas individuales de celulosa en disposicioacuten paralela
e iacutentimamente unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno
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Tal estructura es la que confiere a la celulosa su insolubilidad en agua y su resistencia mecaacutenica
caracteriacutesticas propiedades estas que la hacen idoacutenea para desempentildear en las ceacutelulas una funcioacuten de
caraacutecter estructural La celulosa es el principal componente de las paredes celulares vegetales las
cuales proporcionan a las ceacutelulas de las plantas y las algas sosteacuten mecaacutenico y proteccioacuten frente a los
fenoacutemenos osmoacuteticos desfavorables Una gran parte de la masa de la madera es celulosa Las amilasas
que degradan el almidoacuten y el glucoacutegeno no pueden romper los enlaces β glucosiacutedico de la celulosa El
intestino humano (y el de la mayoriacutea de los animales) carece de enzimas que puedan romper este tipo
de enlace por lo que este polisacaacuterido tiene para el hombre un valor alimenticio praacutecticamente nulo
Ademaacutes de los descritos existen en la naturaleza otros homopolisacaacuteridos como los
formados por derivados de la glucosa como la quitina un poliacutemero de la N-acetil-glucosamina que es el componente principal del exoesqueleto de los artroacutepodos
HETEROacuteSIDOS
Como se dijo anteriormente estaacuten formados por monosacaacuteridos y otros componentes de naturaleza
no azucarada Ente ellos cabe citar a los glucoliacutepidos y a las glucoproteiacutenas que son asociaciones
covalentes de cadenas oligosacariacutedicas con liacutepidos y proteiacutenas respectivamente los glucoliacutepidos y
glucoproteiacutenas estaacuten presentes en muchos lugares de la ceacutelula sobre todo en la cara externa de la
membrana plasmaacutetica Un tipo especial de heteroacutesido es el peptidoglucano componente esencial de
las paredes celulares bacterianas que estaacute constituido por cadenas paralelas de un
heteropolisacaacuterido complejo unidas transversalmente por cadenas de aminoaacutecidos
FUNCIONES DE LOS GLUacuteCIDOS
Los gluacutecidos desempentildean con caraacutecter general en los seres vivos dos tipos de funciones energeacuteticas
y estructurales
Funcioacuten energeacutetica- La oxidacioacuten de los gluacutecidos libera energiacutea que las ceacutelulas pueden utilizar para
realizar sus funciones La glucosa es el azuacutecar que con maacutes frecuencia utilizan las ceacutelulas como
combustible metaboacutelico primario Por otra parte algunos polisacaacuteridos actuacutean como material de
reserva energeacutetica que puede ser raacutepidamente movilizado cuando es necesario Una ventaja que
poseen los gluacutecidos sobre otras biomoleacuteculas como material energeacutetico es que dada la solubilidad en
agua de muchos de ellos pueden ser transportados muy raacutepidamente en medio acuoso alliacute donde
resultan necesarios
Funcioacuten estructural- Algunos polisacaacuteridos como la celulosa o la quitina presentan propiedades que
los hacen idoacuteneos para formar parte de estructuras que deben ofrecer una gran resistencia
mecaacutenica como las paredes celulares vegetales o el exoesqueleto de los artroacutepodos
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LOS LIacutePIDOS
Los liacutepidos son biomoleacuteculas orgaacutenicas compuestas por carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno presenta en
ciertas ocasiones otros elementos como nitroacutegeno foacutesforo y azufre Este grupo incluye moleacuteculas
de estructuras y funciones muy diferentes aunque todas ellas se caracterizan sin embargo por su
insolubilidad en agua y por su solubilidad en disolvente orgaacutenico (no polares) como el alcohol benceno
acetona eacuteter cloroformo y por ser untuosos al tacto
AacuteCIDOS GRASOS
Constituyen la unidad baacutesica estructural de los liacutepidos saponificables y generalmente no aparecen
libres en la naturaleza Son moleacuteculas que poseen una larga cadena lineal hidrocarbonada por regla
general de un nuacutemero par de aacutetomos de carbono que oscila entre 10 y 22 (aunque los maacutes abundantes
tienen 16 oacute 18) y con un grupo carboxiacutelico (-COOH) en el primer carbono de la moleacutecula
Existen dos tipos de aacutecidos grasos
Saturados en los que la cadena hidrocarbonada
posee uacutenicamente enlaces simples Sus puntos de
fusioacuten son altos por lo que forman grasas soacutelidas a
temperatura ambiente (sebo)
Insaturados si la cadena hidrocarbonada ademaacutes
de enlaces simples posee uno o varios dobles
enlaces Sus puntos de fusioacuten son bajos por lo que
forman grasas liacutequidas a temperatura ambiente
(aceites)
LIacutePIDOS SAPONIFICABLES
Estos liacutepidos se forman por la unioacuten mediante un enlace que se denomina ldquoeacutesterrdquo entre el grupo
carboxilo (-COOH) del aacutecido graso con un grupo hidroxilo (-OH) de un alcohol (reaccioacuten de
esterificacioacuten) En este enlace se desprende una moleacutecula de agua
CLASIFICACIOacuteN DE LOS LIacutePIDOS
Liacutepidos
saponificable
s
Acilgliceacuteridos
Aceites
Trigliceacute
ridos o
grasas
Mantec
as
Sebos
Ceras
Liacutepidos
complejos o
de membrana
Fosfoliacutepidos
Esfingoliacutepidos
Liacutepidos
insaponificabl
es
Terpenos
Esteroides
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La reaccioacuten inversa de separacioacuten de estos grupos es una hidroacutelisis puesto que se necesita agua para
realizarla
Estos liacutepidos reciben su nombre debido a que se descomponen hirvieacutendolos con soluciones
diluidas de hidroacutexido soacutedico (Nao) o potaacutesico (KOH) mediante la reaccioacuten inversa a la
esterificacioacuten denominada saponificacioacuten Se obtienen como productos resultantes el alcohol y
sales soacutedicas o potaacutesicas de los aacutecidos grasos que reciben el nombre de jabones
ACILGLICEacuteRIDOS (GRASAS)
Los acilgliceacuteridos son los eacutesteres de la glicerina (moleacutecula con tres grupos hidroxilos ndashOH) en
los que estos grupos alcohol han sido sustituidos por aacutecidos grasos Si soacutelo uno de los grupos
alcohol es sustituido tenemos un monoacilgliceacuterido si son dos un diacilgliceacuterido y si son tres un
triacilgliceacuterido (tambieacuten llamados trigliceacuteridos o grasas)
Las grasas son los liacutepidos maacutes abundantes en la naturaleza tanto en el Reino Animal como en el
Vegetal Forman parte de los llamados liacutepidos saponificables los cuales poseen enlaces de tipo
eacutester y forman jabones por medio de hidroacutelisis alcalina Constituyen la reserva energeacutetica de los
seres vivos Se acumulan en las ceacutelulas adiposas de los animales y en las vacuolas de las ceacutelulas
vegetales
Al reaccionar tres moleacuteculas de aacutecidos grasos con una moleacutecula de glicerina dan lugar a una
moleacutecula de grasa maacutes tres de agua Esta es la reaccioacuten de esterificacioacuten
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CERAS
Son eacutesteres de monoalcoholes de cadena larga (alcoholes grasos) con aacutecidos grasos tambieacuten
de cadena larga
Son insolubles en agua lo que explica sus funciones protectoras y de revestimiento (su principal
funcioacuten bioloacutegica consiste en actuar como sustancias impermeabilizantes) El eacutester formado por el aacutecido
palmiacutetico (16 C) y el triacontanol (alcohol graso de 30 C) es el componente principal de la cera que
fabrican las abejas ciertas glaacutendulas de la piel de los vertebrados secretan ceras para proteger el pelo y
la piel las aves acuaacuteticas secretan ceras gracias a las cuales sus plumas pueden repeler el agua Las
ceras naturales tienen diversas aplicaciones en las industrias farmaceacuteutica y cosmeacutetica
FOSFOLIacutePIDOS Unos de los maacutes abundantes son los fosfogliceacuteridos que poseen dos moleacuteculas de
aacutecidos grasos unidas mediante enlaces eacutester a dos grupos alcohol de la glicerina y un aacutecido fosfoacuterico
al otro alcohol de la glicerina el aacutecido fosfoacuterico estaacute unido a diferentes compuestos de naturaleza
polar dando asiacute a los fosfogliceacuteridos su naturaleza anfipaacutetica (tienen en su moleacutecula una parte no polar y
una parte polar formada por el aacutecido fosfoacuterico y el compuesto polar) Es habitual representar a los
fosfogliceacuteridos mediante una cabeza polar y dos colas no polares El caraacutecter anfipaacutetico de los
fosfogliceacuteridos constituye la base fiacutesico-quiacutemica de su principal funcioacuten bioloacutegica que es la de ser
componentes esenciales de las membranas celulares
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NO SAPONIFICABLES
TERPENOS
Son un grupo de liacutepidos que no contienen aacutecidos grasos y son por lo tanto no saponificables Estaacuten
formados por la polimerizacioacuten de un hidrocarburo de 5 aacutetomos de carbono llamado isopreno
Los terpenos existentes en la naturaleza contienen un nuacutemero variable de unidades de isopreno unidas
entre siacute Debido a su naturaleza hidrocarbonada son sustancias netamente hidrofoacutebicas y por lo tanto
insolubles en agua
Son especialmente abundantes en el mundo vegetal Pueden actuar como pigmentos asiacute algunos
terpenos como los carotenos y xantofilas responsables de la coloracioacuten de muchos frutos la clorofila el
pigmento vegetal por excelencia Muchos aromas de origen vegetal como el alcanfor el mentol y el
geraniol son de naturaleza terpenoide como tambieacuten lo son algunos productos vegetales de intereacutes
econoacutemico como el caucho La vitamina A que deriva bioloacutegicamente de los carotenos tambieacuten es un
terpeno
ESTEROIDES
Son liacutepidos derivados del ciclo pentano-perhidro-fenantreno Un esteroide muy abundante
en los vertebrados es el colesterol que es un componente muy importante de las membranas
celulares a las que confiere fluidez
Otros esteroides son
Vitamina D
Hormonas sexuales androacutegenas como la testosterona
Hormonas de la corteza suprarrenales como la aldosterona
MICELAS MEMBRANAS LIPOSOMAS
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PROTEIacuteNAS
CONCEPTO
Las proteiacutenas son poliacutemeros lineales de moleacuteculas de α-aminoaacutecidos que desempentildean
muacuteltiples funciones especiacuteficas Eacutestas dependen de su estructura tridimensional que puede presentar
cuatro niveles de complejidad creciente Las proteiacutenas son muy abundantes pues constituyen casi la
mitad del peso en seco de la ceacutelula
COMPOSICIOacuteN
Las proteiacutenas estaacuten compuestas por aacutetomos de carbono (C) hidroacutegeno (H) oxiacutegeno (O) y
nitroacutegeno (N) aunque pueden contener tambieacuten azufre (S) En algunas proteiacutenas complejas
(heteroproteiacutenas) tambieacuten estaacuten presentes el foacutesforo (P) y en menor proporcioacuten hierro (Fe) cobre
(Cu) magnesio (Mg) yodo (I) etc
LOS AMINOAacuteCIDOS
Son sustancias cristalinas casi siempre de sabor dulce Los aminoaacutecidos se caracterizan por poseer
un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2)
Los aminoaacutecidos son las unidades elementales constitutivas de las moleacuteculas denominadas Proteiacutenas
Son pues y en un muy elemental siacutemil los ladrillos con los cuales el organismo reconstituye
permanentemente sus proteiacutenas especiacuteficas consumidas por la sola accioacuten de vivir Los alimentos que
ingerimos nos proveen proteiacutenas Pero tales proteiacutenas no se absorben normalmente en tal constitucioacuten
sino que luego de su desdoblamiento (hidroacutelisis o rotura) causado por el proceso de digestioacuten
atraviesan la pared intestinal en forma de aminoaacutecidos y cadenas cortas de peacuteptidos Esas sustancias
se incorporan inicialmente al torrente sanguiacuteneo y desde alliacute son distribuidas hacia los tejidos que
las necesitan para formar las proteiacutenas consumidas durante el ciclo vital
Se sabe que de los 20 aminoaacutecidos proteicos conocidos 8 resultan indispensables (o esenciales) para
la vida humana y 2 resultan semi-indispensables Son estos 10 aminoaacutecidos los que requieren ser
incorporados al organismo en su cotidiana alimentacioacuten` Hay que destacar que si falta uno solo de
ellos (aminoaacutecidos esenciales) no seraacute posible sintetizar ninguna de las proteiacutenas en la que sea
requerido dicho aminoaacutecido Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutricioacuten
seguacuten cual sea el aminoaacutecido limitante
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En esta imagen puede verse la foacutermula de los 20 aminoaacutecidos maacutes importantes en color negro la
parte comuacuten mientras que en color azul puede verse la parte variable que da a los aminoaacutecidos
distinto comportamiento
LOS PEacutePTIDOS Y EL ENLACE PEPTIacuteDICO
Los peacuteptidos estaacuten formados por la unioacuten de aminoaacutecidos mediante un enlace peptiacutedico
Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoaacutecido y el grupo amino
del siguiente dando lugar al desprendimiento de una moleacutecula de agua
Asiacute pues para formar peacuteptidos los aminoaacutecidos se van
enlazando entre siacute formando cadenas de longitud y secuencia
variable Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos
convencionales como
Oligopeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es menor de 10
Dipeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 2
Tripeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 3
Tetrapeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 4 etc
Polipeacuteptidos o cadenas polipeptiacutedicas- si el n ordm de aminoaacutecidos es mayor de 10
Si la hidroacutelisis de una proteiacutena produce uacutenicamente aminoaacutecidos la proteiacutena se denomina simple Si en
cambio produce otros compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos denominados grupo prosteacutetico la proteiacutena
se llama conjugada
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEIacuteNAS
La organizacioacuten de una proteiacutena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados
estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria y estructura cuaternaria Cada una
de estas estructuras informa de la disposicioacuten de la anterior en el espacio
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena Nos indica queacute aminoaacutecidos
componen la cadena polipeptiacutedica y el orden en que dichos aminoaacutecidos se encuentran La funcioacuten de
una proteiacutena depende de su secuencia y de la forma que eacutesta adopte
Estructura Secundaria
La estructura secundaria es la disposicioacuten de la secuencia de aminoaacutecidos en el espacio Los
aminoaacutecidos a medida que van siendo enlazados durante la siacutentesis de proteiacutenas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces adquieren una disposicioacuten espacial estable
la estructura secundaria
Existen dos tipos de estructura secundaria
1 La a(alfa)-heacutelice
2 La conformacioacuten beta o laacutemina β
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre siacute misma la estructura primaria Se
debe a la formacioacuten de enlaces de hidroacutegeno entre el -C=O de un aminoaacutecido y el -NH- del cuarto
aminoaacutecido que le sigue
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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PRESENCIA DE LOS BIOELEMENTOS PRIMARIOS EN LAS BIOMOLEacuteCULAS
AZUacuteCARES LIacutePIDOS PROTEIacuteNAS ANUCLEICOS
C Siempre Siempre Siempre Siempre
H Siempre Siempre Siempre Siempre
O Siempre Siempre Siempre Siempre
N A veces A veces Siempre Siempre
P A veces A veces Casi nunca Siempre
S A veces A veces Siempre Nunca
IDONEIDAD DEL AacuteTOMO DE CARBONO
El carbono ocupa una posicioacuten singular entre los bioelementos gracias a sus extraordinarias posibilidades
de enlace que le permiten dar lugar a una gran variedad de biomoleacuteculas diferentes La configuracioacuten
electroacutenica del aacutetomo de carbono con cuatro electrones en su capa de valencia le permite formar cuatro
enlaces covalentes compartiendo electrones con otros aacutetomos Ademaacutes puede formar enlaces muacuteltiples
(dobles o triples) de modo que un aacutetomo de carbono puede formar cuatro enlaces sencillos dos sencillos
y uno doble dos dobles o uno sencillo y uno triple La estructura electroacutenica del carbono tambieacuten hace
posible la unioacuten de aacutetomos de carbono entre siacute para formar largas cadenas que pueden ser lineales
ramificadas o incluso ciacuteclicas la variedad de formas moleculares a que pueden dar lugar estos esqueletos
carbonados es inmensa
Por otra parte el carbono forma enlaces covalentes muy poco polares y por lo tanto muy
estables con los demaacutes bioelementos principales (oxiacutegeno hidroacutegeno y nitroacutegeno) dando lugar a una gran
variedad de grupos funcionales que determinaraacuten las propiedades quiacutemicas de los diferentes tipos de
biomoleacuteculas Algunos de estos grupos funcionales son
NOMBRE
Y
FOacuteRMULA
COMPUESTOS DE LOS QUE FORMAN PARTE
Hidroxilo
- OH
Alcoholes
Carbonilo
= O
O Carboxilo
||
C- OH
Aacutecidos carboxiacutelicos
Amino -
NH2
Aminas
Ninguacuten otro elemento puede dar lugar a tal diversidad de compuestos quiacutemicos Los que se
encuentran proacuteximos al carbono en el mismo periacuteodo de la tabla perioacutedica (boro nitroacutegeno oxiacutegeno)
tienden a formar enlaces covalentes con aacutetomos diferentes a ellos por lo que no pueden formar cadenas
anaacutelogas a los esqueletos carbonados Los que se encuentran en la tabla perioacutedica en el mismo grupo que
el carbono (silicio germanio estantildeo y plomo no pueden formar enlaces dobles ni triples Aun asiacute nada
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impide en teoriacutea que se formen largas cadenas por ejemplo de aacutetomos de silicio anaacutelogas a las cadenas
carbonadas Sin embargo esto no sucede debido a que los enlaces Si-Si son muy inestables comparados
con los enlaces Si-H y eacutestos a su vez muy inestables comparados con los enlaces Si-O por lo que al ser
el oxiacutegeno un elemento muy abundante en la Tierra los enlaces Si-Si e incluso los Si-H se romperiacutean
espontaacuteneamente en su presencia para dar combinaciones Si-O tan extendidas por otra parte en la
materia mineral Lo dicho hasta aquiacute para el silicio es extensible a los demaacutes elementos de su grupo
ORIGEN DE LAS BIOMOLEacuteCULAS
Los compuestos orgaacutenicos tan abundantes en la materia viva se encuentran en la corteza
terrestre en el agua del mar y en la atmoacutesfera en cantidades muy pequentildeas (incluso las llamadas rocas
organoacutegenas como el carboacuten y el petroacuteleo proceden de la actividad de seres vivos de eacutepocas preteacuteritas)
Cabe preguntarse pues coacutemo adquirieron los primeros organismos vivos sus biomoleacuteculas constituyentes
en un entorno tan pobre en este tipo de sustancias En 1922 el bioquiacutemico ruso Aleksandr I Oparin
formuloacute una hipoacutetesis acerca del origen de la vida sobre la Tierra que incluiacutea una explicacioacuten sobre el
origen de las primeras biomoleacuteculas Seguacuten esta hipoacutetesis la primitiva atmoacutesfera de la Tierra era rica en
gases como el metano el amoniacuteaco y el vapor de agua y estaba praacutecticamente exenta de oxiacutegeno era
pues una atmoacutesfera netamente reductora muy diferente al entorno oxidante que hoy conocemos La
energiacutea liberada por las descargas eleacutectricas de las frecuentes tormentas y por la intensa actividad
volcaacutenica habriacutea propiciado que estos gases atmosfeacutericos reaccionasen entre siacute para formar compuestos
orgaacutenicos sencillos que a continuacioacuten se disolviacutean en los primitivos oceacuteanos Este proceso duroacute millones
de antildeos durante los cuales los oceacuteanos se fueron enriqueciendo paulatinamente en una gran variedad de
compuestos orgaacutenicos el resultado fue una disolucioacuten caliente y concentrada de moleacuteculas orgaacutenicas la
sopa primigenia En esta sopa algunos de estos compuestos simples reaccionaban con otros para dar
lugar a estructuras maacutes complejas y asiacute fueron apareciendo las distintas biomoleacuteculas La tendencia de
algunas biomoleacuteculas concretas a asociarse en estructuras cada vez maacutes complejas culminoacute con el paso
del tiempo con la aparicioacuten de alguna forma primitiva de organizacioacuten celular que seriacutea el antepasado
comuacuten de todos los seres vivos
Los puntos de vista de Oparin fueron considerados durante mucho tiempo como una mera especulacioacuten
hasta que un experimento ya claacutesico realizado por Stanley Miller en 1953 vino a corroborarlos Miller
sometioacute mezclas gaseosas de CH4 NH3 vapor de agua y H2 (los gases de la atmoacutesfera primitiva) a
descargas eleacutectricas producidas entre un par de electrodos durante periacuteodos de una semana o
superiores todo ello en un dispositivo como el que se muestra en la figura
Las descargas eleacutectricas teniacutean la finalidad de simular las frecuentes tormentas de la atmoacutesfera
primitiva A continuacioacuten analizoacute el contenido del recipiente de reaccioacuten encontrando que en la fase
gaseosa ademaacutes de los gases que habiacutea introducido inicialmente se habiacutean formado CO y CO2 mientras
que en la fase acuosa obtenida por enfriamiento habiacutea aparecido una gran variedad de compuestos
orgaacutenicos entre los que se contaban algunos aminoaacutecidos aldehiacutedos y aacutecidos orgaacutenicos Miller llegoacute
incluso a deducir la secuencia de reacciones que habiacutea tenido lugar en el recipiente
Experimentos posteriores al de Miller realizados con dispositivos maacutes avanzados han
corroborado que la siacutentesis abioacutetica de biomoleacuteculas es posible en condiciones muy diversas No soacutelo las
descargas eleacutectricas sino tambieacuten otras fuentes de energiacutea que pudieron estar presentes en la Tierra
primitiva como los rayos X la radiacioacuten UV la luz visible la radiacioacuten gamma el calor o los ultrasonidos
pueden inducir el proceso Ademaacutes se demostroacute que no es imprescindible partir de gases tan reducidos
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como el metano y el amoniacuteaco mezclas convenientemente irradiadas de CO CO2 N2 y O2 tambieacuten dan
lugar a gran variedad de compuestos orgaacutenicos
En resumen los experimentos sobre la formacioacuten espontaacutenea de biomoleacuteculas en condiciones
similares a las de la Tierra primitiva indican que muchos de los componentes quiacutemicos de las ceacutelulas vivas
pudieron haberse formado en esas condiciones
OacuteSMOSIS
Cuando dos disoluciones acuosas de diferente concentracioacuten como las representadas en la figura se
encuentran separadas por una membrana semipermeable es decir por una membrana que permite el
paso de moleacuteculas de agua pero no de moleacuteculas de soluto la tendencia del disolvente a diluir al soluto se
manifiesta mediante un flujo diferencial de agua a traveacutes de la membrana pasa maacutes agua desde la
disolucioacuten maacutes diluida a la maacutes concentrada que en sentido inverso Este fenoacutemeno se conoce con el
nombre de oacutesmosis El flujo diferencial al que hacemos referencia provoca un aumento del nivel del
liacutequido en el compartimento de la disolucioacuten maacutes concentrada Cuando el liacutequido alcanza una determinada
altura (h) la presioacuten hidrostaacutetica generada por este volumen adicional de liacutequido contrarresta el
mencionado flujo diferencial alcanzaacutendose el equilibrio cuando dicho flujo es de igual magnitud en ambos
sentidos Esta presioacuten hidrostaacutetica necesaria para alcanzar el equilibrio se conoce con el nombre de
presioacuten osmoacutetica
El intereacutes bioloacutegico de esta propiedad de las disoluciones que llamamos oacutesmosis reside en que las
membranas celulares son membranas semipermeables permiten el libre paso de moleacuteculas de agua pero
ejercen una permeabilidad selectiva sobre la mayoriacutea de las biomoleacuteculas disueltas en ella Como
consecuencia las ceacutelulas estaacuten sometidas a fenoacutemenos osmoacuteticos que dependeraacuten de la concentracioacuten de
solutos en el medio en que se encuentran Si la concentracioacuten de solutos en el medio es mayor que en el
interior de la ceacutelula (medio hipertoacutenico) eacutesta perderaacute agua por oacutesmosis sufriendo una retraccioacuten
denominada plasmoacutelisis que en grado extremo acarrearaacute la muerte celular Si la concentracioacuten de solutos
en el medio es igual a la del interior de la ceacutelula (medio isotoacutenico) eacutesta estaraacute en equilibrio osmoacutetico con
su entorno y no sufriraacute cambios Por uacuteltimo si la concentracioacuten de solutos en el medio es inferior a la del
interior celular (medio hipotoacutenico) la consiguiente entrada de agua en la ceacutelula produciraacute un aumento de
la presioacuten osmoacutetica en su interior En un primer momento este aumento se traduciraacute en una mayor
turgencia de la ceacutelula maacutes tarde cuando la presioacuten osmoacutetica en el interior vence la resistencia mecaacutenica
de la membrana (que es muy limitada) sobrevendraacute la lisis (rotura de la membrana con peacuterdida del
contenido celular) y con ella la muerte de la ceacutelula
Las ceacutelulas deben protegerse de alguna manera frente a los fenoacutemenos osmoacuteticos desfavorables a
los que esteacuten expuestas Dos son las estrategias evolutivas que han adoptado para conseguirlo La primera
de ellas consiste en habitar exclusivamente en entornos isotoacutenicos con respecto al interior celular tal y
como hacen algunos organismos unicelulares y tambieacuten las ceacutelulas de los animales superiores que se han
dotado de un medio interno isotoacutenico La segunda tiacutepica de las bacterias y de las ceacutelulas vegetales
consiste en dotarse de una pared celular resistente que les permite soportar las elevadas presiones
osmoacuteticas generadas por los medios hipotoacutenicos en los que habitualmente viven
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GLUacuteCIDOS
Los gluacutecidos tambieacuten llamados azuacutecares o sacaacuteridos son un grupo de biomoleacuteculas orgaacutenicas muy
abundante en la naturaleza Concretamente la celulosa el principal componente de la madera que es
de naturaleza gluciacutedica quizaacutes sea la biomoleacutecula maacutes abundante en la biosfera Los gluacutecidos se
definen sencillamente desde el punto de vista quiacutemico como polihidroxialdehiacutedos o
polihidroxicetonas o bien sustancias que por hidroacutelisis dan lugar a este tipo de compuestos Los
polihidroxialdehiacutedos son compuestos orgaacutenicos en los que todos los aacutetomos de carbono estaacuten unidos a
un grupo hidroxilo (-OH) excepto uno de ellos que forma parte de un grupo aldehiacutedo (-CHO) mientras
que las polihidroxicetonas son compuestos orgaacutenicos en los que todos los aacutetomos de carbono estaacuten
unidos a un grupo hidroxilo excepto uno que forma parte de un grupo cetona (-CO) Muchos gluacutecidos
responden a foacutermulas empiacutericas que se pueden escribir como (CH2O)n por lo que antiguamente se
pensoacute que eran alguacuten tipo de combinacioacuten de carbono y agua y se les llamoacute hidratos de carbono Hoy
sabemos que esta denominacioacuten es quiacutemicamente engantildeosa pero quizaacutes esteacute demasiado arraigada
como para que sea abandonada definitivamente de todos modos no se recomienda su uso Existen dos
clases principales de gluacutecidos
a) Monosacaacuteridos- Tambieacuten llamados osas Son azuacutecares simples no hidrolizables que
consisten en una sola unidad de polihidroxialdehiacutedo o polihidroxicetona Se clasifican a su vez en
aldosas y cetosas y las hay de 3 a 7 aacutetomos de carbono
b) Oacutesidos- Son azuacutecares complejos que cuando sufren hidroacutelisis liberan monosacaacuteridos Estaacuten
formados por un nuacutemero variable de monosacaacuteridos unidos covalentemente entre siacute Algunos oacutesidos se
componen exclusivamente de monosacaacuteridos y se denominan holoacutesidos mientras que otros contienen
ademaacutes otros componentes de naturaleza no gluciacutedica y se denominan heteroacutesidos
En el siguiente recuadro aparece una clasificacioacuten de los distintos tipos de gluacutecidos
GLUCIDOS
Osas
o
Monosacaacuteridos
Aldosas y
Cetosas
Triosas 3 aacutetomos de C
Tetrosas 4 aacutetomos de C
Pentosas 5 aacutetomos de C
Hexosas 6 aacutetomos de C
Heptosas 7 aacutetomos de C
Octosas 8 aacutetomos de C
Oacutesidos
Holoacutesidos
Oligosacaacuteridos
de 2 a 10 monosacaacuteridos
Disacaacuteridos formados por la unioacuten de 2
monosacaacuteridos
Trisacaacuteridos 3 monosacaacuteridos
Polisacaacuteridos
maacutes de 10
Homopolisacaacuteridos un soacutelo tipo de
monosacaacuterido
Heteropolisacaacuteridos dos o maacutes tipos de
monosacaacuteridos
Heteroacutesidos
Glucoproteidos formados por gluacutecidos y proteiacutenas
Glucoliacutepidos formados por gluacutecidos y liacutepidos
Gluacutecidos de los aacutecidos nucleicos
Monosacaacuteridos
Los monosacaacuteridos son compuestos soacutelidos cristalinos de color blanco solubles en agua y de
caracteriacutestico sabor dulce Entre sus propiedades quiacutemicas destaca su poder para reducir el licor de Fehling siendo esta reaccioacuten de gran utilidad para identificarlos experimentalmente
Los monosacaacuteridos son los azuacutecares maacutes sencillos pues no pueden descomponerse por
hidroacutelisis para dar lugar a otros azuacutecares maacutes simples En la naturaleza se encuentran en estado libre
desempentildeando importantes funciones pero tambieacuten se encuentran formando parte de otros azuacutecares
maacutes complejos los oacutesidos de los cuales son sus sillares estructurales
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La estructura baacutesica de todos los monosacaacuteridos es una cadena de aacutetomos de
carbono no ramificada en la que todos ellos estaacuten unidos por enlaces simples Uno de estos
aacutetomos de carbono estaacute unido a uno de oxiacutegeno por un enlace doble formando un grupo carbonilo Todos los demaacutes estaacuten unidos a grupos hidroxilo Si el grupo
carbonilo se encuentra en un extremo de la cadena carbonada el
monosacaacuterido es un aldehiacutedo y recibe el nombre de aldosa si el grupo
carbonilo se encuentra en cualquier otra posicioacuten el monosacaacuterido es una
cetona y recibe el nombre de cetosa Los monosacaacuteridos naturales tienen
entre tres y ocho aacutetomos de carbono aunque los de siete y ocho son
relativamente raros Seguacuten tengan 3 4 5 6 carbonos se denominan
respectivamente triosas tetrosas pentosas hexosas Existen aldosas y
cetosas para cada una de estas longitudes de cadena
ISOMERIacuteA
Cuando dos o maacutes compuestos presentan la misma foacutermula molecular y distintas foacutermulas
estructurales se dice que cada uno de ellos es isoacutemero de los demaacutes Los isoacutemeros se diferencian por
presentar distintas propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
En los monosacaacuteridos podemos encontrar isomeriacutea de funcioacuten isomeriacutea espacial e isomeriacutea oacuteptica
Isomeriacutea de funcioacuten Los isoacutemeros se distinguen por tener distintos grupos funcionales Las aldosas
son isoacutemeros funcionales de las cetosas
Isomeriacutea espacial Los isoacutemeros espaciales o estereoisoacutemeros se producen cuando la moleacutecula
presenta uno o maacutes carbonos asimeacutetricos (carbono unido a cuatro radicales quiacutemicos distintos) Los
radicales unidos a estos carbonos pueden disponerse en el espacio en distintas posiciones Cuantos
maacutes carbonos asimeacutetricos tenga la moleacutecula maacutes tipos de isomeriacutea se presentan
El carbono asimeacutetrico maacutes alejado del grupo funcional sirve como referencia para nombrar la isomeriacutea
de una moleacutecula Por convenio se establece que el estereoisoacutemero que en la proyeccioacuten de Fisher
presenta el grupo hidroxilo unido al aacutetomo de carbono asimeacutetrico hacia la derecha es el D-
gliceraldehiacutedo y el que lo presenta hacia la izquierda es el L-gliceraldehiacutedo Salvo muy pocas
excepciones la mayoriacutea de monosacaacuteridos se presentan en la naturaleza como isoacutemeros D
Enantioacutemeros son moleacuteculas que tienen los grupos -OH de todos los carbonos asimeacutetricos en posicioacuten
opuesta reflejo de la otra moleacutecula isoacutemera
Epiacutemeros a las moleacuteculas isoacutemeras que se diferencian en la posicioacuten de un uacutenico -OH en un carbono
asimeacutetrico
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Foacutermulas Lineales
Las foacutermulas con estructura en forma de cadena abierta de los monosacaacuteridos se denominan
proyeccioacuten de Fischer se situacutea el grupo funcional principal en la parte superior y los grupos
hidroxilos a la derecha o a la izquierda
Foacutermulas Ciacuteclicas
Las aldopentosas y las hexosas en disolucioacuten no presentan estructura lineal sino que
presentan estructuras cerradas o ciacuteclicas llamadas ldquoproyeccioacuten de Hawortrdquo Si la reaccioacuten es entre
un alcohol y un grupo aldehiacutedo el enlace se llama hemiacetal y si es entre un alcohol y una cetona se
llama hemicetal
El ciclo resultante puede tener forma pentagonal (furano) o hexagonal (pirano)
denominaacutendose los monosacaacuteridos furanosas o piranosas respectivamente
En esta representacioacuten se situacutean hacia abajo todos los grupos situados hacia la derecha en la
representacioacuten lineal y hacia arriba los situados hacia la izquierda (exceptuando claro estaacute el (-OH)
implicado en la formacioacuten del puente hemiacetal o hemicetal)
Cuando se produce la ciclacioacuten de la moleacutecula aparece un nuevo aacutetomo de carbono asimeacutetrico
el carbono 1 en las aldosas o el 2 en las cetosas Este carbono recibe el nombre de carbono
anomeacuterico Existen dos formas anomeacutericas
diams Alfa (α) El OH del carbono anomeacuterico queda hacia abajo
diams Beta (szlig) El OH del carbono anomeacuterico queda hacia arriba
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Actividad Oacuteptica
Por el hecho de poseer carbonos asimeacutetricos los monosacaacuteridos presentan actividad oacuteptica es
decir cuando se encuentran en disolucioacuten acuosa hacen girar el plano de vibracioacuten de la luz polarizada Los monosacaacuteridos que lo hacen girar hacia la derecha se denominan dextroacutegiros (+) y los
que lo hacen girar hacia la izquierda se denominan levoacutegiros (-) El hecho de que un monosacaacuterido sea
dextroacutegiro o levoacutegiro es completamente independiente de su pertenencia a la serie D o a la serie L
Principales Monosacaacuteridos
Los monosacaacuteridos maacutes corrientes reciben nombres vulgares distintos a los cientiacuteficos los
maacutes importantes son la glucosa la fructosa la ribosa y la desoxirribosa
diams Glucosa Tambieacuten llamada azuacutecar de la uva es una aldohexosa Es el azuacutecar maacutes utilizado por las
ceacutelulas como fuente de energiacutea Se encuentra en forma libre en la sangre Se puede obtener de la
digestioacuten de los gluacutecidos que tomamos con el alimento
diams Fructosa Es una cetohexosa que se encuentra estado libre en las frutas y que forma parte junto
con la glucosa del disacaacuterido sacarosa
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diams Ribosa Es una aldopentosa que forma parte de la estructura de los aacutecidos nucleicos (ARN o aacutecido
ribonucleico)
diams Desoxirribosa Es un monosacaacuterido que se origina por reduccioacuten de la ribosa en el carbono 2 Es el
azuacutecar que forma parte del ADN o aacutecido desoxirribonucleico
LOS OLIGOSACAacuteRIDOS EL ENLACE O-GLUCOSIacuteDICO
Los oligosacaacuteridos estaacuten formados por la unioacuten de 2 a 10 monosacaacuteridos mediante un enlace
O-glucosiacutedico Los maacutes importantes son los disacaacuteridos
Enlace O-glucosiacutedico
Se establece entre dos grupos hidroxilos (OH) de diferentes monosacaacuteridos en esta unioacuten
se pierde una moleacutecula de agua La unioacuten de los monosacaacuteridos puede dar origen a oligosacaacuteridos o
polisacaacuteridos
Disacaacuteridos
Son oligosacaacuteridos formados por dos monosacaacuteridos Son solubles en agua dulces cristalizables y
algunos poseen poder reductor (dan positivo al reactivo de Fehling)
Sacarosa Estaacute formada por la unioacuten de una moleacutecula de α-D-
glucopiranosas con una moleacutecula de β -D-fructofuranosa No posee
poder reductor al no tener libre ninguacuten grupo -OH de los carbonos
anomeacutericos Es el azuacutecar que consumimos normalmente se obtiene
principalmente a partir de la cantildea de azuacutecar y de la remolacha
Maltosa Formada por dos moleacuteculas de α-D-glucopiranosa (1-4) Recibe
el nombre de azuacutecar de malta Es un azuacutecar reductor
diams Lactosa Formada por la unioacuten de la β-D-
galactopiranosa y la β-D-glucopiranosa es tambieacuten un disacaacuterido con poder reductor Se
encuentra en la leche de los mamiacuteferos siendo eacutesta su uacutenica fuente natural
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POLISACAacuteRIDOS
Los polisacaacuteridos son gluacutecidos formados por un nuacutemero elevado de monosacaacuteridos
unidos entre siacute mediante enlaces glucosiacutedicos En el proceso de unioacuten de los monosacaacuteridos
para formar un polisacaacuterido se liberan moleacuteculas de agua una por cada enlace glucosiacutedico
Aunque el liacutemite entre oligosacaacuteridos y polisacaacuteridos se suele fijar arbitrariamente en 10
unidades monosacariacutedicas constituyentes lo cierto es que la mayoriacutea de los polisacaacuteridos
naturales estaacuten formados por centenares o miles de estas unidades monomeacutericas
Los polisacaacuteridos son macromoleacuteculas de elevado peso molecular y estructura
compleja Asiacute como otras macromoleacuteculas tienen tamantildeos y pesos moleculares definidos en
los polisacaacuteridos eacutestos pueden variar en funcioacuten del estado metaboacutelico de la ceacutelula Las
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas de los polisacaacuteridos son en cierto modo contrarias a las que
exhiben monosacaacuteridos y oligosacaacuteridos no cristalizan no tienen sabor dulce carecen de
poder reductor y aunque son sustancias hidrofiacutelicas son poco soluble en agua debido a su
elevado peso molecular
Los distintos tipos de polisacaacuteridos difieren entre siacute seguacuten el tipo de unidades
monosacariacutedicas que los forman en el tipo de enlace glucosiacutedico (α o β) que las une y en el
mayor o menor grado de ramificacioacuten que presentan sus cadenas Se distinguen dos tipos
principales de polisacaacuteridos los homopolisacaacuteridos formados por un soacutelo tipo de
monosacaacuterido y heteropolisacaacuteridos formados por dos o maacutes tipos de monosacaacuteridos Los
homopolisacaacuteridos de la D-glucosa denominados glucanos son los polisacaacuteridos maacutes
abundantes en la naturaleza y los que tienen una mayor importancia bioloacutegica como el almidoacuten
y el glucoacutegeno o la celulosa Hay que destacar que aqueacutellos que presentan enlaces
glucosiacutedicos tipo α tienen funcioacuten energeacutetica mientras que los que los presentan tipo β
tienen funcioacuten estructural A continuacioacuten analizaremos la estructura y la funcioacuten de los tres
glucanos maacutes importantes
Almidoacuten- Es un polisacaacuterido formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos
α(1rarr4) y α(1rarr6) En la moleacutecula de almidoacuten se distinguen dos tipos de poliacutemero
Amilosa- Es un poliacutemero no ramificado formado por largas cadenas de unidades de α-D-glucosa
unidas por enlaces α-(1rarr4) Estas cadenas adoptan una disposicioacuten helicoidal con 6 moleacuteculas por
vuelta
Amilopectina- Es un poliacutemero muy ramificado (Figura 714) formado por moleacuteculas de α-D-glucosa
Los sucesivos restos de glucosa a lo largo de las cadenas estaacuten unidos por enlaces α(1rarr4) y los
puntos de ramificacioacuten que se encuentran espaciados por un nuacutemero de restos de glucosa que oscila
entre 24 y 30 consisten en enlaces α(1rarr6)
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El almidoacuten actuacutea como sustancia de reserva en las ceacutelulas vegetales Una parte sustancial de los
gluacutecidos producidos en la fotosiacutentesis se almacenan en forma de almidoacuten dando lugar a unos
agregados insolubles de gran tamantildeo los granos de almidoacuten que se encuentran en todas las ceacutelulas
vegetales siendo especialmente abundantes en las de las semillas frutos y tubeacuterculos
Glucoacutegeno- Es un polisacaacuterido con estructura muy similar a la de la amilopectina Al igual que eacutesta
estaacute formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos α(1rarr4) a lo largo de las
cadenas y con puntos de ramificacioacuten consistentes en enlaces α(1rarr6) La diferencia con respecto a
la amilopectina estriba en que las ramificaciones se encuentran menos espaciadas concretamente
cada 8 a 12 restos de glucosa Esta mayor proximidad entre los puntos de ramificacioacuten hace que el
glucoacutegeno sea mucho maacutes compacto que el almidoacuten El glucoacutegeno actuacutea como sustancia de reserva en
las ceacutelulas animales Es especialmente abundante en el hiacutegado y muacutesculo esqueleacutetico
Los polisacaacuteridos dada la gran rapidez con que pueden ser movilizados constituyen una excelente
forma de almacenar energiacutea metaboacutelica a corto plazo Puede resultar sorprendente que las ceacutelulas
almacenen su combustible energeacutetico en forma de polisacaacuteridos cuando podriacutean hacerlo en forma de
glucosa libre evitaacutendose asiacute el trabajo quiacutemico de sintetizarlos y degradarlos La razoacuten de que ello sea
asiacute estriba en que los polisacaacuteridos se almacenan en forma esencialmente insoluble contribuyendo
muy poco a la presioacuten osmoacutetica del citoplasma Una cantidad equivalente de glucosa disuelta generariacutea
una presioacuten osmoacutetica muy elevada que podriacutea ser peligrosa para la ceacutelula
Tanto el almidoacuten como el glucoacutegeno pueden ser degradados en el aparato digestivo de los animales por
la accioacuten de unos enzimas llamados amilasas Las amilasas liberan moleacuteculas de glucosa que
pueden posteriormente ser absorbidas
Celulosa- Es un poliacutemero lineal (no ramificado) formado por moleacuteculas de β-D-glucosa unidas
mediante enlaces glucosiacutedicos β(1rarr4) Cada cadena de celulosa contiene entre 10000 y 15000
restos de glucosa Estas cadenas debido a la configuracioacuten β de sus enlaces glucosiacutedicos forman
fibras supramoleculares que contienen muchas cadenas individuales de celulosa en disposicioacuten paralela
e iacutentimamente unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno
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Tal estructura es la que confiere a la celulosa su insolubilidad en agua y su resistencia mecaacutenica
caracteriacutesticas propiedades estas que la hacen idoacutenea para desempentildear en las ceacutelulas una funcioacuten de
caraacutecter estructural La celulosa es el principal componente de las paredes celulares vegetales las
cuales proporcionan a las ceacutelulas de las plantas y las algas sosteacuten mecaacutenico y proteccioacuten frente a los
fenoacutemenos osmoacuteticos desfavorables Una gran parte de la masa de la madera es celulosa Las amilasas
que degradan el almidoacuten y el glucoacutegeno no pueden romper los enlaces β glucosiacutedico de la celulosa El
intestino humano (y el de la mayoriacutea de los animales) carece de enzimas que puedan romper este tipo
de enlace por lo que este polisacaacuterido tiene para el hombre un valor alimenticio praacutecticamente nulo
Ademaacutes de los descritos existen en la naturaleza otros homopolisacaacuteridos como los
formados por derivados de la glucosa como la quitina un poliacutemero de la N-acetil-glucosamina que es el componente principal del exoesqueleto de los artroacutepodos
HETEROacuteSIDOS
Como se dijo anteriormente estaacuten formados por monosacaacuteridos y otros componentes de naturaleza
no azucarada Ente ellos cabe citar a los glucoliacutepidos y a las glucoproteiacutenas que son asociaciones
covalentes de cadenas oligosacariacutedicas con liacutepidos y proteiacutenas respectivamente los glucoliacutepidos y
glucoproteiacutenas estaacuten presentes en muchos lugares de la ceacutelula sobre todo en la cara externa de la
membrana plasmaacutetica Un tipo especial de heteroacutesido es el peptidoglucano componente esencial de
las paredes celulares bacterianas que estaacute constituido por cadenas paralelas de un
heteropolisacaacuterido complejo unidas transversalmente por cadenas de aminoaacutecidos
FUNCIONES DE LOS GLUacuteCIDOS
Los gluacutecidos desempentildean con caraacutecter general en los seres vivos dos tipos de funciones energeacuteticas
y estructurales
Funcioacuten energeacutetica- La oxidacioacuten de los gluacutecidos libera energiacutea que las ceacutelulas pueden utilizar para
realizar sus funciones La glucosa es el azuacutecar que con maacutes frecuencia utilizan las ceacutelulas como
combustible metaboacutelico primario Por otra parte algunos polisacaacuteridos actuacutean como material de
reserva energeacutetica que puede ser raacutepidamente movilizado cuando es necesario Una ventaja que
poseen los gluacutecidos sobre otras biomoleacuteculas como material energeacutetico es que dada la solubilidad en
agua de muchos de ellos pueden ser transportados muy raacutepidamente en medio acuoso alliacute donde
resultan necesarios
Funcioacuten estructural- Algunos polisacaacuteridos como la celulosa o la quitina presentan propiedades que
los hacen idoacuteneos para formar parte de estructuras que deben ofrecer una gran resistencia
mecaacutenica como las paredes celulares vegetales o el exoesqueleto de los artroacutepodos
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LOS LIacutePIDOS
Los liacutepidos son biomoleacuteculas orgaacutenicas compuestas por carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno presenta en
ciertas ocasiones otros elementos como nitroacutegeno foacutesforo y azufre Este grupo incluye moleacuteculas
de estructuras y funciones muy diferentes aunque todas ellas se caracterizan sin embargo por su
insolubilidad en agua y por su solubilidad en disolvente orgaacutenico (no polares) como el alcohol benceno
acetona eacuteter cloroformo y por ser untuosos al tacto
AacuteCIDOS GRASOS
Constituyen la unidad baacutesica estructural de los liacutepidos saponificables y generalmente no aparecen
libres en la naturaleza Son moleacuteculas que poseen una larga cadena lineal hidrocarbonada por regla
general de un nuacutemero par de aacutetomos de carbono que oscila entre 10 y 22 (aunque los maacutes abundantes
tienen 16 oacute 18) y con un grupo carboxiacutelico (-COOH) en el primer carbono de la moleacutecula
Existen dos tipos de aacutecidos grasos
Saturados en los que la cadena hidrocarbonada
posee uacutenicamente enlaces simples Sus puntos de
fusioacuten son altos por lo que forman grasas soacutelidas a
temperatura ambiente (sebo)
Insaturados si la cadena hidrocarbonada ademaacutes
de enlaces simples posee uno o varios dobles
enlaces Sus puntos de fusioacuten son bajos por lo que
forman grasas liacutequidas a temperatura ambiente
(aceites)
LIacutePIDOS SAPONIFICABLES
Estos liacutepidos se forman por la unioacuten mediante un enlace que se denomina ldquoeacutesterrdquo entre el grupo
carboxilo (-COOH) del aacutecido graso con un grupo hidroxilo (-OH) de un alcohol (reaccioacuten de
esterificacioacuten) En este enlace se desprende una moleacutecula de agua
CLASIFICACIOacuteN DE LOS LIacutePIDOS
Liacutepidos
saponificable
s
Acilgliceacuteridos
Aceites
Trigliceacute
ridos o
grasas
Mantec
as
Sebos
Ceras
Liacutepidos
complejos o
de membrana
Fosfoliacutepidos
Esfingoliacutepidos
Liacutepidos
insaponificabl
es
Terpenos
Esteroides
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La reaccioacuten inversa de separacioacuten de estos grupos es una hidroacutelisis puesto que se necesita agua para
realizarla
Estos liacutepidos reciben su nombre debido a que se descomponen hirvieacutendolos con soluciones
diluidas de hidroacutexido soacutedico (Nao) o potaacutesico (KOH) mediante la reaccioacuten inversa a la
esterificacioacuten denominada saponificacioacuten Se obtienen como productos resultantes el alcohol y
sales soacutedicas o potaacutesicas de los aacutecidos grasos que reciben el nombre de jabones
ACILGLICEacuteRIDOS (GRASAS)
Los acilgliceacuteridos son los eacutesteres de la glicerina (moleacutecula con tres grupos hidroxilos ndashOH) en
los que estos grupos alcohol han sido sustituidos por aacutecidos grasos Si soacutelo uno de los grupos
alcohol es sustituido tenemos un monoacilgliceacuterido si son dos un diacilgliceacuterido y si son tres un
triacilgliceacuterido (tambieacuten llamados trigliceacuteridos o grasas)
Las grasas son los liacutepidos maacutes abundantes en la naturaleza tanto en el Reino Animal como en el
Vegetal Forman parte de los llamados liacutepidos saponificables los cuales poseen enlaces de tipo
eacutester y forman jabones por medio de hidroacutelisis alcalina Constituyen la reserva energeacutetica de los
seres vivos Se acumulan en las ceacutelulas adiposas de los animales y en las vacuolas de las ceacutelulas
vegetales
Al reaccionar tres moleacuteculas de aacutecidos grasos con una moleacutecula de glicerina dan lugar a una
moleacutecula de grasa maacutes tres de agua Esta es la reaccioacuten de esterificacioacuten
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CERAS
Son eacutesteres de monoalcoholes de cadena larga (alcoholes grasos) con aacutecidos grasos tambieacuten
de cadena larga
Son insolubles en agua lo que explica sus funciones protectoras y de revestimiento (su principal
funcioacuten bioloacutegica consiste en actuar como sustancias impermeabilizantes) El eacutester formado por el aacutecido
palmiacutetico (16 C) y el triacontanol (alcohol graso de 30 C) es el componente principal de la cera que
fabrican las abejas ciertas glaacutendulas de la piel de los vertebrados secretan ceras para proteger el pelo y
la piel las aves acuaacuteticas secretan ceras gracias a las cuales sus plumas pueden repeler el agua Las
ceras naturales tienen diversas aplicaciones en las industrias farmaceacuteutica y cosmeacutetica
FOSFOLIacutePIDOS Unos de los maacutes abundantes son los fosfogliceacuteridos que poseen dos moleacuteculas de
aacutecidos grasos unidas mediante enlaces eacutester a dos grupos alcohol de la glicerina y un aacutecido fosfoacuterico
al otro alcohol de la glicerina el aacutecido fosfoacuterico estaacute unido a diferentes compuestos de naturaleza
polar dando asiacute a los fosfogliceacuteridos su naturaleza anfipaacutetica (tienen en su moleacutecula una parte no polar y
una parte polar formada por el aacutecido fosfoacuterico y el compuesto polar) Es habitual representar a los
fosfogliceacuteridos mediante una cabeza polar y dos colas no polares El caraacutecter anfipaacutetico de los
fosfogliceacuteridos constituye la base fiacutesico-quiacutemica de su principal funcioacuten bioloacutegica que es la de ser
componentes esenciales de las membranas celulares
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NO SAPONIFICABLES
TERPENOS
Son un grupo de liacutepidos que no contienen aacutecidos grasos y son por lo tanto no saponificables Estaacuten
formados por la polimerizacioacuten de un hidrocarburo de 5 aacutetomos de carbono llamado isopreno
Los terpenos existentes en la naturaleza contienen un nuacutemero variable de unidades de isopreno unidas
entre siacute Debido a su naturaleza hidrocarbonada son sustancias netamente hidrofoacutebicas y por lo tanto
insolubles en agua
Son especialmente abundantes en el mundo vegetal Pueden actuar como pigmentos asiacute algunos
terpenos como los carotenos y xantofilas responsables de la coloracioacuten de muchos frutos la clorofila el
pigmento vegetal por excelencia Muchos aromas de origen vegetal como el alcanfor el mentol y el
geraniol son de naturaleza terpenoide como tambieacuten lo son algunos productos vegetales de intereacutes
econoacutemico como el caucho La vitamina A que deriva bioloacutegicamente de los carotenos tambieacuten es un
terpeno
ESTEROIDES
Son liacutepidos derivados del ciclo pentano-perhidro-fenantreno Un esteroide muy abundante
en los vertebrados es el colesterol que es un componente muy importante de las membranas
celulares a las que confiere fluidez
Otros esteroides son
Vitamina D
Hormonas sexuales androacutegenas como la testosterona
Hormonas de la corteza suprarrenales como la aldosterona
MICELAS MEMBRANAS LIPOSOMAS
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PROTEIacuteNAS
CONCEPTO
Las proteiacutenas son poliacutemeros lineales de moleacuteculas de α-aminoaacutecidos que desempentildean
muacuteltiples funciones especiacuteficas Eacutestas dependen de su estructura tridimensional que puede presentar
cuatro niveles de complejidad creciente Las proteiacutenas son muy abundantes pues constituyen casi la
mitad del peso en seco de la ceacutelula
COMPOSICIOacuteN
Las proteiacutenas estaacuten compuestas por aacutetomos de carbono (C) hidroacutegeno (H) oxiacutegeno (O) y
nitroacutegeno (N) aunque pueden contener tambieacuten azufre (S) En algunas proteiacutenas complejas
(heteroproteiacutenas) tambieacuten estaacuten presentes el foacutesforo (P) y en menor proporcioacuten hierro (Fe) cobre
(Cu) magnesio (Mg) yodo (I) etc
LOS AMINOAacuteCIDOS
Son sustancias cristalinas casi siempre de sabor dulce Los aminoaacutecidos se caracterizan por poseer
un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2)
Los aminoaacutecidos son las unidades elementales constitutivas de las moleacuteculas denominadas Proteiacutenas
Son pues y en un muy elemental siacutemil los ladrillos con los cuales el organismo reconstituye
permanentemente sus proteiacutenas especiacuteficas consumidas por la sola accioacuten de vivir Los alimentos que
ingerimos nos proveen proteiacutenas Pero tales proteiacutenas no se absorben normalmente en tal constitucioacuten
sino que luego de su desdoblamiento (hidroacutelisis o rotura) causado por el proceso de digestioacuten
atraviesan la pared intestinal en forma de aminoaacutecidos y cadenas cortas de peacuteptidos Esas sustancias
se incorporan inicialmente al torrente sanguiacuteneo y desde alliacute son distribuidas hacia los tejidos que
las necesitan para formar las proteiacutenas consumidas durante el ciclo vital
Se sabe que de los 20 aminoaacutecidos proteicos conocidos 8 resultan indispensables (o esenciales) para
la vida humana y 2 resultan semi-indispensables Son estos 10 aminoaacutecidos los que requieren ser
incorporados al organismo en su cotidiana alimentacioacuten` Hay que destacar que si falta uno solo de
ellos (aminoaacutecidos esenciales) no seraacute posible sintetizar ninguna de las proteiacutenas en la que sea
requerido dicho aminoaacutecido Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutricioacuten
seguacuten cual sea el aminoaacutecido limitante
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En esta imagen puede verse la foacutermula de los 20 aminoaacutecidos maacutes importantes en color negro la
parte comuacuten mientras que en color azul puede verse la parte variable que da a los aminoaacutecidos
distinto comportamiento
LOS PEacutePTIDOS Y EL ENLACE PEPTIacuteDICO
Los peacuteptidos estaacuten formados por la unioacuten de aminoaacutecidos mediante un enlace peptiacutedico
Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoaacutecido y el grupo amino
del siguiente dando lugar al desprendimiento de una moleacutecula de agua
Asiacute pues para formar peacuteptidos los aminoaacutecidos se van
enlazando entre siacute formando cadenas de longitud y secuencia
variable Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos
convencionales como
Oligopeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es menor de 10
Dipeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 2
Tripeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 3
Tetrapeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 4 etc
Polipeacuteptidos o cadenas polipeptiacutedicas- si el n ordm de aminoaacutecidos es mayor de 10
Si la hidroacutelisis de una proteiacutena produce uacutenicamente aminoaacutecidos la proteiacutena se denomina simple Si en
cambio produce otros compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos denominados grupo prosteacutetico la proteiacutena
se llama conjugada
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEIacuteNAS
La organizacioacuten de una proteiacutena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados
estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria y estructura cuaternaria Cada una
de estas estructuras informa de la disposicioacuten de la anterior en el espacio
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena Nos indica queacute aminoaacutecidos
componen la cadena polipeptiacutedica y el orden en que dichos aminoaacutecidos se encuentran La funcioacuten de
una proteiacutena depende de su secuencia y de la forma que eacutesta adopte
Estructura Secundaria
La estructura secundaria es la disposicioacuten de la secuencia de aminoaacutecidos en el espacio Los
aminoaacutecidos a medida que van siendo enlazados durante la siacutentesis de proteiacutenas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces adquieren una disposicioacuten espacial estable
la estructura secundaria
Existen dos tipos de estructura secundaria
1 La a(alfa)-heacutelice
2 La conformacioacuten beta o laacutemina β
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre siacute misma la estructura primaria Se
debe a la formacioacuten de enlaces de hidroacutegeno entre el -C=O de un aminoaacutecido y el -NH- del cuarto
aminoaacutecido que le sigue
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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impide en teoriacutea que se formen largas cadenas por ejemplo de aacutetomos de silicio anaacutelogas a las cadenas
carbonadas Sin embargo esto no sucede debido a que los enlaces Si-Si son muy inestables comparados
con los enlaces Si-H y eacutestos a su vez muy inestables comparados con los enlaces Si-O por lo que al ser
el oxiacutegeno un elemento muy abundante en la Tierra los enlaces Si-Si e incluso los Si-H se romperiacutean
espontaacuteneamente en su presencia para dar combinaciones Si-O tan extendidas por otra parte en la
materia mineral Lo dicho hasta aquiacute para el silicio es extensible a los demaacutes elementos de su grupo
ORIGEN DE LAS BIOMOLEacuteCULAS
Los compuestos orgaacutenicos tan abundantes en la materia viva se encuentran en la corteza
terrestre en el agua del mar y en la atmoacutesfera en cantidades muy pequentildeas (incluso las llamadas rocas
organoacutegenas como el carboacuten y el petroacuteleo proceden de la actividad de seres vivos de eacutepocas preteacuteritas)
Cabe preguntarse pues coacutemo adquirieron los primeros organismos vivos sus biomoleacuteculas constituyentes
en un entorno tan pobre en este tipo de sustancias En 1922 el bioquiacutemico ruso Aleksandr I Oparin
formuloacute una hipoacutetesis acerca del origen de la vida sobre la Tierra que incluiacutea una explicacioacuten sobre el
origen de las primeras biomoleacuteculas Seguacuten esta hipoacutetesis la primitiva atmoacutesfera de la Tierra era rica en
gases como el metano el amoniacuteaco y el vapor de agua y estaba praacutecticamente exenta de oxiacutegeno era
pues una atmoacutesfera netamente reductora muy diferente al entorno oxidante que hoy conocemos La
energiacutea liberada por las descargas eleacutectricas de las frecuentes tormentas y por la intensa actividad
volcaacutenica habriacutea propiciado que estos gases atmosfeacutericos reaccionasen entre siacute para formar compuestos
orgaacutenicos sencillos que a continuacioacuten se disolviacutean en los primitivos oceacuteanos Este proceso duroacute millones
de antildeos durante los cuales los oceacuteanos se fueron enriqueciendo paulatinamente en una gran variedad de
compuestos orgaacutenicos el resultado fue una disolucioacuten caliente y concentrada de moleacuteculas orgaacutenicas la
sopa primigenia En esta sopa algunos de estos compuestos simples reaccionaban con otros para dar
lugar a estructuras maacutes complejas y asiacute fueron apareciendo las distintas biomoleacuteculas La tendencia de
algunas biomoleacuteculas concretas a asociarse en estructuras cada vez maacutes complejas culminoacute con el paso
del tiempo con la aparicioacuten de alguna forma primitiva de organizacioacuten celular que seriacutea el antepasado
comuacuten de todos los seres vivos
Los puntos de vista de Oparin fueron considerados durante mucho tiempo como una mera especulacioacuten
hasta que un experimento ya claacutesico realizado por Stanley Miller en 1953 vino a corroborarlos Miller
sometioacute mezclas gaseosas de CH4 NH3 vapor de agua y H2 (los gases de la atmoacutesfera primitiva) a
descargas eleacutectricas producidas entre un par de electrodos durante periacuteodos de una semana o
superiores todo ello en un dispositivo como el que se muestra en la figura
Las descargas eleacutectricas teniacutean la finalidad de simular las frecuentes tormentas de la atmoacutesfera
primitiva A continuacioacuten analizoacute el contenido del recipiente de reaccioacuten encontrando que en la fase
gaseosa ademaacutes de los gases que habiacutea introducido inicialmente se habiacutean formado CO y CO2 mientras
que en la fase acuosa obtenida por enfriamiento habiacutea aparecido una gran variedad de compuestos
orgaacutenicos entre los que se contaban algunos aminoaacutecidos aldehiacutedos y aacutecidos orgaacutenicos Miller llegoacute
incluso a deducir la secuencia de reacciones que habiacutea tenido lugar en el recipiente
Experimentos posteriores al de Miller realizados con dispositivos maacutes avanzados han
corroborado que la siacutentesis abioacutetica de biomoleacuteculas es posible en condiciones muy diversas No soacutelo las
descargas eleacutectricas sino tambieacuten otras fuentes de energiacutea que pudieron estar presentes en la Tierra
primitiva como los rayos X la radiacioacuten UV la luz visible la radiacioacuten gamma el calor o los ultrasonidos
pueden inducir el proceso Ademaacutes se demostroacute que no es imprescindible partir de gases tan reducidos
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como el metano y el amoniacuteaco mezclas convenientemente irradiadas de CO CO2 N2 y O2 tambieacuten dan
lugar a gran variedad de compuestos orgaacutenicos
En resumen los experimentos sobre la formacioacuten espontaacutenea de biomoleacuteculas en condiciones
similares a las de la Tierra primitiva indican que muchos de los componentes quiacutemicos de las ceacutelulas vivas
pudieron haberse formado en esas condiciones
OacuteSMOSIS
Cuando dos disoluciones acuosas de diferente concentracioacuten como las representadas en la figura se
encuentran separadas por una membrana semipermeable es decir por una membrana que permite el
paso de moleacuteculas de agua pero no de moleacuteculas de soluto la tendencia del disolvente a diluir al soluto se
manifiesta mediante un flujo diferencial de agua a traveacutes de la membrana pasa maacutes agua desde la
disolucioacuten maacutes diluida a la maacutes concentrada que en sentido inverso Este fenoacutemeno se conoce con el
nombre de oacutesmosis El flujo diferencial al que hacemos referencia provoca un aumento del nivel del
liacutequido en el compartimento de la disolucioacuten maacutes concentrada Cuando el liacutequido alcanza una determinada
altura (h) la presioacuten hidrostaacutetica generada por este volumen adicional de liacutequido contrarresta el
mencionado flujo diferencial alcanzaacutendose el equilibrio cuando dicho flujo es de igual magnitud en ambos
sentidos Esta presioacuten hidrostaacutetica necesaria para alcanzar el equilibrio se conoce con el nombre de
presioacuten osmoacutetica
El intereacutes bioloacutegico de esta propiedad de las disoluciones que llamamos oacutesmosis reside en que las
membranas celulares son membranas semipermeables permiten el libre paso de moleacuteculas de agua pero
ejercen una permeabilidad selectiva sobre la mayoriacutea de las biomoleacuteculas disueltas en ella Como
consecuencia las ceacutelulas estaacuten sometidas a fenoacutemenos osmoacuteticos que dependeraacuten de la concentracioacuten de
solutos en el medio en que se encuentran Si la concentracioacuten de solutos en el medio es mayor que en el
interior de la ceacutelula (medio hipertoacutenico) eacutesta perderaacute agua por oacutesmosis sufriendo una retraccioacuten
denominada plasmoacutelisis que en grado extremo acarrearaacute la muerte celular Si la concentracioacuten de solutos
en el medio es igual a la del interior de la ceacutelula (medio isotoacutenico) eacutesta estaraacute en equilibrio osmoacutetico con
su entorno y no sufriraacute cambios Por uacuteltimo si la concentracioacuten de solutos en el medio es inferior a la del
interior celular (medio hipotoacutenico) la consiguiente entrada de agua en la ceacutelula produciraacute un aumento de
la presioacuten osmoacutetica en su interior En un primer momento este aumento se traduciraacute en una mayor
turgencia de la ceacutelula maacutes tarde cuando la presioacuten osmoacutetica en el interior vence la resistencia mecaacutenica
de la membrana (que es muy limitada) sobrevendraacute la lisis (rotura de la membrana con peacuterdida del
contenido celular) y con ella la muerte de la ceacutelula
Las ceacutelulas deben protegerse de alguna manera frente a los fenoacutemenos osmoacuteticos desfavorables a
los que esteacuten expuestas Dos son las estrategias evolutivas que han adoptado para conseguirlo La primera
de ellas consiste en habitar exclusivamente en entornos isotoacutenicos con respecto al interior celular tal y
como hacen algunos organismos unicelulares y tambieacuten las ceacutelulas de los animales superiores que se han
dotado de un medio interno isotoacutenico La segunda tiacutepica de las bacterias y de las ceacutelulas vegetales
consiste en dotarse de una pared celular resistente que les permite soportar las elevadas presiones
osmoacuteticas generadas por los medios hipotoacutenicos en los que habitualmente viven
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GLUacuteCIDOS
Los gluacutecidos tambieacuten llamados azuacutecares o sacaacuteridos son un grupo de biomoleacuteculas orgaacutenicas muy
abundante en la naturaleza Concretamente la celulosa el principal componente de la madera que es
de naturaleza gluciacutedica quizaacutes sea la biomoleacutecula maacutes abundante en la biosfera Los gluacutecidos se
definen sencillamente desde el punto de vista quiacutemico como polihidroxialdehiacutedos o
polihidroxicetonas o bien sustancias que por hidroacutelisis dan lugar a este tipo de compuestos Los
polihidroxialdehiacutedos son compuestos orgaacutenicos en los que todos los aacutetomos de carbono estaacuten unidos a
un grupo hidroxilo (-OH) excepto uno de ellos que forma parte de un grupo aldehiacutedo (-CHO) mientras
que las polihidroxicetonas son compuestos orgaacutenicos en los que todos los aacutetomos de carbono estaacuten
unidos a un grupo hidroxilo excepto uno que forma parte de un grupo cetona (-CO) Muchos gluacutecidos
responden a foacutermulas empiacutericas que se pueden escribir como (CH2O)n por lo que antiguamente se
pensoacute que eran alguacuten tipo de combinacioacuten de carbono y agua y se les llamoacute hidratos de carbono Hoy
sabemos que esta denominacioacuten es quiacutemicamente engantildeosa pero quizaacutes esteacute demasiado arraigada
como para que sea abandonada definitivamente de todos modos no se recomienda su uso Existen dos
clases principales de gluacutecidos
a) Monosacaacuteridos- Tambieacuten llamados osas Son azuacutecares simples no hidrolizables que
consisten en una sola unidad de polihidroxialdehiacutedo o polihidroxicetona Se clasifican a su vez en
aldosas y cetosas y las hay de 3 a 7 aacutetomos de carbono
b) Oacutesidos- Son azuacutecares complejos que cuando sufren hidroacutelisis liberan monosacaacuteridos Estaacuten
formados por un nuacutemero variable de monosacaacuteridos unidos covalentemente entre siacute Algunos oacutesidos se
componen exclusivamente de monosacaacuteridos y se denominan holoacutesidos mientras que otros contienen
ademaacutes otros componentes de naturaleza no gluciacutedica y se denominan heteroacutesidos
En el siguiente recuadro aparece una clasificacioacuten de los distintos tipos de gluacutecidos
GLUCIDOS
Osas
o
Monosacaacuteridos
Aldosas y
Cetosas
Triosas 3 aacutetomos de C
Tetrosas 4 aacutetomos de C
Pentosas 5 aacutetomos de C
Hexosas 6 aacutetomos de C
Heptosas 7 aacutetomos de C
Octosas 8 aacutetomos de C
Oacutesidos
Holoacutesidos
Oligosacaacuteridos
de 2 a 10 monosacaacuteridos
Disacaacuteridos formados por la unioacuten de 2
monosacaacuteridos
Trisacaacuteridos 3 monosacaacuteridos
Polisacaacuteridos
maacutes de 10
Homopolisacaacuteridos un soacutelo tipo de
monosacaacuterido
Heteropolisacaacuteridos dos o maacutes tipos de
monosacaacuteridos
Heteroacutesidos
Glucoproteidos formados por gluacutecidos y proteiacutenas
Glucoliacutepidos formados por gluacutecidos y liacutepidos
Gluacutecidos de los aacutecidos nucleicos
Monosacaacuteridos
Los monosacaacuteridos son compuestos soacutelidos cristalinos de color blanco solubles en agua y de
caracteriacutestico sabor dulce Entre sus propiedades quiacutemicas destaca su poder para reducir el licor de Fehling siendo esta reaccioacuten de gran utilidad para identificarlos experimentalmente
Los monosacaacuteridos son los azuacutecares maacutes sencillos pues no pueden descomponerse por
hidroacutelisis para dar lugar a otros azuacutecares maacutes simples En la naturaleza se encuentran en estado libre
desempentildeando importantes funciones pero tambieacuten se encuentran formando parte de otros azuacutecares
maacutes complejos los oacutesidos de los cuales son sus sillares estructurales
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La estructura baacutesica de todos los monosacaacuteridos es una cadena de aacutetomos de
carbono no ramificada en la que todos ellos estaacuten unidos por enlaces simples Uno de estos
aacutetomos de carbono estaacute unido a uno de oxiacutegeno por un enlace doble formando un grupo carbonilo Todos los demaacutes estaacuten unidos a grupos hidroxilo Si el grupo
carbonilo se encuentra en un extremo de la cadena carbonada el
monosacaacuterido es un aldehiacutedo y recibe el nombre de aldosa si el grupo
carbonilo se encuentra en cualquier otra posicioacuten el monosacaacuterido es una
cetona y recibe el nombre de cetosa Los monosacaacuteridos naturales tienen
entre tres y ocho aacutetomos de carbono aunque los de siete y ocho son
relativamente raros Seguacuten tengan 3 4 5 6 carbonos se denominan
respectivamente triosas tetrosas pentosas hexosas Existen aldosas y
cetosas para cada una de estas longitudes de cadena
ISOMERIacuteA
Cuando dos o maacutes compuestos presentan la misma foacutermula molecular y distintas foacutermulas
estructurales se dice que cada uno de ellos es isoacutemero de los demaacutes Los isoacutemeros se diferencian por
presentar distintas propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
En los monosacaacuteridos podemos encontrar isomeriacutea de funcioacuten isomeriacutea espacial e isomeriacutea oacuteptica
Isomeriacutea de funcioacuten Los isoacutemeros se distinguen por tener distintos grupos funcionales Las aldosas
son isoacutemeros funcionales de las cetosas
Isomeriacutea espacial Los isoacutemeros espaciales o estereoisoacutemeros se producen cuando la moleacutecula
presenta uno o maacutes carbonos asimeacutetricos (carbono unido a cuatro radicales quiacutemicos distintos) Los
radicales unidos a estos carbonos pueden disponerse en el espacio en distintas posiciones Cuantos
maacutes carbonos asimeacutetricos tenga la moleacutecula maacutes tipos de isomeriacutea se presentan
El carbono asimeacutetrico maacutes alejado del grupo funcional sirve como referencia para nombrar la isomeriacutea
de una moleacutecula Por convenio se establece que el estereoisoacutemero que en la proyeccioacuten de Fisher
presenta el grupo hidroxilo unido al aacutetomo de carbono asimeacutetrico hacia la derecha es el D-
gliceraldehiacutedo y el que lo presenta hacia la izquierda es el L-gliceraldehiacutedo Salvo muy pocas
excepciones la mayoriacutea de monosacaacuteridos se presentan en la naturaleza como isoacutemeros D
Enantioacutemeros son moleacuteculas que tienen los grupos -OH de todos los carbonos asimeacutetricos en posicioacuten
opuesta reflejo de la otra moleacutecula isoacutemera
Epiacutemeros a las moleacuteculas isoacutemeras que se diferencian en la posicioacuten de un uacutenico -OH en un carbono
asimeacutetrico
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Foacutermulas Lineales
Las foacutermulas con estructura en forma de cadena abierta de los monosacaacuteridos se denominan
proyeccioacuten de Fischer se situacutea el grupo funcional principal en la parte superior y los grupos
hidroxilos a la derecha o a la izquierda
Foacutermulas Ciacuteclicas
Las aldopentosas y las hexosas en disolucioacuten no presentan estructura lineal sino que
presentan estructuras cerradas o ciacuteclicas llamadas ldquoproyeccioacuten de Hawortrdquo Si la reaccioacuten es entre
un alcohol y un grupo aldehiacutedo el enlace se llama hemiacetal y si es entre un alcohol y una cetona se
llama hemicetal
El ciclo resultante puede tener forma pentagonal (furano) o hexagonal (pirano)
denominaacutendose los monosacaacuteridos furanosas o piranosas respectivamente
En esta representacioacuten se situacutean hacia abajo todos los grupos situados hacia la derecha en la
representacioacuten lineal y hacia arriba los situados hacia la izquierda (exceptuando claro estaacute el (-OH)
implicado en la formacioacuten del puente hemiacetal o hemicetal)
Cuando se produce la ciclacioacuten de la moleacutecula aparece un nuevo aacutetomo de carbono asimeacutetrico
el carbono 1 en las aldosas o el 2 en las cetosas Este carbono recibe el nombre de carbono
anomeacuterico Existen dos formas anomeacutericas
diams Alfa (α) El OH del carbono anomeacuterico queda hacia abajo
diams Beta (szlig) El OH del carbono anomeacuterico queda hacia arriba
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Actividad Oacuteptica
Por el hecho de poseer carbonos asimeacutetricos los monosacaacuteridos presentan actividad oacuteptica es
decir cuando se encuentran en disolucioacuten acuosa hacen girar el plano de vibracioacuten de la luz polarizada Los monosacaacuteridos que lo hacen girar hacia la derecha se denominan dextroacutegiros (+) y los
que lo hacen girar hacia la izquierda se denominan levoacutegiros (-) El hecho de que un monosacaacuterido sea
dextroacutegiro o levoacutegiro es completamente independiente de su pertenencia a la serie D o a la serie L
Principales Monosacaacuteridos
Los monosacaacuteridos maacutes corrientes reciben nombres vulgares distintos a los cientiacuteficos los
maacutes importantes son la glucosa la fructosa la ribosa y la desoxirribosa
diams Glucosa Tambieacuten llamada azuacutecar de la uva es una aldohexosa Es el azuacutecar maacutes utilizado por las
ceacutelulas como fuente de energiacutea Se encuentra en forma libre en la sangre Se puede obtener de la
digestioacuten de los gluacutecidos que tomamos con el alimento
diams Fructosa Es una cetohexosa que se encuentra estado libre en las frutas y que forma parte junto
con la glucosa del disacaacuterido sacarosa
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diams Ribosa Es una aldopentosa que forma parte de la estructura de los aacutecidos nucleicos (ARN o aacutecido
ribonucleico)
diams Desoxirribosa Es un monosacaacuterido que se origina por reduccioacuten de la ribosa en el carbono 2 Es el
azuacutecar que forma parte del ADN o aacutecido desoxirribonucleico
LOS OLIGOSACAacuteRIDOS EL ENLACE O-GLUCOSIacuteDICO
Los oligosacaacuteridos estaacuten formados por la unioacuten de 2 a 10 monosacaacuteridos mediante un enlace
O-glucosiacutedico Los maacutes importantes son los disacaacuteridos
Enlace O-glucosiacutedico
Se establece entre dos grupos hidroxilos (OH) de diferentes monosacaacuteridos en esta unioacuten
se pierde una moleacutecula de agua La unioacuten de los monosacaacuteridos puede dar origen a oligosacaacuteridos o
polisacaacuteridos
Disacaacuteridos
Son oligosacaacuteridos formados por dos monosacaacuteridos Son solubles en agua dulces cristalizables y
algunos poseen poder reductor (dan positivo al reactivo de Fehling)
Sacarosa Estaacute formada por la unioacuten de una moleacutecula de α-D-
glucopiranosas con una moleacutecula de β -D-fructofuranosa No posee
poder reductor al no tener libre ninguacuten grupo -OH de los carbonos
anomeacutericos Es el azuacutecar que consumimos normalmente se obtiene
principalmente a partir de la cantildea de azuacutecar y de la remolacha
Maltosa Formada por dos moleacuteculas de α-D-glucopiranosa (1-4) Recibe
el nombre de azuacutecar de malta Es un azuacutecar reductor
diams Lactosa Formada por la unioacuten de la β-D-
galactopiranosa y la β-D-glucopiranosa es tambieacuten un disacaacuterido con poder reductor Se
encuentra en la leche de los mamiacuteferos siendo eacutesta su uacutenica fuente natural
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POLISACAacuteRIDOS
Los polisacaacuteridos son gluacutecidos formados por un nuacutemero elevado de monosacaacuteridos
unidos entre siacute mediante enlaces glucosiacutedicos En el proceso de unioacuten de los monosacaacuteridos
para formar un polisacaacuterido se liberan moleacuteculas de agua una por cada enlace glucosiacutedico
Aunque el liacutemite entre oligosacaacuteridos y polisacaacuteridos se suele fijar arbitrariamente en 10
unidades monosacariacutedicas constituyentes lo cierto es que la mayoriacutea de los polisacaacuteridos
naturales estaacuten formados por centenares o miles de estas unidades monomeacutericas
Los polisacaacuteridos son macromoleacuteculas de elevado peso molecular y estructura
compleja Asiacute como otras macromoleacuteculas tienen tamantildeos y pesos moleculares definidos en
los polisacaacuteridos eacutestos pueden variar en funcioacuten del estado metaboacutelico de la ceacutelula Las
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas de los polisacaacuteridos son en cierto modo contrarias a las que
exhiben monosacaacuteridos y oligosacaacuteridos no cristalizan no tienen sabor dulce carecen de
poder reductor y aunque son sustancias hidrofiacutelicas son poco soluble en agua debido a su
elevado peso molecular
Los distintos tipos de polisacaacuteridos difieren entre siacute seguacuten el tipo de unidades
monosacariacutedicas que los forman en el tipo de enlace glucosiacutedico (α o β) que las une y en el
mayor o menor grado de ramificacioacuten que presentan sus cadenas Se distinguen dos tipos
principales de polisacaacuteridos los homopolisacaacuteridos formados por un soacutelo tipo de
monosacaacuterido y heteropolisacaacuteridos formados por dos o maacutes tipos de monosacaacuteridos Los
homopolisacaacuteridos de la D-glucosa denominados glucanos son los polisacaacuteridos maacutes
abundantes en la naturaleza y los que tienen una mayor importancia bioloacutegica como el almidoacuten
y el glucoacutegeno o la celulosa Hay que destacar que aqueacutellos que presentan enlaces
glucosiacutedicos tipo α tienen funcioacuten energeacutetica mientras que los que los presentan tipo β
tienen funcioacuten estructural A continuacioacuten analizaremos la estructura y la funcioacuten de los tres
glucanos maacutes importantes
Almidoacuten- Es un polisacaacuterido formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos
α(1rarr4) y α(1rarr6) En la moleacutecula de almidoacuten se distinguen dos tipos de poliacutemero
Amilosa- Es un poliacutemero no ramificado formado por largas cadenas de unidades de α-D-glucosa
unidas por enlaces α-(1rarr4) Estas cadenas adoptan una disposicioacuten helicoidal con 6 moleacuteculas por
vuelta
Amilopectina- Es un poliacutemero muy ramificado (Figura 714) formado por moleacuteculas de α-D-glucosa
Los sucesivos restos de glucosa a lo largo de las cadenas estaacuten unidos por enlaces α(1rarr4) y los
puntos de ramificacioacuten que se encuentran espaciados por un nuacutemero de restos de glucosa que oscila
entre 24 y 30 consisten en enlaces α(1rarr6)
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El almidoacuten actuacutea como sustancia de reserva en las ceacutelulas vegetales Una parte sustancial de los
gluacutecidos producidos en la fotosiacutentesis se almacenan en forma de almidoacuten dando lugar a unos
agregados insolubles de gran tamantildeo los granos de almidoacuten que se encuentran en todas las ceacutelulas
vegetales siendo especialmente abundantes en las de las semillas frutos y tubeacuterculos
Glucoacutegeno- Es un polisacaacuterido con estructura muy similar a la de la amilopectina Al igual que eacutesta
estaacute formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos α(1rarr4) a lo largo de las
cadenas y con puntos de ramificacioacuten consistentes en enlaces α(1rarr6) La diferencia con respecto a
la amilopectina estriba en que las ramificaciones se encuentran menos espaciadas concretamente
cada 8 a 12 restos de glucosa Esta mayor proximidad entre los puntos de ramificacioacuten hace que el
glucoacutegeno sea mucho maacutes compacto que el almidoacuten El glucoacutegeno actuacutea como sustancia de reserva en
las ceacutelulas animales Es especialmente abundante en el hiacutegado y muacutesculo esqueleacutetico
Los polisacaacuteridos dada la gran rapidez con que pueden ser movilizados constituyen una excelente
forma de almacenar energiacutea metaboacutelica a corto plazo Puede resultar sorprendente que las ceacutelulas
almacenen su combustible energeacutetico en forma de polisacaacuteridos cuando podriacutean hacerlo en forma de
glucosa libre evitaacutendose asiacute el trabajo quiacutemico de sintetizarlos y degradarlos La razoacuten de que ello sea
asiacute estriba en que los polisacaacuteridos se almacenan en forma esencialmente insoluble contribuyendo
muy poco a la presioacuten osmoacutetica del citoplasma Una cantidad equivalente de glucosa disuelta generariacutea
una presioacuten osmoacutetica muy elevada que podriacutea ser peligrosa para la ceacutelula
Tanto el almidoacuten como el glucoacutegeno pueden ser degradados en el aparato digestivo de los animales por
la accioacuten de unos enzimas llamados amilasas Las amilasas liberan moleacuteculas de glucosa que
pueden posteriormente ser absorbidas
Celulosa- Es un poliacutemero lineal (no ramificado) formado por moleacuteculas de β-D-glucosa unidas
mediante enlaces glucosiacutedicos β(1rarr4) Cada cadena de celulosa contiene entre 10000 y 15000
restos de glucosa Estas cadenas debido a la configuracioacuten β de sus enlaces glucosiacutedicos forman
fibras supramoleculares que contienen muchas cadenas individuales de celulosa en disposicioacuten paralela
e iacutentimamente unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno
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Tal estructura es la que confiere a la celulosa su insolubilidad en agua y su resistencia mecaacutenica
caracteriacutesticas propiedades estas que la hacen idoacutenea para desempentildear en las ceacutelulas una funcioacuten de
caraacutecter estructural La celulosa es el principal componente de las paredes celulares vegetales las
cuales proporcionan a las ceacutelulas de las plantas y las algas sosteacuten mecaacutenico y proteccioacuten frente a los
fenoacutemenos osmoacuteticos desfavorables Una gran parte de la masa de la madera es celulosa Las amilasas
que degradan el almidoacuten y el glucoacutegeno no pueden romper los enlaces β glucosiacutedico de la celulosa El
intestino humano (y el de la mayoriacutea de los animales) carece de enzimas que puedan romper este tipo
de enlace por lo que este polisacaacuterido tiene para el hombre un valor alimenticio praacutecticamente nulo
Ademaacutes de los descritos existen en la naturaleza otros homopolisacaacuteridos como los
formados por derivados de la glucosa como la quitina un poliacutemero de la N-acetil-glucosamina que es el componente principal del exoesqueleto de los artroacutepodos
HETEROacuteSIDOS
Como se dijo anteriormente estaacuten formados por monosacaacuteridos y otros componentes de naturaleza
no azucarada Ente ellos cabe citar a los glucoliacutepidos y a las glucoproteiacutenas que son asociaciones
covalentes de cadenas oligosacariacutedicas con liacutepidos y proteiacutenas respectivamente los glucoliacutepidos y
glucoproteiacutenas estaacuten presentes en muchos lugares de la ceacutelula sobre todo en la cara externa de la
membrana plasmaacutetica Un tipo especial de heteroacutesido es el peptidoglucano componente esencial de
las paredes celulares bacterianas que estaacute constituido por cadenas paralelas de un
heteropolisacaacuterido complejo unidas transversalmente por cadenas de aminoaacutecidos
FUNCIONES DE LOS GLUacuteCIDOS
Los gluacutecidos desempentildean con caraacutecter general en los seres vivos dos tipos de funciones energeacuteticas
y estructurales
Funcioacuten energeacutetica- La oxidacioacuten de los gluacutecidos libera energiacutea que las ceacutelulas pueden utilizar para
realizar sus funciones La glucosa es el azuacutecar que con maacutes frecuencia utilizan las ceacutelulas como
combustible metaboacutelico primario Por otra parte algunos polisacaacuteridos actuacutean como material de
reserva energeacutetica que puede ser raacutepidamente movilizado cuando es necesario Una ventaja que
poseen los gluacutecidos sobre otras biomoleacuteculas como material energeacutetico es que dada la solubilidad en
agua de muchos de ellos pueden ser transportados muy raacutepidamente en medio acuoso alliacute donde
resultan necesarios
Funcioacuten estructural- Algunos polisacaacuteridos como la celulosa o la quitina presentan propiedades que
los hacen idoacuteneos para formar parte de estructuras que deben ofrecer una gran resistencia
mecaacutenica como las paredes celulares vegetales o el exoesqueleto de los artroacutepodos
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LOS LIacutePIDOS
Los liacutepidos son biomoleacuteculas orgaacutenicas compuestas por carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno presenta en
ciertas ocasiones otros elementos como nitroacutegeno foacutesforo y azufre Este grupo incluye moleacuteculas
de estructuras y funciones muy diferentes aunque todas ellas se caracterizan sin embargo por su
insolubilidad en agua y por su solubilidad en disolvente orgaacutenico (no polares) como el alcohol benceno
acetona eacuteter cloroformo y por ser untuosos al tacto
AacuteCIDOS GRASOS
Constituyen la unidad baacutesica estructural de los liacutepidos saponificables y generalmente no aparecen
libres en la naturaleza Son moleacuteculas que poseen una larga cadena lineal hidrocarbonada por regla
general de un nuacutemero par de aacutetomos de carbono que oscila entre 10 y 22 (aunque los maacutes abundantes
tienen 16 oacute 18) y con un grupo carboxiacutelico (-COOH) en el primer carbono de la moleacutecula
Existen dos tipos de aacutecidos grasos
Saturados en los que la cadena hidrocarbonada
posee uacutenicamente enlaces simples Sus puntos de
fusioacuten son altos por lo que forman grasas soacutelidas a
temperatura ambiente (sebo)
Insaturados si la cadena hidrocarbonada ademaacutes
de enlaces simples posee uno o varios dobles
enlaces Sus puntos de fusioacuten son bajos por lo que
forman grasas liacutequidas a temperatura ambiente
(aceites)
LIacutePIDOS SAPONIFICABLES
Estos liacutepidos se forman por la unioacuten mediante un enlace que se denomina ldquoeacutesterrdquo entre el grupo
carboxilo (-COOH) del aacutecido graso con un grupo hidroxilo (-OH) de un alcohol (reaccioacuten de
esterificacioacuten) En este enlace se desprende una moleacutecula de agua
CLASIFICACIOacuteN DE LOS LIacutePIDOS
Liacutepidos
saponificable
s
Acilgliceacuteridos
Aceites
Trigliceacute
ridos o
grasas
Mantec
as
Sebos
Ceras
Liacutepidos
complejos o
de membrana
Fosfoliacutepidos
Esfingoliacutepidos
Liacutepidos
insaponificabl
es
Terpenos
Esteroides
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La reaccioacuten inversa de separacioacuten de estos grupos es una hidroacutelisis puesto que se necesita agua para
realizarla
Estos liacutepidos reciben su nombre debido a que se descomponen hirvieacutendolos con soluciones
diluidas de hidroacutexido soacutedico (Nao) o potaacutesico (KOH) mediante la reaccioacuten inversa a la
esterificacioacuten denominada saponificacioacuten Se obtienen como productos resultantes el alcohol y
sales soacutedicas o potaacutesicas de los aacutecidos grasos que reciben el nombre de jabones
ACILGLICEacuteRIDOS (GRASAS)
Los acilgliceacuteridos son los eacutesteres de la glicerina (moleacutecula con tres grupos hidroxilos ndashOH) en
los que estos grupos alcohol han sido sustituidos por aacutecidos grasos Si soacutelo uno de los grupos
alcohol es sustituido tenemos un monoacilgliceacuterido si son dos un diacilgliceacuterido y si son tres un
triacilgliceacuterido (tambieacuten llamados trigliceacuteridos o grasas)
Las grasas son los liacutepidos maacutes abundantes en la naturaleza tanto en el Reino Animal como en el
Vegetal Forman parte de los llamados liacutepidos saponificables los cuales poseen enlaces de tipo
eacutester y forman jabones por medio de hidroacutelisis alcalina Constituyen la reserva energeacutetica de los
seres vivos Se acumulan en las ceacutelulas adiposas de los animales y en las vacuolas de las ceacutelulas
vegetales
Al reaccionar tres moleacuteculas de aacutecidos grasos con una moleacutecula de glicerina dan lugar a una
moleacutecula de grasa maacutes tres de agua Esta es la reaccioacuten de esterificacioacuten
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CERAS
Son eacutesteres de monoalcoholes de cadena larga (alcoholes grasos) con aacutecidos grasos tambieacuten
de cadena larga
Son insolubles en agua lo que explica sus funciones protectoras y de revestimiento (su principal
funcioacuten bioloacutegica consiste en actuar como sustancias impermeabilizantes) El eacutester formado por el aacutecido
palmiacutetico (16 C) y el triacontanol (alcohol graso de 30 C) es el componente principal de la cera que
fabrican las abejas ciertas glaacutendulas de la piel de los vertebrados secretan ceras para proteger el pelo y
la piel las aves acuaacuteticas secretan ceras gracias a las cuales sus plumas pueden repeler el agua Las
ceras naturales tienen diversas aplicaciones en las industrias farmaceacuteutica y cosmeacutetica
FOSFOLIacutePIDOS Unos de los maacutes abundantes son los fosfogliceacuteridos que poseen dos moleacuteculas de
aacutecidos grasos unidas mediante enlaces eacutester a dos grupos alcohol de la glicerina y un aacutecido fosfoacuterico
al otro alcohol de la glicerina el aacutecido fosfoacuterico estaacute unido a diferentes compuestos de naturaleza
polar dando asiacute a los fosfogliceacuteridos su naturaleza anfipaacutetica (tienen en su moleacutecula una parte no polar y
una parte polar formada por el aacutecido fosfoacuterico y el compuesto polar) Es habitual representar a los
fosfogliceacuteridos mediante una cabeza polar y dos colas no polares El caraacutecter anfipaacutetico de los
fosfogliceacuteridos constituye la base fiacutesico-quiacutemica de su principal funcioacuten bioloacutegica que es la de ser
componentes esenciales de las membranas celulares
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NO SAPONIFICABLES
TERPENOS
Son un grupo de liacutepidos que no contienen aacutecidos grasos y son por lo tanto no saponificables Estaacuten
formados por la polimerizacioacuten de un hidrocarburo de 5 aacutetomos de carbono llamado isopreno
Los terpenos existentes en la naturaleza contienen un nuacutemero variable de unidades de isopreno unidas
entre siacute Debido a su naturaleza hidrocarbonada son sustancias netamente hidrofoacutebicas y por lo tanto
insolubles en agua
Son especialmente abundantes en el mundo vegetal Pueden actuar como pigmentos asiacute algunos
terpenos como los carotenos y xantofilas responsables de la coloracioacuten de muchos frutos la clorofila el
pigmento vegetal por excelencia Muchos aromas de origen vegetal como el alcanfor el mentol y el
geraniol son de naturaleza terpenoide como tambieacuten lo son algunos productos vegetales de intereacutes
econoacutemico como el caucho La vitamina A que deriva bioloacutegicamente de los carotenos tambieacuten es un
terpeno
ESTEROIDES
Son liacutepidos derivados del ciclo pentano-perhidro-fenantreno Un esteroide muy abundante
en los vertebrados es el colesterol que es un componente muy importante de las membranas
celulares a las que confiere fluidez
Otros esteroides son
Vitamina D
Hormonas sexuales androacutegenas como la testosterona
Hormonas de la corteza suprarrenales como la aldosterona
MICELAS MEMBRANAS LIPOSOMAS
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PROTEIacuteNAS
CONCEPTO
Las proteiacutenas son poliacutemeros lineales de moleacuteculas de α-aminoaacutecidos que desempentildean
muacuteltiples funciones especiacuteficas Eacutestas dependen de su estructura tridimensional que puede presentar
cuatro niveles de complejidad creciente Las proteiacutenas son muy abundantes pues constituyen casi la
mitad del peso en seco de la ceacutelula
COMPOSICIOacuteN
Las proteiacutenas estaacuten compuestas por aacutetomos de carbono (C) hidroacutegeno (H) oxiacutegeno (O) y
nitroacutegeno (N) aunque pueden contener tambieacuten azufre (S) En algunas proteiacutenas complejas
(heteroproteiacutenas) tambieacuten estaacuten presentes el foacutesforo (P) y en menor proporcioacuten hierro (Fe) cobre
(Cu) magnesio (Mg) yodo (I) etc
LOS AMINOAacuteCIDOS
Son sustancias cristalinas casi siempre de sabor dulce Los aminoaacutecidos se caracterizan por poseer
un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2)
Los aminoaacutecidos son las unidades elementales constitutivas de las moleacuteculas denominadas Proteiacutenas
Son pues y en un muy elemental siacutemil los ladrillos con los cuales el organismo reconstituye
permanentemente sus proteiacutenas especiacuteficas consumidas por la sola accioacuten de vivir Los alimentos que
ingerimos nos proveen proteiacutenas Pero tales proteiacutenas no se absorben normalmente en tal constitucioacuten
sino que luego de su desdoblamiento (hidroacutelisis o rotura) causado por el proceso de digestioacuten
atraviesan la pared intestinal en forma de aminoaacutecidos y cadenas cortas de peacuteptidos Esas sustancias
se incorporan inicialmente al torrente sanguiacuteneo y desde alliacute son distribuidas hacia los tejidos que
las necesitan para formar las proteiacutenas consumidas durante el ciclo vital
Se sabe que de los 20 aminoaacutecidos proteicos conocidos 8 resultan indispensables (o esenciales) para
la vida humana y 2 resultan semi-indispensables Son estos 10 aminoaacutecidos los que requieren ser
incorporados al organismo en su cotidiana alimentacioacuten` Hay que destacar que si falta uno solo de
ellos (aminoaacutecidos esenciales) no seraacute posible sintetizar ninguna de las proteiacutenas en la que sea
requerido dicho aminoaacutecido Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutricioacuten
seguacuten cual sea el aminoaacutecido limitante
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En esta imagen puede verse la foacutermula de los 20 aminoaacutecidos maacutes importantes en color negro la
parte comuacuten mientras que en color azul puede verse la parte variable que da a los aminoaacutecidos
distinto comportamiento
LOS PEacutePTIDOS Y EL ENLACE PEPTIacuteDICO
Los peacuteptidos estaacuten formados por la unioacuten de aminoaacutecidos mediante un enlace peptiacutedico
Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoaacutecido y el grupo amino
del siguiente dando lugar al desprendimiento de una moleacutecula de agua
Asiacute pues para formar peacuteptidos los aminoaacutecidos se van
enlazando entre siacute formando cadenas de longitud y secuencia
variable Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos
convencionales como
Oligopeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es menor de 10
Dipeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 2
Tripeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 3
Tetrapeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 4 etc
Polipeacuteptidos o cadenas polipeptiacutedicas- si el n ordm de aminoaacutecidos es mayor de 10
Si la hidroacutelisis de una proteiacutena produce uacutenicamente aminoaacutecidos la proteiacutena se denomina simple Si en
cambio produce otros compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos denominados grupo prosteacutetico la proteiacutena
se llama conjugada
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEIacuteNAS
La organizacioacuten de una proteiacutena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados
estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria y estructura cuaternaria Cada una
de estas estructuras informa de la disposicioacuten de la anterior en el espacio
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena Nos indica queacute aminoaacutecidos
componen la cadena polipeptiacutedica y el orden en que dichos aminoaacutecidos se encuentran La funcioacuten de
una proteiacutena depende de su secuencia y de la forma que eacutesta adopte
Estructura Secundaria
La estructura secundaria es la disposicioacuten de la secuencia de aminoaacutecidos en el espacio Los
aminoaacutecidos a medida que van siendo enlazados durante la siacutentesis de proteiacutenas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces adquieren una disposicioacuten espacial estable
la estructura secundaria
Existen dos tipos de estructura secundaria
1 La a(alfa)-heacutelice
2 La conformacioacuten beta o laacutemina β
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre siacute misma la estructura primaria Se
debe a la formacioacuten de enlaces de hidroacutegeno entre el -C=O de un aminoaacutecido y el -NH- del cuarto
aminoaacutecido que le sigue
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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como el metano y el amoniacuteaco mezclas convenientemente irradiadas de CO CO2 N2 y O2 tambieacuten dan
lugar a gran variedad de compuestos orgaacutenicos
En resumen los experimentos sobre la formacioacuten espontaacutenea de biomoleacuteculas en condiciones
similares a las de la Tierra primitiva indican que muchos de los componentes quiacutemicos de las ceacutelulas vivas
pudieron haberse formado en esas condiciones
OacuteSMOSIS
Cuando dos disoluciones acuosas de diferente concentracioacuten como las representadas en la figura se
encuentran separadas por una membrana semipermeable es decir por una membrana que permite el
paso de moleacuteculas de agua pero no de moleacuteculas de soluto la tendencia del disolvente a diluir al soluto se
manifiesta mediante un flujo diferencial de agua a traveacutes de la membrana pasa maacutes agua desde la
disolucioacuten maacutes diluida a la maacutes concentrada que en sentido inverso Este fenoacutemeno se conoce con el
nombre de oacutesmosis El flujo diferencial al que hacemos referencia provoca un aumento del nivel del
liacutequido en el compartimento de la disolucioacuten maacutes concentrada Cuando el liacutequido alcanza una determinada
altura (h) la presioacuten hidrostaacutetica generada por este volumen adicional de liacutequido contrarresta el
mencionado flujo diferencial alcanzaacutendose el equilibrio cuando dicho flujo es de igual magnitud en ambos
sentidos Esta presioacuten hidrostaacutetica necesaria para alcanzar el equilibrio se conoce con el nombre de
presioacuten osmoacutetica
El intereacutes bioloacutegico de esta propiedad de las disoluciones que llamamos oacutesmosis reside en que las
membranas celulares son membranas semipermeables permiten el libre paso de moleacuteculas de agua pero
ejercen una permeabilidad selectiva sobre la mayoriacutea de las biomoleacuteculas disueltas en ella Como
consecuencia las ceacutelulas estaacuten sometidas a fenoacutemenos osmoacuteticos que dependeraacuten de la concentracioacuten de
solutos en el medio en que se encuentran Si la concentracioacuten de solutos en el medio es mayor que en el
interior de la ceacutelula (medio hipertoacutenico) eacutesta perderaacute agua por oacutesmosis sufriendo una retraccioacuten
denominada plasmoacutelisis que en grado extremo acarrearaacute la muerte celular Si la concentracioacuten de solutos
en el medio es igual a la del interior de la ceacutelula (medio isotoacutenico) eacutesta estaraacute en equilibrio osmoacutetico con
su entorno y no sufriraacute cambios Por uacuteltimo si la concentracioacuten de solutos en el medio es inferior a la del
interior celular (medio hipotoacutenico) la consiguiente entrada de agua en la ceacutelula produciraacute un aumento de
la presioacuten osmoacutetica en su interior En un primer momento este aumento se traduciraacute en una mayor
turgencia de la ceacutelula maacutes tarde cuando la presioacuten osmoacutetica en el interior vence la resistencia mecaacutenica
de la membrana (que es muy limitada) sobrevendraacute la lisis (rotura de la membrana con peacuterdida del
contenido celular) y con ella la muerte de la ceacutelula
Las ceacutelulas deben protegerse de alguna manera frente a los fenoacutemenos osmoacuteticos desfavorables a
los que esteacuten expuestas Dos son las estrategias evolutivas que han adoptado para conseguirlo La primera
de ellas consiste en habitar exclusivamente en entornos isotoacutenicos con respecto al interior celular tal y
como hacen algunos organismos unicelulares y tambieacuten las ceacutelulas de los animales superiores que se han
dotado de un medio interno isotoacutenico La segunda tiacutepica de las bacterias y de las ceacutelulas vegetales
consiste en dotarse de una pared celular resistente que les permite soportar las elevadas presiones
osmoacuteticas generadas por los medios hipotoacutenicos en los que habitualmente viven
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GLUacuteCIDOS
Los gluacutecidos tambieacuten llamados azuacutecares o sacaacuteridos son un grupo de biomoleacuteculas orgaacutenicas muy
abundante en la naturaleza Concretamente la celulosa el principal componente de la madera que es
de naturaleza gluciacutedica quizaacutes sea la biomoleacutecula maacutes abundante en la biosfera Los gluacutecidos se
definen sencillamente desde el punto de vista quiacutemico como polihidroxialdehiacutedos o
polihidroxicetonas o bien sustancias que por hidroacutelisis dan lugar a este tipo de compuestos Los
polihidroxialdehiacutedos son compuestos orgaacutenicos en los que todos los aacutetomos de carbono estaacuten unidos a
un grupo hidroxilo (-OH) excepto uno de ellos que forma parte de un grupo aldehiacutedo (-CHO) mientras
que las polihidroxicetonas son compuestos orgaacutenicos en los que todos los aacutetomos de carbono estaacuten
unidos a un grupo hidroxilo excepto uno que forma parte de un grupo cetona (-CO) Muchos gluacutecidos
responden a foacutermulas empiacutericas que se pueden escribir como (CH2O)n por lo que antiguamente se
pensoacute que eran alguacuten tipo de combinacioacuten de carbono y agua y se les llamoacute hidratos de carbono Hoy
sabemos que esta denominacioacuten es quiacutemicamente engantildeosa pero quizaacutes esteacute demasiado arraigada
como para que sea abandonada definitivamente de todos modos no se recomienda su uso Existen dos
clases principales de gluacutecidos
a) Monosacaacuteridos- Tambieacuten llamados osas Son azuacutecares simples no hidrolizables que
consisten en una sola unidad de polihidroxialdehiacutedo o polihidroxicetona Se clasifican a su vez en
aldosas y cetosas y las hay de 3 a 7 aacutetomos de carbono
b) Oacutesidos- Son azuacutecares complejos que cuando sufren hidroacutelisis liberan monosacaacuteridos Estaacuten
formados por un nuacutemero variable de monosacaacuteridos unidos covalentemente entre siacute Algunos oacutesidos se
componen exclusivamente de monosacaacuteridos y se denominan holoacutesidos mientras que otros contienen
ademaacutes otros componentes de naturaleza no gluciacutedica y se denominan heteroacutesidos
En el siguiente recuadro aparece una clasificacioacuten de los distintos tipos de gluacutecidos
GLUCIDOS
Osas
o
Monosacaacuteridos
Aldosas y
Cetosas
Triosas 3 aacutetomos de C
Tetrosas 4 aacutetomos de C
Pentosas 5 aacutetomos de C
Hexosas 6 aacutetomos de C
Heptosas 7 aacutetomos de C
Octosas 8 aacutetomos de C
Oacutesidos
Holoacutesidos
Oligosacaacuteridos
de 2 a 10 monosacaacuteridos
Disacaacuteridos formados por la unioacuten de 2
monosacaacuteridos
Trisacaacuteridos 3 monosacaacuteridos
Polisacaacuteridos
maacutes de 10
Homopolisacaacuteridos un soacutelo tipo de
monosacaacuterido
Heteropolisacaacuteridos dos o maacutes tipos de
monosacaacuteridos
Heteroacutesidos
Glucoproteidos formados por gluacutecidos y proteiacutenas
Glucoliacutepidos formados por gluacutecidos y liacutepidos
Gluacutecidos de los aacutecidos nucleicos
Monosacaacuteridos
Los monosacaacuteridos son compuestos soacutelidos cristalinos de color blanco solubles en agua y de
caracteriacutestico sabor dulce Entre sus propiedades quiacutemicas destaca su poder para reducir el licor de Fehling siendo esta reaccioacuten de gran utilidad para identificarlos experimentalmente
Los monosacaacuteridos son los azuacutecares maacutes sencillos pues no pueden descomponerse por
hidroacutelisis para dar lugar a otros azuacutecares maacutes simples En la naturaleza se encuentran en estado libre
desempentildeando importantes funciones pero tambieacuten se encuentran formando parte de otros azuacutecares
maacutes complejos los oacutesidos de los cuales son sus sillares estructurales
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La estructura baacutesica de todos los monosacaacuteridos es una cadena de aacutetomos de
carbono no ramificada en la que todos ellos estaacuten unidos por enlaces simples Uno de estos
aacutetomos de carbono estaacute unido a uno de oxiacutegeno por un enlace doble formando un grupo carbonilo Todos los demaacutes estaacuten unidos a grupos hidroxilo Si el grupo
carbonilo se encuentra en un extremo de la cadena carbonada el
monosacaacuterido es un aldehiacutedo y recibe el nombre de aldosa si el grupo
carbonilo se encuentra en cualquier otra posicioacuten el monosacaacuterido es una
cetona y recibe el nombre de cetosa Los monosacaacuteridos naturales tienen
entre tres y ocho aacutetomos de carbono aunque los de siete y ocho son
relativamente raros Seguacuten tengan 3 4 5 6 carbonos se denominan
respectivamente triosas tetrosas pentosas hexosas Existen aldosas y
cetosas para cada una de estas longitudes de cadena
ISOMERIacuteA
Cuando dos o maacutes compuestos presentan la misma foacutermula molecular y distintas foacutermulas
estructurales se dice que cada uno de ellos es isoacutemero de los demaacutes Los isoacutemeros se diferencian por
presentar distintas propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
En los monosacaacuteridos podemos encontrar isomeriacutea de funcioacuten isomeriacutea espacial e isomeriacutea oacuteptica
Isomeriacutea de funcioacuten Los isoacutemeros se distinguen por tener distintos grupos funcionales Las aldosas
son isoacutemeros funcionales de las cetosas
Isomeriacutea espacial Los isoacutemeros espaciales o estereoisoacutemeros se producen cuando la moleacutecula
presenta uno o maacutes carbonos asimeacutetricos (carbono unido a cuatro radicales quiacutemicos distintos) Los
radicales unidos a estos carbonos pueden disponerse en el espacio en distintas posiciones Cuantos
maacutes carbonos asimeacutetricos tenga la moleacutecula maacutes tipos de isomeriacutea se presentan
El carbono asimeacutetrico maacutes alejado del grupo funcional sirve como referencia para nombrar la isomeriacutea
de una moleacutecula Por convenio se establece que el estereoisoacutemero que en la proyeccioacuten de Fisher
presenta el grupo hidroxilo unido al aacutetomo de carbono asimeacutetrico hacia la derecha es el D-
gliceraldehiacutedo y el que lo presenta hacia la izquierda es el L-gliceraldehiacutedo Salvo muy pocas
excepciones la mayoriacutea de monosacaacuteridos se presentan en la naturaleza como isoacutemeros D
Enantioacutemeros son moleacuteculas que tienen los grupos -OH de todos los carbonos asimeacutetricos en posicioacuten
opuesta reflejo de la otra moleacutecula isoacutemera
Epiacutemeros a las moleacuteculas isoacutemeras que se diferencian en la posicioacuten de un uacutenico -OH en un carbono
asimeacutetrico
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Foacutermulas Lineales
Las foacutermulas con estructura en forma de cadena abierta de los monosacaacuteridos se denominan
proyeccioacuten de Fischer se situacutea el grupo funcional principal en la parte superior y los grupos
hidroxilos a la derecha o a la izquierda
Foacutermulas Ciacuteclicas
Las aldopentosas y las hexosas en disolucioacuten no presentan estructura lineal sino que
presentan estructuras cerradas o ciacuteclicas llamadas ldquoproyeccioacuten de Hawortrdquo Si la reaccioacuten es entre
un alcohol y un grupo aldehiacutedo el enlace se llama hemiacetal y si es entre un alcohol y una cetona se
llama hemicetal
El ciclo resultante puede tener forma pentagonal (furano) o hexagonal (pirano)
denominaacutendose los monosacaacuteridos furanosas o piranosas respectivamente
En esta representacioacuten se situacutean hacia abajo todos los grupos situados hacia la derecha en la
representacioacuten lineal y hacia arriba los situados hacia la izquierda (exceptuando claro estaacute el (-OH)
implicado en la formacioacuten del puente hemiacetal o hemicetal)
Cuando se produce la ciclacioacuten de la moleacutecula aparece un nuevo aacutetomo de carbono asimeacutetrico
el carbono 1 en las aldosas o el 2 en las cetosas Este carbono recibe el nombre de carbono
anomeacuterico Existen dos formas anomeacutericas
diams Alfa (α) El OH del carbono anomeacuterico queda hacia abajo
diams Beta (szlig) El OH del carbono anomeacuterico queda hacia arriba
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Actividad Oacuteptica
Por el hecho de poseer carbonos asimeacutetricos los monosacaacuteridos presentan actividad oacuteptica es
decir cuando se encuentran en disolucioacuten acuosa hacen girar el plano de vibracioacuten de la luz polarizada Los monosacaacuteridos que lo hacen girar hacia la derecha se denominan dextroacutegiros (+) y los
que lo hacen girar hacia la izquierda se denominan levoacutegiros (-) El hecho de que un monosacaacuterido sea
dextroacutegiro o levoacutegiro es completamente independiente de su pertenencia a la serie D o a la serie L
Principales Monosacaacuteridos
Los monosacaacuteridos maacutes corrientes reciben nombres vulgares distintos a los cientiacuteficos los
maacutes importantes son la glucosa la fructosa la ribosa y la desoxirribosa
diams Glucosa Tambieacuten llamada azuacutecar de la uva es una aldohexosa Es el azuacutecar maacutes utilizado por las
ceacutelulas como fuente de energiacutea Se encuentra en forma libre en la sangre Se puede obtener de la
digestioacuten de los gluacutecidos que tomamos con el alimento
diams Fructosa Es una cetohexosa que se encuentra estado libre en las frutas y que forma parte junto
con la glucosa del disacaacuterido sacarosa
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diams Ribosa Es una aldopentosa que forma parte de la estructura de los aacutecidos nucleicos (ARN o aacutecido
ribonucleico)
diams Desoxirribosa Es un monosacaacuterido que se origina por reduccioacuten de la ribosa en el carbono 2 Es el
azuacutecar que forma parte del ADN o aacutecido desoxirribonucleico
LOS OLIGOSACAacuteRIDOS EL ENLACE O-GLUCOSIacuteDICO
Los oligosacaacuteridos estaacuten formados por la unioacuten de 2 a 10 monosacaacuteridos mediante un enlace
O-glucosiacutedico Los maacutes importantes son los disacaacuteridos
Enlace O-glucosiacutedico
Se establece entre dos grupos hidroxilos (OH) de diferentes monosacaacuteridos en esta unioacuten
se pierde una moleacutecula de agua La unioacuten de los monosacaacuteridos puede dar origen a oligosacaacuteridos o
polisacaacuteridos
Disacaacuteridos
Son oligosacaacuteridos formados por dos monosacaacuteridos Son solubles en agua dulces cristalizables y
algunos poseen poder reductor (dan positivo al reactivo de Fehling)
Sacarosa Estaacute formada por la unioacuten de una moleacutecula de α-D-
glucopiranosas con una moleacutecula de β -D-fructofuranosa No posee
poder reductor al no tener libre ninguacuten grupo -OH de los carbonos
anomeacutericos Es el azuacutecar que consumimos normalmente se obtiene
principalmente a partir de la cantildea de azuacutecar y de la remolacha
Maltosa Formada por dos moleacuteculas de α-D-glucopiranosa (1-4) Recibe
el nombre de azuacutecar de malta Es un azuacutecar reductor
diams Lactosa Formada por la unioacuten de la β-D-
galactopiranosa y la β-D-glucopiranosa es tambieacuten un disacaacuterido con poder reductor Se
encuentra en la leche de los mamiacuteferos siendo eacutesta su uacutenica fuente natural
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POLISACAacuteRIDOS
Los polisacaacuteridos son gluacutecidos formados por un nuacutemero elevado de monosacaacuteridos
unidos entre siacute mediante enlaces glucosiacutedicos En el proceso de unioacuten de los monosacaacuteridos
para formar un polisacaacuterido se liberan moleacuteculas de agua una por cada enlace glucosiacutedico
Aunque el liacutemite entre oligosacaacuteridos y polisacaacuteridos se suele fijar arbitrariamente en 10
unidades monosacariacutedicas constituyentes lo cierto es que la mayoriacutea de los polisacaacuteridos
naturales estaacuten formados por centenares o miles de estas unidades monomeacutericas
Los polisacaacuteridos son macromoleacuteculas de elevado peso molecular y estructura
compleja Asiacute como otras macromoleacuteculas tienen tamantildeos y pesos moleculares definidos en
los polisacaacuteridos eacutestos pueden variar en funcioacuten del estado metaboacutelico de la ceacutelula Las
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas de los polisacaacuteridos son en cierto modo contrarias a las que
exhiben monosacaacuteridos y oligosacaacuteridos no cristalizan no tienen sabor dulce carecen de
poder reductor y aunque son sustancias hidrofiacutelicas son poco soluble en agua debido a su
elevado peso molecular
Los distintos tipos de polisacaacuteridos difieren entre siacute seguacuten el tipo de unidades
monosacariacutedicas que los forman en el tipo de enlace glucosiacutedico (α o β) que las une y en el
mayor o menor grado de ramificacioacuten que presentan sus cadenas Se distinguen dos tipos
principales de polisacaacuteridos los homopolisacaacuteridos formados por un soacutelo tipo de
monosacaacuterido y heteropolisacaacuteridos formados por dos o maacutes tipos de monosacaacuteridos Los
homopolisacaacuteridos de la D-glucosa denominados glucanos son los polisacaacuteridos maacutes
abundantes en la naturaleza y los que tienen una mayor importancia bioloacutegica como el almidoacuten
y el glucoacutegeno o la celulosa Hay que destacar que aqueacutellos que presentan enlaces
glucosiacutedicos tipo α tienen funcioacuten energeacutetica mientras que los que los presentan tipo β
tienen funcioacuten estructural A continuacioacuten analizaremos la estructura y la funcioacuten de los tres
glucanos maacutes importantes
Almidoacuten- Es un polisacaacuterido formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos
α(1rarr4) y α(1rarr6) En la moleacutecula de almidoacuten se distinguen dos tipos de poliacutemero
Amilosa- Es un poliacutemero no ramificado formado por largas cadenas de unidades de α-D-glucosa
unidas por enlaces α-(1rarr4) Estas cadenas adoptan una disposicioacuten helicoidal con 6 moleacuteculas por
vuelta
Amilopectina- Es un poliacutemero muy ramificado (Figura 714) formado por moleacuteculas de α-D-glucosa
Los sucesivos restos de glucosa a lo largo de las cadenas estaacuten unidos por enlaces α(1rarr4) y los
puntos de ramificacioacuten que se encuentran espaciados por un nuacutemero de restos de glucosa que oscila
entre 24 y 30 consisten en enlaces α(1rarr6)
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El almidoacuten actuacutea como sustancia de reserva en las ceacutelulas vegetales Una parte sustancial de los
gluacutecidos producidos en la fotosiacutentesis se almacenan en forma de almidoacuten dando lugar a unos
agregados insolubles de gran tamantildeo los granos de almidoacuten que se encuentran en todas las ceacutelulas
vegetales siendo especialmente abundantes en las de las semillas frutos y tubeacuterculos
Glucoacutegeno- Es un polisacaacuterido con estructura muy similar a la de la amilopectina Al igual que eacutesta
estaacute formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos α(1rarr4) a lo largo de las
cadenas y con puntos de ramificacioacuten consistentes en enlaces α(1rarr6) La diferencia con respecto a
la amilopectina estriba en que las ramificaciones se encuentran menos espaciadas concretamente
cada 8 a 12 restos de glucosa Esta mayor proximidad entre los puntos de ramificacioacuten hace que el
glucoacutegeno sea mucho maacutes compacto que el almidoacuten El glucoacutegeno actuacutea como sustancia de reserva en
las ceacutelulas animales Es especialmente abundante en el hiacutegado y muacutesculo esqueleacutetico
Los polisacaacuteridos dada la gran rapidez con que pueden ser movilizados constituyen una excelente
forma de almacenar energiacutea metaboacutelica a corto plazo Puede resultar sorprendente que las ceacutelulas
almacenen su combustible energeacutetico en forma de polisacaacuteridos cuando podriacutean hacerlo en forma de
glucosa libre evitaacutendose asiacute el trabajo quiacutemico de sintetizarlos y degradarlos La razoacuten de que ello sea
asiacute estriba en que los polisacaacuteridos se almacenan en forma esencialmente insoluble contribuyendo
muy poco a la presioacuten osmoacutetica del citoplasma Una cantidad equivalente de glucosa disuelta generariacutea
una presioacuten osmoacutetica muy elevada que podriacutea ser peligrosa para la ceacutelula
Tanto el almidoacuten como el glucoacutegeno pueden ser degradados en el aparato digestivo de los animales por
la accioacuten de unos enzimas llamados amilasas Las amilasas liberan moleacuteculas de glucosa que
pueden posteriormente ser absorbidas
Celulosa- Es un poliacutemero lineal (no ramificado) formado por moleacuteculas de β-D-glucosa unidas
mediante enlaces glucosiacutedicos β(1rarr4) Cada cadena de celulosa contiene entre 10000 y 15000
restos de glucosa Estas cadenas debido a la configuracioacuten β de sus enlaces glucosiacutedicos forman
fibras supramoleculares que contienen muchas cadenas individuales de celulosa en disposicioacuten paralela
e iacutentimamente unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno
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Tal estructura es la que confiere a la celulosa su insolubilidad en agua y su resistencia mecaacutenica
caracteriacutesticas propiedades estas que la hacen idoacutenea para desempentildear en las ceacutelulas una funcioacuten de
caraacutecter estructural La celulosa es el principal componente de las paredes celulares vegetales las
cuales proporcionan a las ceacutelulas de las plantas y las algas sosteacuten mecaacutenico y proteccioacuten frente a los
fenoacutemenos osmoacuteticos desfavorables Una gran parte de la masa de la madera es celulosa Las amilasas
que degradan el almidoacuten y el glucoacutegeno no pueden romper los enlaces β glucosiacutedico de la celulosa El
intestino humano (y el de la mayoriacutea de los animales) carece de enzimas que puedan romper este tipo
de enlace por lo que este polisacaacuterido tiene para el hombre un valor alimenticio praacutecticamente nulo
Ademaacutes de los descritos existen en la naturaleza otros homopolisacaacuteridos como los
formados por derivados de la glucosa como la quitina un poliacutemero de la N-acetil-glucosamina que es el componente principal del exoesqueleto de los artroacutepodos
HETEROacuteSIDOS
Como se dijo anteriormente estaacuten formados por monosacaacuteridos y otros componentes de naturaleza
no azucarada Ente ellos cabe citar a los glucoliacutepidos y a las glucoproteiacutenas que son asociaciones
covalentes de cadenas oligosacariacutedicas con liacutepidos y proteiacutenas respectivamente los glucoliacutepidos y
glucoproteiacutenas estaacuten presentes en muchos lugares de la ceacutelula sobre todo en la cara externa de la
membrana plasmaacutetica Un tipo especial de heteroacutesido es el peptidoglucano componente esencial de
las paredes celulares bacterianas que estaacute constituido por cadenas paralelas de un
heteropolisacaacuterido complejo unidas transversalmente por cadenas de aminoaacutecidos
FUNCIONES DE LOS GLUacuteCIDOS
Los gluacutecidos desempentildean con caraacutecter general en los seres vivos dos tipos de funciones energeacuteticas
y estructurales
Funcioacuten energeacutetica- La oxidacioacuten de los gluacutecidos libera energiacutea que las ceacutelulas pueden utilizar para
realizar sus funciones La glucosa es el azuacutecar que con maacutes frecuencia utilizan las ceacutelulas como
combustible metaboacutelico primario Por otra parte algunos polisacaacuteridos actuacutean como material de
reserva energeacutetica que puede ser raacutepidamente movilizado cuando es necesario Una ventaja que
poseen los gluacutecidos sobre otras biomoleacuteculas como material energeacutetico es que dada la solubilidad en
agua de muchos de ellos pueden ser transportados muy raacutepidamente en medio acuoso alliacute donde
resultan necesarios
Funcioacuten estructural- Algunos polisacaacuteridos como la celulosa o la quitina presentan propiedades que
los hacen idoacuteneos para formar parte de estructuras que deben ofrecer una gran resistencia
mecaacutenica como las paredes celulares vegetales o el exoesqueleto de los artroacutepodos
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LOS LIacutePIDOS
Los liacutepidos son biomoleacuteculas orgaacutenicas compuestas por carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno presenta en
ciertas ocasiones otros elementos como nitroacutegeno foacutesforo y azufre Este grupo incluye moleacuteculas
de estructuras y funciones muy diferentes aunque todas ellas se caracterizan sin embargo por su
insolubilidad en agua y por su solubilidad en disolvente orgaacutenico (no polares) como el alcohol benceno
acetona eacuteter cloroformo y por ser untuosos al tacto
AacuteCIDOS GRASOS
Constituyen la unidad baacutesica estructural de los liacutepidos saponificables y generalmente no aparecen
libres en la naturaleza Son moleacuteculas que poseen una larga cadena lineal hidrocarbonada por regla
general de un nuacutemero par de aacutetomos de carbono que oscila entre 10 y 22 (aunque los maacutes abundantes
tienen 16 oacute 18) y con un grupo carboxiacutelico (-COOH) en el primer carbono de la moleacutecula
Existen dos tipos de aacutecidos grasos
Saturados en los que la cadena hidrocarbonada
posee uacutenicamente enlaces simples Sus puntos de
fusioacuten son altos por lo que forman grasas soacutelidas a
temperatura ambiente (sebo)
Insaturados si la cadena hidrocarbonada ademaacutes
de enlaces simples posee uno o varios dobles
enlaces Sus puntos de fusioacuten son bajos por lo que
forman grasas liacutequidas a temperatura ambiente
(aceites)
LIacutePIDOS SAPONIFICABLES
Estos liacutepidos se forman por la unioacuten mediante un enlace que se denomina ldquoeacutesterrdquo entre el grupo
carboxilo (-COOH) del aacutecido graso con un grupo hidroxilo (-OH) de un alcohol (reaccioacuten de
esterificacioacuten) En este enlace se desprende una moleacutecula de agua
CLASIFICACIOacuteN DE LOS LIacutePIDOS
Liacutepidos
saponificable
s
Acilgliceacuteridos
Aceites
Trigliceacute
ridos o
grasas
Mantec
as
Sebos
Ceras
Liacutepidos
complejos o
de membrana
Fosfoliacutepidos
Esfingoliacutepidos
Liacutepidos
insaponificabl
es
Terpenos
Esteroides
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La reaccioacuten inversa de separacioacuten de estos grupos es una hidroacutelisis puesto que se necesita agua para
realizarla
Estos liacutepidos reciben su nombre debido a que se descomponen hirvieacutendolos con soluciones
diluidas de hidroacutexido soacutedico (Nao) o potaacutesico (KOH) mediante la reaccioacuten inversa a la
esterificacioacuten denominada saponificacioacuten Se obtienen como productos resultantes el alcohol y
sales soacutedicas o potaacutesicas de los aacutecidos grasos que reciben el nombre de jabones
ACILGLICEacuteRIDOS (GRASAS)
Los acilgliceacuteridos son los eacutesteres de la glicerina (moleacutecula con tres grupos hidroxilos ndashOH) en
los que estos grupos alcohol han sido sustituidos por aacutecidos grasos Si soacutelo uno de los grupos
alcohol es sustituido tenemos un monoacilgliceacuterido si son dos un diacilgliceacuterido y si son tres un
triacilgliceacuterido (tambieacuten llamados trigliceacuteridos o grasas)
Las grasas son los liacutepidos maacutes abundantes en la naturaleza tanto en el Reino Animal como en el
Vegetal Forman parte de los llamados liacutepidos saponificables los cuales poseen enlaces de tipo
eacutester y forman jabones por medio de hidroacutelisis alcalina Constituyen la reserva energeacutetica de los
seres vivos Se acumulan en las ceacutelulas adiposas de los animales y en las vacuolas de las ceacutelulas
vegetales
Al reaccionar tres moleacuteculas de aacutecidos grasos con una moleacutecula de glicerina dan lugar a una
moleacutecula de grasa maacutes tres de agua Esta es la reaccioacuten de esterificacioacuten
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CERAS
Son eacutesteres de monoalcoholes de cadena larga (alcoholes grasos) con aacutecidos grasos tambieacuten
de cadena larga
Son insolubles en agua lo que explica sus funciones protectoras y de revestimiento (su principal
funcioacuten bioloacutegica consiste en actuar como sustancias impermeabilizantes) El eacutester formado por el aacutecido
palmiacutetico (16 C) y el triacontanol (alcohol graso de 30 C) es el componente principal de la cera que
fabrican las abejas ciertas glaacutendulas de la piel de los vertebrados secretan ceras para proteger el pelo y
la piel las aves acuaacuteticas secretan ceras gracias a las cuales sus plumas pueden repeler el agua Las
ceras naturales tienen diversas aplicaciones en las industrias farmaceacuteutica y cosmeacutetica
FOSFOLIacutePIDOS Unos de los maacutes abundantes son los fosfogliceacuteridos que poseen dos moleacuteculas de
aacutecidos grasos unidas mediante enlaces eacutester a dos grupos alcohol de la glicerina y un aacutecido fosfoacuterico
al otro alcohol de la glicerina el aacutecido fosfoacuterico estaacute unido a diferentes compuestos de naturaleza
polar dando asiacute a los fosfogliceacuteridos su naturaleza anfipaacutetica (tienen en su moleacutecula una parte no polar y
una parte polar formada por el aacutecido fosfoacuterico y el compuesto polar) Es habitual representar a los
fosfogliceacuteridos mediante una cabeza polar y dos colas no polares El caraacutecter anfipaacutetico de los
fosfogliceacuteridos constituye la base fiacutesico-quiacutemica de su principal funcioacuten bioloacutegica que es la de ser
componentes esenciales de las membranas celulares
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NO SAPONIFICABLES
TERPENOS
Son un grupo de liacutepidos que no contienen aacutecidos grasos y son por lo tanto no saponificables Estaacuten
formados por la polimerizacioacuten de un hidrocarburo de 5 aacutetomos de carbono llamado isopreno
Los terpenos existentes en la naturaleza contienen un nuacutemero variable de unidades de isopreno unidas
entre siacute Debido a su naturaleza hidrocarbonada son sustancias netamente hidrofoacutebicas y por lo tanto
insolubles en agua
Son especialmente abundantes en el mundo vegetal Pueden actuar como pigmentos asiacute algunos
terpenos como los carotenos y xantofilas responsables de la coloracioacuten de muchos frutos la clorofila el
pigmento vegetal por excelencia Muchos aromas de origen vegetal como el alcanfor el mentol y el
geraniol son de naturaleza terpenoide como tambieacuten lo son algunos productos vegetales de intereacutes
econoacutemico como el caucho La vitamina A que deriva bioloacutegicamente de los carotenos tambieacuten es un
terpeno
ESTEROIDES
Son liacutepidos derivados del ciclo pentano-perhidro-fenantreno Un esteroide muy abundante
en los vertebrados es el colesterol que es un componente muy importante de las membranas
celulares a las que confiere fluidez
Otros esteroides son
Vitamina D
Hormonas sexuales androacutegenas como la testosterona
Hormonas de la corteza suprarrenales como la aldosterona
MICELAS MEMBRANAS LIPOSOMAS
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PROTEIacuteNAS
CONCEPTO
Las proteiacutenas son poliacutemeros lineales de moleacuteculas de α-aminoaacutecidos que desempentildean
muacuteltiples funciones especiacuteficas Eacutestas dependen de su estructura tridimensional que puede presentar
cuatro niveles de complejidad creciente Las proteiacutenas son muy abundantes pues constituyen casi la
mitad del peso en seco de la ceacutelula
COMPOSICIOacuteN
Las proteiacutenas estaacuten compuestas por aacutetomos de carbono (C) hidroacutegeno (H) oxiacutegeno (O) y
nitroacutegeno (N) aunque pueden contener tambieacuten azufre (S) En algunas proteiacutenas complejas
(heteroproteiacutenas) tambieacuten estaacuten presentes el foacutesforo (P) y en menor proporcioacuten hierro (Fe) cobre
(Cu) magnesio (Mg) yodo (I) etc
LOS AMINOAacuteCIDOS
Son sustancias cristalinas casi siempre de sabor dulce Los aminoaacutecidos se caracterizan por poseer
un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2)
Los aminoaacutecidos son las unidades elementales constitutivas de las moleacuteculas denominadas Proteiacutenas
Son pues y en un muy elemental siacutemil los ladrillos con los cuales el organismo reconstituye
permanentemente sus proteiacutenas especiacuteficas consumidas por la sola accioacuten de vivir Los alimentos que
ingerimos nos proveen proteiacutenas Pero tales proteiacutenas no se absorben normalmente en tal constitucioacuten
sino que luego de su desdoblamiento (hidroacutelisis o rotura) causado por el proceso de digestioacuten
atraviesan la pared intestinal en forma de aminoaacutecidos y cadenas cortas de peacuteptidos Esas sustancias
se incorporan inicialmente al torrente sanguiacuteneo y desde alliacute son distribuidas hacia los tejidos que
las necesitan para formar las proteiacutenas consumidas durante el ciclo vital
Se sabe que de los 20 aminoaacutecidos proteicos conocidos 8 resultan indispensables (o esenciales) para
la vida humana y 2 resultan semi-indispensables Son estos 10 aminoaacutecidos los que requieren ser
incorporados al organismo en su cotidiana alimentacioacuten` Hay que destacar que si falta uno solo de
ellos (aminoaacutecidos esenciales) no seraacute posible sintetizar ninguna de las proteiacutenas en la que sea
requerido dicho aminoaacutecido Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutricioacuten
seguacuten cual sea el aminoaacutecido limitante
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En esta imagen puede verse la foacutermula de los 20 aminoaacutecidos maacutes importantes en color negro la
parte comuacuten mientras que en color azul puede verse la parte variable que da a los aminoaacutecidos
distinto comportamiento
LOS PEacutePTIDOS Y EL ENLACE PEPTIacuteDICO
Los peacuteptidos estaacuten formados por la unioacuten de aminoaacutecidos mediante un enlace peptiacutedico
Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoaacutecido y el grupo amino
del siguiente dando lugar al desprendimiento de una moleacutecula de agua
Asiacute pues para formar peacuteptidos los aminoaacutecidos se van
enlazando entre siacute formando cadenas de longitud y secuencia
variable Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos
convencionales como
Oligopeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es menor de 10
Dipeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 2
Tripeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 3
Tetrapeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 4 etc
Polipeacuteptidos o cadenas polipeptiacutedicas- si el n ordm de aminoaacutecidos es mayor de 10
Si la hidroacutelisis de una proteiacutena produce uacutenicamente aminoaacutecidos la proteiacutena se denomina simple Si en
cambio produce otros compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos denominados grupo prosteacutetico la proteiacutena
se llama conjugada
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEIacuteNAS
La organizacioacuten de una proteiacutena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados
estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria y estructura cuaternaria Cada una
de estas estructuras informa de la disposicioacuten de la anterior en el espacio
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena Nos indica queacute aminoaacutecidos
componen la cadena polipeptiacutedica y el orden en que dichos aminoaacutecidos se encuentran La funcioacuten de
una proteiacutena depende de su secuencia y de la forma que eacutesta adopte
Estructura Secundaria
La estructura secundaria es la disposicioacuten de la secuencia de aminoaacutecidos en el espacio Los
aminoaacutecidos a medida que van siendo enlazados durante la siacutentesis de proteiacutenas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces adquieren una disposicioacuten espacial estable
la estructura secundaria
Existen dos tipos de estructura secundaria
1 La a(alfa)-heacutelice
2 La conformacioacuten beta o laacutemina β
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre siacute misma la estructura primaria Se
debe a la formacioacuten de enlaces de hidroacutegeno entre el -C=O de un aminoaacutecido y el -NH- del cuarto
aminoaacutecido que le sigue
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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GLUacuteCIDOS
Los gluacutecidos tambieacuten llamados azuacutecares o sacaacuteridos son un grupo de biomoleacuteculas orgaacutenicas muy
abundante en la naturaleza Concretamente la celulosa el principal componente de la madera que es
de naturaleza gluciacutedica quizaacutes sea la biomoleacutecula maacutes abundante en la biosfera Los gluacutecidos se
definen sencillamente desde el punto de vista quiacutemico como polihidroxialdehiacutedos o
polihidroxicetonas o bien sustancias que por hidroacutelisis dan lugar a este tipo de compuestos Los
polihidroxialdehiacutedos son compuestos orgaacutenicos en los que todos los aacutetomos de carbono estaacuten unidos a
un grupo hidroxilo (-OH) excepto uno de ellos que forma parte de un grupo aldehiacutedo (-CHO) mientras
que las polihidroxicetonas son compuestos orgaacutenicos en los que todos los aacutetomos de carbono estaacuten
unidos a un grupo hidroxilo excepto uno que forma parte de un grupo cetona (-CO) Muchos gluacutecidos
responden a foacutermulas empiacutericas que se pueden escribir como (CH2O)n por lo que antiguamente se
pensoacute que eran alguacuten tipo de combinacioacuten de carbono y agua y se les llamoacute hidratos de carbono Hoy
sabemos que esta denominacioacuten es quiacutemicamente engantildeosa pero quizaacutes esteacute demasiado arraigada
como para que sea abandonada definitivamente de todos modos no se recomienda su uso Existen dos
clases principales de gluacutecidos
a) Monosacaacuteridos- Tambieacuten llamados osas Son azuacutecares simples no hidrolizables que
consisten en una sola unidad de polihidroxialdehiacutedo o polihidroxicetona Se clasifican a su vez en
aldosas y cetosas y las hay de 3 a 7 aacutetomos de carbono
b) Oacutesidos- Son azuacutecares complejos que cuando sufren hidroacutelisis liberan monosacaacuteridos Estaacuten
formados por un nuacutemero variable de monosacaacuteridos unidos covalentemente entre siacute Algunos oacutesidos se
componen exclusivamente de monosacaacuteridos y se denominan holoacutesidos mientras que otros contienen
ademaacutes otros componentes de naturaleza no gluciacutedica y se denominan heteroacutesidos
En el siguiente recuadro aparece una clasificacioacuten de los distintos tipos de gluacutecidos
GLUCIDOS
Osas
o
Monosacaacuteridos
Aldosas y
Cetosas
Triosas 3 aacutetomos de C
Tetrosas 4 aacutetomos de C
Pentosas 5 aacutetomos de C
Hexosas 6 aacutetomos de C
Heptosas 7 aacutetomos de C
Octosas 8 aacutetomos de C
Oacutesidos
Holoacutesidos
Oligosacaacuteridos
de 2 a 10 monosacaacuteridos
Disacaacuteridos formados por la unioacuten de 2
monosacaacuteridos
Trisacaacuteridos 3 monosacaacuteridos
Polisacaacuteridos
maacutes de 10
Homopolisacaacuteridos un soacutelo tipo de
monosacaacuterido
Heteropolisacaacuteridos dos o maacutes tipos de
monosacaacuteridos
Heteroacutesidos
Glucoproteidos formados por gluacutecidos y proteiacutenas
Glucoliacutepidos formados por gluacutecidos y liacutepidos
Gluacutecidos de los aacutecidos nucleicos
Monosacaacuteridos
Los monosacaacuteridos son compuestos soacutelidos cristalinos de color blanco solubles en agua y de
caracteriacutestico sabor dulce Entre sus propiedades quiacutemicas destaca su poder para reducir el licor de Fehling siendo esta reaccioacuten de gran utilidad para identificarlos experimentalmente
Los monosacaacuteridos son los azuacutecares maacutes sencillos pues no pueden descomponerse por
hidroacutelisis para dar lugar a otros azuacutecares maacutes simples En la naturaleza se encuentran en estado libre
desempentildeando importantes funciones pero tambieacuten se encuentran formando parte de otros azuacutecares
maacutes complejos los oacutesidos de los cuales son sus sillares estructurales
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La estructura baacutesica de todos los monosacaacuteridos es una cadena de aacutetomos de
carbono no ramificada en la que todos ellos estaacuten unidos por enlaces simples Uno de estos
aacutetomos de carbono estaacute unido a uno de oxiacutegeno por un enlace doble formando un grupo carbonilo Todos los demaacutes estaacuten unidos a grupos hidroxilo Si el grupo
carbonilo se encuentra en un extremo de la cadena carbonada el
monosacaacuterido es un aldehiacutedo y recibe el nombre de aldosa si el grupo
carbonilo se encuentra en cualquier otra posicioacuten el monosacaacuterido es una
cetona y recibe el nombre de cetosa Los monosacaacuteridos naturales tienen
entre tres y ocho aacutetomos de carbono aunque los de siete y ocho son
relativamente raros Seguacuten tengan 3 4 5 6 carbonos se denominan
respectivamente triosas tetrosas pentosas hexosas Existen aldosas y
cetosas para cada una de estas longitudes de cadena
ISOMERIacuteA
Cuando dos o maacutes compuestos presentan la misma foacutermula molecular y distintas foacutermulas
estructurales se dice que cada uno de ellos es isoacutemero de los demaacutes Los isoacutemeros se diferencian por
presentar distintas propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
En los monosacaacuteridos podemos encontrar isomeriacutea de funcioacuten isomeriacutea espacial e isomeriacutea oacuteptica
Isomeriacutea de funcioacuten Los isoacutemeros se distinguen por tener distintos grupos funcionales Las aldosas
son isoacutemeros funcionales de las cetosas
Isomeriacutea espacial Los isoacutemeros espaciales o estereoisoacutemeros se producen cuando la moleacutecula
presenta uno o maacutes carbonos asimeacutetricos (carbono unido a cuatro radicales quiacutemicos distintos) Los
radicales unidos a estos carbonos pueden disponerse en el espacio en distintas posiciones Cuantos
maacutes carbonos asimeacutetricos tenga la moleacutecula maacutes tipos de isomeriacutea se presentan
El carbono asimeacutetrico maacutes alejado del grupo funcional sirve como referencia para nombrar la isomeriacutea
de una moleacutecula Por convenio se establece que el estereoisoacutemero que en la proyeccioacuten de Fisher
presenta el grupo hidroxilo unido al aacutetomo de carbono asimeacutetrico hacia la derecha es el D-
gliceraldehiacutedo y el que lo presenta hacia la izquierda es el L-gliceraldehiacutedo Salvo muy pocas
excepciones la mayoriacutea de monosacaacuteridos se presentan en la naturaleza como isoacutemeros D
Enantioacutemeros son moleacuteculas que tienen los grupos -OH de todos los carbonos asimeacutetricos en posicioacuten
opuesta reflejo de la otra moleacutecula isoacutemera
Epiacutemeros a las moleacuteculas isoacutemeras que se diferencian en la posicioacuten de un uacutenico -OH en un carbono
asimeacutetrico
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Foacutermulas Lineales
Las foacutermulas con estructura en forma de cadena abierta de los monosacaacuteridos se denominan
proyeccioacuten de Fischer se situacutea el grupo funcional principal en la parte superior y los grupos
hidroxilos a la derecha o a la izquierda
Foacutermulas Ciacuteclicas
Las aldopentosas y las hexosas en disolucioacuten no presentan estructura lineal sino que
presentan estructuras cerradas o ciacuteclicas llamadas ldquoproyeccioacuten de Hawortrdquo Si la reaccioacuten es entre
un alcohol y un grupo aldehiacutedo el enlace se llama hemiacetal y si es entre un alcohol y una cetona se
llama hemicetal
El ciclo resultante puede tener forma pentagonal (furano) o hexagonal (pirano)
denominaacutendose los monosacaacuteridos furanosas o piranosas respectivamente
En esta representacioacuten se situacutean hacia abajo todos los grupos situados hacia la derecha en la
representacioacuten lineal y hacia arriba los situados hacia la izquierda (exceptuando claro estaacute el (-OH)
implicado en la formacioacuten del puente hemiacetal o hemicetal)
Cuando se produce la ciclacioacuten de la moleacutecula aparece un nuevo aacutetomo de carbono asimeacutetrico
el carbono 1 en las aldosas o el 2 en las cetosas Este carbono recibe el nombre de carbono
anomeacuterico Existen dos formas anomeacutericas
diams Alfa (α) El OH del carbono anomeacuterico queda hacia abajo
diams Beta (szlig) El OH del carbono anomeacuterico queda hacia arriba
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Actividad Oacuteptica
Por el hecho de poseer carbonos asimeacutetricos los monosacaacuteridos presentan actividad oacuteptica es
decir cuando se encuentran en disolucioacuten acuosa hacen girar el plano de vibracioacuten de la luz polarizada Los monosacaacuteridos que lo hacen girar hacia la derecha se denominan dextroacutegiros (+) y los
que lo hacen girar hacia la izquierda se denominan levoacutegiros (-) El hecho de que un monosacaacuterido sea
dextroacutegiro o levoacutegiro es completamente independiente de su pertenencia a la serie D o a la serie L
Principales Monosacaacuteridos
Los monosacaacuteridos maacutes corrientes reciben nombres vulgares distintos a los cientiacuteficos los
maacutes importantes son la glucosa la fructosa la ribosa y la desoxirribosa
diams Glucosa Tambieacuten llamada azuacutecar de la uva es una aldohexosa Es el azuacutecar maacutes utilizado por las
ceacutelulas como fuente de energiacutea Se encuentra en forma libre en la sangre Se puede obtener de la
digestioacuten de los gluacutecidos que tomamos con el alimento
diams Fructosa Es una cetohexosa que se encuentra estado libre en las frutas y que forma parte junto
con la glucosa del disacaacuterido sacarosa
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diams Ribosa Es una aldopentosa que forma parte de la estructura de los aacutecidos nucleicos (ARN o aacutecido
ribonucleico)
diams Desoxirribosa Es un monosacaacuterido que se origina por reduccioacuten de la ribosa en el carbono 2 Es el
azuacutecar que forma parte del ADN o aacutecido desoxirribonucleico
LOS OLIGOSACAacuteRIDOS EL ENLACE O-GLUCOSIacuteDICO
Los oligosacaacuteridos estaacuten formados por la unioacuten de 2 a 10 monosacaacuteridos mediante un enlace
O-glucosiacutedico Los maacutes importantes son los disacaacuteridos
Enlace O-glucosiacutedico
Se establece entre dos grupos hidroxilos (OH) de diferentes monosacaacuteridos en esta unioacuten
se pierde una moleacutecula de agua La unioacuten de los monosacaacuteridos puede dar origen a oligosacaacuteridos o
polisacaacuteridos
Disacaacuteridos
Son oligosacaacuteridos formados por dos monosacaacuteridos Son solubles en agua dulces cristalizables y
algunos poseen poder reductor (dan positivo al reactivo de Fehling)
Sacarosa Estaacute formada por la unioacuten de una moleacutecula de α-D-
glucopiranosas con una moleacutecula de β -D-fructofuranosa No posee
poder reductor al no tener libre ninguacuten grupo -OH de los carbonos
anomeacutericos Es el azuacutecar que consumimos normalmente se obtiene
principalmente a partir de la cantildea de azuacutecar y de la remolacha
Maltosa Formada por dos moleacuteculas de α-D-glucopiranosa (1-4) Recibe
el nombre de azuacutecar de malta Es un azuacutecar reductor
diams Lactosa Formada por la unioacuten de la β-D-
galactopiranosa y la β-D-glucopiranosa es tambieacuten un disacaacuterido con poder reductor Se
encuentra en la leche de los mamiacuteferos siendo eacutesta su uacutenica fuente natural
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POLISACAacuteRIDOS
Los polisacaacuteridos son gluacutecidos formados por un nuacutemero elevado de monosacaacuteridos
unidos entre siacute mediante enlaces glucosiacutedicos En el proceso de unioacuten de los monosacaacuteridos
para formar un polisacaacuterido se liberan moleacuteculas de agua una por cada enlace glucosiacutedico
Aunque el liacutemite entre oligosacaacuteridos y polisacaacuteridos se suele fijar arbitrariamente en 10
unidades monosacariacutedicas constituyentes lo cierto es que la mayoriacutea de los polisacaacuteridos
naturales estaacuten formados por centenares o miles de estas unidades monomeacutericas
Los polisacaacuteridos son macromoleacuteculas de elevado peso molecular y estructura
compleja Asiacute como otras macromoleacuteculas tienen tamantildeos y pesos moleculares definidos en
los polisacaacuteridos eacutestos pueden variar en funcioacuten del estado metaboacutelico de la ceacutelula Las
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas de los polisacaacuteridos son en cierto modo contrarias a las que
exhiben monosacaacuteridos y oligosacaacuteridos no cristalizan no tienen sabor dulce carecen de
poder reductor y aunque son sustancias hidrofiacutelicas son poco soluble en agua debido a su
elevado peso molecular
Los distintos tipos de polisacaacuteridos difieren entre siacute seguacuten el tipo de unidades
monosacariacutedicas que los forman en el tipo de enlace glucosiacutedico (α o β) que las une y en el
mayor o menor grado de ramificacioacuten que presentan sus cadenas Se distinguen dos tipos
principales de polisacaacuteridos los homopolisacaacuteridos formados por un soacutelo tipo de
monosacaacuterido y heteropolisacaacuteridos formados por dos o maacutes tipos de monosacaacuteridos Los
homopolisacaacuteridos de la D-glucosa denominados glucanos son los polisacaacuteridos maacutes
abundantes en la naturaleza y los que tienen una mayor importancia bioloacutegica como el almidoacuten
y el glucoacutegeno o la celulosa Hay que destacar que aqueacutellos que presentan enlaces
glucosiacutedicos tipo α tienen funcioacuten energeacutetica mientras que los que los presentan tipo β
tienen funcioacuten estructural A continuacioacuten analizaremos la estructura y la funcioacuten de los tres
glucanos maacutes importantes
Almidoacuten- Es un polisacaacuterido formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos
α(1rarr4) y α(1rarr6) En la moleacutecula de almidoacuten se distinguen dos tipos de poliacutemero
Amilosa- Es un poliacutemero no ramificado formado por largas cadenas de unidades de α-D-glucosa
unidas por enlaces α-(1rarr4) Estas cadenas adoptan una disposicioacuten helicoidal con 6 moleacuteculas por
vuelta
Amilopectina- Es un poliacutemero muy ramificado (Figura 714) formado por moleacuteculas de α-D-glucosa
Los sucesivos restos de glucosa a lo largo de las cadenas estaacuten unidos por enlaces α(1rarr4) y los
puntos de ramificacioacuten que se encuentran espaciados por un nuacutemero de restos de glucosa que oscila
entre 24 y 30 consisten en enlaces α(1rarr6)
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El almidoacuten actuacutea como sustancia de reserva en las ceacutelulas vegetales Una parte sustancial de los
gluacutecidos producidos en la fotosiacutentesis se almacenan en forma de almidoacuten dando lugar a unos
agregados insolubles de gran tamantildeo los granos de almidoacuten que se encuentran en todas las ceacutelulas
vegetales siendo especialmente abundantes en las de las semillas frutos y tubeacuterculos
Glucoacutegeno- Es un polisacaacuterido con estructura muy similar a la de la amilopectina Al igual que eacutesta
estaacute formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos α(1rarr4) a lo largo de las
cadenas y con puntos de ramificacioacuten consistentes en enlaces α(1rarr6) La diferencia con respecto a
la amilopectina estriba en que las ramificaciones se encuentran menos espaciadas concretamente
cada 8 a 12 restos de glucosa Esta mayor proximidad entre los puntos de ramificacioacuten hace que el
glucoacutegeno sea mucho maacutes compacto que el almidoacuten El glucoacutegeno actuacutea como sustancia de reserva en
las ceacutelulas animales Es especialmente abundante en el hiacutegado y muacutesculo esqueleacutetico
Los polisacaacuteridos dada la gran rapidez con que pueden ser movilizados constituyen una excelente
forma de almacenar energiacutea metaboacutelica a corto plazo Puede resultar sorprendente que las ceacutelulas
almacenen su combustible energeacutetico en forma de polisacaacuteridos cuando podriacutean hacerlo en forma de
glucosa libre evitaacutendose asiacute el trabajo quiacutemico de sintetizarlos y degradarlos La razoacuten de que ello sea
asiacute estriba en que los polisacaacuteridos se almacenan en forma esencialmente insoluble contribuyendo
muy poco a la presioacuten osmoacutetica del citoplasma Una cantidad equivalente de glucosa disuelta generariacutea
una presioacuten osmoacutetica muy elevada que podriacutea ser peligrosa para la ceacutelula
Tanto el almidoacuten como el glucoacutegeno pueden ser degradados en el aparato digestivo de los animales por
la accioacuten de unos enzimas llamados amilasas Las amilasas liberan moleacuteculas de glucosa que
pueden posteriormente ser absorbidas
Celulosa- Es un poliacutemero lineal (no ramificado) formado por moleacuteculas de β-D-glucosa unidas
mediante enlaces glucosiacutedicos β(1rarr4) Cada cadena de celulosa contiene entre 10000 y 15000
restos de glucosa Estas cadenas debido a la configuracioacuten β de sus enlaces glucosiacutedicos forman
fibras supramoleculares que contienen muchas cadenas individuales de celulosa en disposicioacuten paralela
e iacutentimamente unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno
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Tal estructura es la que confiere a la celulosa su insolubilidad en agua y su resistencia mecaacutenica
caracteriacutesticas propiedades estas que la hacen idoacutenea para desempentildear en las ceacutelulas una funcioacuten de
caraacutecter estructural La celulosa es el principal componente de las paredes celulares vegetales las
cuales proporcionan a las ceacutelulas de las plantas y las algas sosteacuten mecaacutenico y proteccioacuten frente a los
fenoacutemenos osmoacuteticos desfavorables Una gran parte de la masa de la madera es celulosa Las amilasas
que degradan el almidoacuten y el glucoacutegeno no pueden romper los enlaces β glucosiacutedico de la celulosa El
intestino humano (y el de la mayoriacutea de los animales) carece de enzimas que puedan romper este tipo
de enlace por lo que este polisacaacuterido tiene para el hombre un valor alimenticio praacutecticamente nulo
Ademaacutes de los descritos existen en la naturaleza otros homopolisacaacuteridos como los
formados por derivados de la glucosa como la quitina un poliacutemero de la N-acetil-glucosamina que es el componente principal del exoesqueleto de los artroacutepodos
HETEROacuteSIDOS
Como se dijo anteriormente estaacuten formados por monosacaacuteridos y otros componentes de naturaleza
no azucarada Ente ellos cabe citar a los glucoliacutepidos y a las glucoproteiacutenas que son asociaciones
covalentes de cadenas oligosacariacutedicas con liacutepidos y proteiacutenas respectivamente los glucoliacutepidos y
glucoproteiacutenas estaacuten presentes en muchos lugares de la ceacutelula sobre todo en la cara externa de la
membrana plasmaacutetica Un tipo especial de heteroacutesido es el peptidoglucano componente esencial de
las paredes celulares bacterianas que estaacute constituido por cadenas paralelas de un
heteropolisacaacuterido complejo unidas transversalmente por cadenas de aminoaacutecidos
FUNCIONES DE LOS GLUacuteCIDOS
Los gluacutecidos desempentildean con caraacutecter general en los seres vivos dos tipos de funciones energeacuteticas
y estructurales
Funcioacuten energeacutetica- La oxidacioacuten de los gluacutecidos libera energiacutea que las ceacutelulas pueden utilizar para
realizar sus funciones La glucosa es el azuacutecar que con maacutes frecuencia utilizan las ceacutelulas como
combustible metaboacutelico primario Por otra parte algunos polisacaacuteridos actuacutean como material de
reserva energeacutetica que puede ser raacutepidamente movilizado cuando es necesario Una ventaja que
poseen los gluacutecidos sobre otras biomoleacuteculas como material energeacutetico es que dada la solubilidad en
agua de muchos de ellos pueden ser transportados muy raacutepidamente en medio acuoso alliacute donde
resultan necesarios
Funcioacuten estructural- Algunos polisacaacuteridos como la celulosa o la quitina presentan propiedades que
los hacen idoacuteneos para formar parte de estructuras que deben ofrecer una gran resistencia
mecaacutenica como las paredes celulares vegetales o el exoesqueleto de los artroacutepodos
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LOS LIacutePIDOS
Los liacutepidos son biomoleacuteculas orgaacutenicas compuestas por carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno presenta en
ciertas ocasiones otros elementos como nitroacutegeno foacutesforo y azufre Este grupo incluye moleacuteculas
de estructuras y funciones muy diferentes aunque todas ellas se caracterizan sin embargo por su
insolubilidad en agua y por su solubilidad en disolvente orgaacutenico (no polares) como el alcohol benceno
acetona eacuteter cloroformo y por ser untuosos al tacto
AacuteCIDOS GRASOS
Constituyen la unidad baacutesica estructural de los liacutepidos saponificables y generalmente no aparecen
libres en la naturaleza Son moleacuteculas que poseen una larga cadena lineal hidrocarbonada por regla
general de un nuacutemero par de aacutetomos de carbono que oscila entre 10 y 22 (aunque los maacutes abundantes
tienen 16 oacute 18) y con un grupo carboxiacutelico (-COOH) en el primer carbono de la moleacutecula
Existen dos tipos de aacutecidos grasos
Saturados en los que la cadena hidrocarbonada
posee uacutenicamente enlaces simples Sus puntos de
fusioacuten son altos por lo que forman grasas soacutelidas a
temperatura ambiente (sebo)
Insaturados si la cadena hidrocarbonada ademaacutes
de enlaces simples posee uno o varios dobles
enlaces Sus puntos de fusioacuten son bajos por lo que
forman grasas liacutequidas a temperatura ambiente
(aceites)
LIacutePIDOS SAPONIFICABLES
Estos liacutepidos se forman por la unioacuten mediante un enlace que se denomina ldquoeacutesterrdquo entre el grupo
carboxilo (-COOH) del aacutecido graso con un grupo hidroxilo (-OH) de un alcohol (reaccioacuten de
esterificacioacuten) En este enlace se desprende una moleacutecula de agua
CLASIFICACIOacuteN DE LOS LIacutePIDOS
Liacutepidos
saponificable
s
Acilgliceacuteridos
Aceites
Trigliceacute
ridos o
grasas
Mantec
as
Sebos
Ceras
Liacutepidos
complejos o
de membrana
Fosfoliacutepidos
Esfingoliacutepidos
Liacutepidos
insaponificabl
es
Terpenos
Esteroides
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La reaccioacuten inversa de separacioacuten de estos grupos es una hidroacutelisis puesto que se necesita agua para
realizarla
Estos liacutepidos reciben su nombre debido a que se descomponen hirvieacutendolos con soluciones
diluidas de hidroacutexido soacutedico (Nao) o potaacutesico (KOH) mediante la reaccioacuten inversa a la
esterificacioacuten denominada saponificacioacuten Se obtienen como productos resultantes el alcohol y
sales soacutedicas o potaacutesicas de los aacutecidos grasos que reciben el nombre de jabones
ACILGLICEacuteRIDOS (GRASAS)
Los acilgliceacuteridos son los eacutesteres de la glicerina (moleacutecula con tres grupos hidroxilos ndashOH) en
los que estos grupos alcohol han sido sustituidos por aacutecidos grasos Si soacutelo uno de los grupos
alcohol es sustituido tenemos un monoacilgliceacuterido si son dos un diacilgliceacuterido y si son tres un
triacilgliceacuterido (tambieacuten llamados trigliceacuteridos o grasas)
Las grasas son los liacutepidos maacutes abundantes en la naturaleza tanto en el Reino Animal como en el
Vegetal Forman parte de los llamados liacutepidos saponificables los cuales poseen enlaces de tipo
eacutester y forman jabones por medio de hidroacutelisis alcalina Constituyen la reserva energeacutetica de los
seres vivos Se acumulan en las ceacutelulas adiposas de los animales y en las vacuolas de las ceacutelulas
vegetales
Al reaccionar tres moleacuteculas de aacutecidos grasos con una moleacutecula de glicerina dan lugar a una
moleacutecula de grasa maacutes tres de agua Esta es la reaccioacuten de esterificacioacuten
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CERAS
Son eacutesteres de monoalcoholes de cadena larga (alcoholes grasos) con aacutecidos grasos tambieacuten
de cadena larga
Son insolubles en agua lo que explica sus funciones protectoras y de revestimiento (su principal
funcioacuten bioloacutegica consiste en actuar como sustancias impermeabilizantes) El eacutester formado por el aacutecido
palmiacutetico (16 C) y el triacontanol (alcohol graso de 30 C) es el componente principal de la cera que
fabrican las abejas ciertas glaacutendulas de la piel de los vertebrados secretan ceras para proteger el pelo y
la piel las aves acuaacuteticas secretan ceras gracias a las cuales sus plumas pueden repeler el agua Las
ceras naturales tienen diversas aplicaciones en las industrias farmaceacuteutica y cosmeacutetica
FOSFOLIacutePIDOS Unos de los maacutes abundantes son los fosfogliceacuteridos que poseen dos moleacuteculas de
aacutecidos grasos unidas mediante enlaces eacutester a dos grupos alcohol de la glicerina y un aacutecido fosfoacuterico
al otro alcohol de la glicerina el aacutecido fosfoacuterico estaacute unido a diferentes compuestos de naturaleza
polar dando asiacute a los fosfogliceacuteridos su naturaleza anfipaacutetica (tienen en su moleacutecula una parte no polar y
una parte polar formada por el aacutecido fosfoacuterico y el compuesto polar) Es habitual representar a los
fosfogliceacuteridos mediante una cabeza polar y dos colas no polares El caraacutecter anfipaacutetico de los
fosfogliceacuteridos constituye la base fiacutesico-quiacutemica de su principal funcioacuten bioloacutegica que es la de ser
componentes esenciales de las membranas celulares
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NO SAPONIFICABLES
TERPENOS
Son un grupo de liacutepidos que no contienen aacutecidos grasos y son por lo tanto no saponificables Estaacuten
formados por la polimerizacioacuten de un hidrocarburo de 5 aacutetomos de carbono llamado isopreno
Los terpenos existentes en la naturaleza contienen un nuacutemero variable de unidades de isopreno unidas
entre siacute Debido a su naturaleza hidrocarbonada son sustancias netamente hidrofoacutebicas y por lo tanto
insolubles en agua
Son especialmente abundantes en el mundo vegetal Pueden actuar como pigmentos asiacute algunos
terpenos como los carotenos y xantofilas responsables de la coloracioacuten de muchos frutos la clorofila el
pigmento vegetal por excelencia Muchos aromas de origen vegetal como el alcanfor el mentol y el
geraniol son de naturaleza terpenoide como tambieacuten lo son algunos productos vegetales de intereacutes
econoacutemico como el caucho La vitamina A que deriva bioloacutegicamente de los carotenos tambieacuten es un
terpeno
ESTEROIDES
Son liacutepidos derivados del ciclo pentano-perhidro-fenantreno Un esteroide muy abundante
en los vertebrados es el colesterol que es un componente muy importante de las membranas
celulares a las que confiere fluidez
Otros esteroides son
Vitamina D
Hormonas sexuales androacutegenas como la testosterona
Hormonas de la corteza suprarrenales como la aldosterona
MICELAS MEMBRANAS LIPOSOMAS
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PROTEIacuteNAS
CONCEPTO
Las proteiacutenas son poliacutemeros lineales de moleacuteculas de α-aminoaacutecidos que desempentildean
muacuteltiples funciones especiacuteficas Eacutestas dependen de su estructura tridimensional que puede presentar
cuatro niveles de complejidad creciente Las proteiacutenas son muy abundantes pues constituyen casi la
mitad del peso en seco de la ceacutelula
COMPOSICIOacuteN
Las proteiacutenas estaacuten compuestas por aacutetomos de carbono (C) hidroacutegeno (H) oxiacutegeno (O) y
nitroacutegeno (N) aunque pueden contener tambieacuten azufre (S) En algunas proteiacutenas complejas
(heteroproteiacutenas) tambieacuten estaacuten presentes el foacutesforo (P) y en menor proporcioacuten hierro (Fe) cobre
(Cu) magnesio (Mg) yodo (I) etc
LOS AMINOAacuteCIDOS
Son sustancias cristalinas casi siempre de sabor dulce Los aminoaacutecidos se caracterizan por poseer
un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2)
Los aminoaacutecidos son las unidades elementales constitutivas de las moleacuteculas denominadas Proteiacutenas
Son pues y en un muy elemental siacutemil los ladrillos con los cuales el organismo reconstituye
permanentemente sus proteiacutenas especiacuteficas consumidas por la sola accioacuten de vivir Los alimentos que
ingerimos nos proveen proteiacutenas Pero tales proteiacutenas no se absorben normalmente en tal constitucioacuten
sino que luego de su desdoblamiento (hidroacutelisis o rotura) causado por el proceso de digestioacuten
atraviesan la pared intestinal en forma de aminoaacutecidos y cadenas cortas de peacuteptidos Esas sustancias
se incorporan inicialmente al torrente sanguiacuteneo y desde alliacute son distribuidas hacia los tejidos que
las necesitan para formar las proteiacutenas consumidas durante el ciclo vital
Se sabe que de los 20 aminoaacutecidos proteicos conocidos 8 resultan indispensables (o esenciales) para
la vida humana y 2 resultan semi-indispensables Son estos 10 aminoaacutecidos los que requieren ser
incorporados al organismo en su cotidiana alimentacioacuten` Hay que destacar que si falta uno solo de
ellos (aminoaacutecidos esenciales) no seraacute posible sintetizar ninguna de las proteiacutenas en la que sea
requerido dicho aminoaacutecido Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutricioacuten
seguacuten cual sea el aminoaacutecido limitante
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En esta imagen puede verse la foacutermula de los 20 aminoaacutecidos maacutes importantes en color negro la
parte comuacuten mientras que en color azul puede verse la parte variable que da a los aminoaacutecidos
distinto comportamiento
LOS PEacutePTIDOS Y EL ENLACE PEPTIacuteDICO
Los peacuteptidos estaacuten formados por la unioacuten de aminoaacutecidos mediante un enlace peptiacutedico
Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoaacutecido y el grupo amino
del siguiente dando lugar al desprendimiento de una moleacutecula de agua
Asiacute pues para formar peacuteptidos los aminoaacutecidos se van
enlazando entre siacute formando cadenas de longitud y secuencia
variable Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos
convencionales como
Oligopeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es menor de 10
Dipeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 2
Tripeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 3
Tetrapeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 4 etc
Polipeacuteptidos o cadenas polipeptiacutedicas- si el n ordm de aminoaacutecidos es mayor de 10
Si la hidroacutelisis de una proteiacutena produce uacutenicamente aminoaacutecidos la proteiacutena se denomina simple Si en
cambio produce otros compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos denominados grupo prosteacutetico la proteiacutena
se llama conjugada
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEIacuteNAS
La organizacioacuten de una proteiacutena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados
estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria y estructura cuaternaria Cada una
de estas estructuras informa de la disposicioacuten de la anterior en el espacio
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena Nos indica queacute aminoaacutecidos
componen la cadena polipeptiacutedica y el orden en que dichos aminoaacutecidos se encuentran La funcioacuten de
una proteiacutena depende de su secuencia y de la forma que eacutesta adopte
Estructura Secundaria
La estructura secundaria es la disposicioacuten de la secuencia de aminoaacutecidos en el espacio Los
aminoaacutecidos a medida que van siendo enlazados durante la siacutentesis de proteiacutenas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces adquieren una disposicioacuten espacial estable
la estructura secundaria
Existen dos tipos de estructura secundaria
1 La a(alfa)-heacutelice
2 La conformacioacuten beta o laacutemina β
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre siacute misma la estructura primaria Se
debe a la formacioacuten de enlaces de hidroacutegeno entre el -C=O de un aminoaacutecido y el -NH- del cuarto
aminoaacutecido que le sigue
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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La estructura baacutesica de todos los monosacaacuteridos es una cadena de aacutetomos de
carbono no ramificada en la que todos ellos estaacuten unidos por enlaces simples Uno de estos
aacutetomos de carbono estaacute unido a uno de oxiacutegeno por un enlace doble formando un grupo carbonilo Todos los demaacutes estaacuten unidos a grupos hidroxilo Si el grupo
carbonilo se encuentra en un extremo de la cadena carbonada el
monosacaacuterido es un aldehiacutedo y recibe el nombre de aldosa si el grupo
carbonilo se encuentra en cualquier otra posicioacuten el monosacaacuterido es una
cetona y recibe el nombre de cetosa Los monosacaacuteridos naturales tienen
entre tres y ocho aacutetomos de carbono aunque los de siete y ocho son
relativamente raros Seguacuten tengan 3 4 5 6 carbonos se denominan
respectivamente triosas tetrosas pentosas hexosas Existen aldosas y
cetosas para cada una de estas longitudes de cadena
ISOMERIacuteA
Cuando dos o maacutes compuestos presentan la misma foacutermula molecular y distintas foacutermulas
estructurales se dice que cada uno de ellos es isoacutemero de los demaacutes Los isoacutemeros se diferencian por
presentar distintas propiedades ya sean fiacutesicas o quiacutemicas
En los monosacaacuteridos podemos encontrar isomeriacutea de funcioacuten isomeriacutea espacial e isomeriacutea oacuteptica
Isomeriacutea de funcioacuten Los isoacutemeros se distinguen por tener distintos grupos funcionales Las aldosas
son isoacutemeros funcionales de las cetosas
Isomeriacutea espacial Los isoacutemeros espaciales o estereoisoacutemeros se producen cuando la moleacutecula
presenta uno o maacutes carbonos asimeacutetricos (carbono unido a cuatro radicales quiacutemicos distintos) Los
radicales unidos a estos carbonos pueden disponerse en el espacio en distintas posiciones Cuantos
maacutes carbonos asimeacutetricos tenga la moleacutecula maacutes tipos de isomeriacutea se presentan
El carbono asimeacutetrico maacutes alejado del grupo funcional sirve como referencia para nombrar la isomeriacutea
de una moleacutecula Por convenio se establece que el estereoisoacutemero que en la proyeccioacuten de Fisher
presenta el grupo hidroxilo unido al aacutetomo de carbono asimeacutetrico hacia la derecha es el D-
gliceraldehiacutedo y el que lo presenta hacia la izquierda es el L-gliceraldehiacutedo Salvo muy pocas
excepciones la mayoriacutea de monosacaacuteridos se presentan en la naturaleza como isoacutemeros D
Enantioacutemeros son moleacuteculas que tienen los grupos -OH de todos los carbonos asimeacutetricos en posicioacuten
opuesta reflejo de la otra moleacutecula isoacutemera
Epiacutemeros a las moleacuteculas isoacutemeras que se diferencian en la posicioacuten de un uacutenico -OH en un carbono
asimeacutetrico
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Foacutermulas Lineales
Las foacutermulas con estructura en forma de cadena abierta de los monosacaacuteridos se denominan
proyeccioacuten de Fischer se situacutea el grupo funcional principal en la parte superior y los grupos
hidroxilos a la derecha o a la izquierda
Foacutermulas Ciacuteclicas
Las aldopentosas y las hexosas en disolucioacuten no presentan estructura lineal sino que
presentan estructuras cerradas o ciacuteclicas llamadas ldquoproyeccioacuten de Hawortrdquo Si la reaccioacuten es entre
un alcohol y un grupo aldehiacutedo el enlace se llama hemiacetal y si es entre un alcohol y una cetona se
llama hemicetal
El ciclo resultante puede tener forma pentagonal (furano) o hexagonal (pirano)
denominaacutendose los monosacaacuteridos furanosas o piranosas respectivamente
En esta representacioacuten se situacutean hacia abajo todos los grupos situados hacia la derecha en la
representacioacuten lineal y hacia arriba los situados hacia la izquierda (exceptuando claro estaacute el (-OH)
implicado en la formacioacuten del puente hemiacetal o hemicetal)
Cuando se produce la ciclacioacuten de la moleacutecula aparece un nuevo aacutetomo de carbono asimeacutetrico
el carbono 1 en las aldosas o el 2 en las cetosas Este carbono recibe el nombre de carbono
anomeacuterico Existen dos formas anomeacutericas
diams Alfa (α) El OH del carbono anomeacuterico queda hacia abajo
diams Beta (szlig) El OH del carbono anomeacuterico queda hacia arriba
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Actividad Oacuteptica
Por el hecho de poseer carbonos asimeacutetricos los monosacaacuteridos presentan actividad oacuteptica es
decir cuando se encuentran en disolucioacuten acuosa hacen girar el plano de vibracioacuten de la luz polarizada Los monosacaacuteridos que lo hacen girar hacia la derecha se denominan dextroacutegiros (+) y los
que lo hacen girar hacia la izquierda se denominan levoacutegiros (-) El hecho de que un monosacaacuterido sea
dextroacutegiro o levoacutegiro es completamente independiente de su pertenencia a la serie D o a la serie L
Principales Monosacaacuteridos
Los monosacaacuteridos maacutes corrientes reciben nombres vulgares distintos a los cientiacuteficos los
maacutes importantes son la glucosa la fructosa la ribosa y la desoxirribosa
diams Glucosa Tambieacuten llamada azuacutecar de la uva es una aldohexosa Es el azuacutecar maacutes utilizado por las
ceacutelulas como fuente de energiacutea Se encuentra en forma libre en la sangre Se puede obtener de la
digestioacuten de los gluacutecidos que tomamos con el alimento
diams Fructosa Es una cetohexosa que se encuentra estado libre en las frutas y que forma parte junto
con la glucosa del disacaacuterido sacarosa
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diams Ribosa Es una aldopentosa que forma parte de la estructura de los aacutecidos nucleicos (ARN o aacutecido
ribonucleico)
diams Desoxirribosa Es un monosacaacuterido que se origina por reduccioacuten de la ribosa en el carbono 2 Es el
azuacutecar que forma parte del ADN o aacutecido desoxirribonucleico
LOS OLIGOSACAacuteRIDOS EL ENLACE O-GLUCOSIacuteDICO
Los oligosacaacuteridos estaacuten formados por la unioacuten de 2 a 10 monosacaacuteridos mediante un enlace
O-glucosiacutedico Los maacutes importantes son los disacaacuteridos
Enlace O-glucosiacutedico
Se establece entre dos grupos hidroxilos (OH) de diferentes monosacaacuteridos en esta unioacuten
se pierde una moleacutecula de agua La unioacuten de los monosacaacuteridos puede dar origen a oligosacaacuteridos o
polisacaacuteridos
Disacaacuteridos
Son oligosacaacuteridos formados por dos monosacaacuteridos Son solubles en agua dulces cristalizables y
algunos poseen poder reductor (dan positivo al reactivo de Fehling)
Sacarosa Estaacute formada por la unioacuten de una moleacutecula de α-D-
glucopiranosas con una moleacutecula de β -D-fructofuranosa No posee
poder reductor al no tener libre ninguacuten grupo -OH de los carbonos
anomeacutericos Es el azuacutecar que consumimos normalmente se obtiene
principalmente a partir de la cantildea de azuacutecar y de la remolacha
Maltosa Formada por dos moleacuteculas de α-D-glucopiranosa (1-4) Recibe
el nombre de azuacutecar de malta Es un azuacutecar reductor
diams Lactosa Formada por la unioacuten de la β-D-
galactopiranosa y la β-D-glucopiranosa es tambieacuten un disacaacuterido con poder reductor Se
encuentra en la leche de los mamiacuteferos siendo eacutesta su uacutenica fuente natural
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POLISACAacuteRIDOS
Los polisacaacuteridos son gluacutecidos formados por un nuacutemero elevado de monosacaacuteridos
unidos entre siacute mediante enlaces glucosiacutedicos En el proceso de unioacuten de los monosacaacuteridos
para formar un polisacaacuterido se liberan moleacuteculas de agua una por cada enlace glucosiacutedico
Aunque el liacutemite entre oligosacaacuteridos y polisacaacuteridos se suele fijar arbitrariamente en 10
unidades monosacariacutedicas constituyentes lo cierto es que la mayoriacutea de los polisacaacuteridos
naturales estaacuten formados por centenares o miles de estas unidades monomeacutericas
Los polisacaacuteridos son macromoleacuteculas de elevado peso molecular y estructura
compleja Asiacute como otras macromoleacuteculas tienen tamantildeos y pesos moleculares definidos en
los polisacaacuteridos eacutestos pueden variar en funcioacuten del estado metaboacutelico de la ceacutelula Las
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas de los polisacaacuteridos son en cierto modo contrarias a las que
exhiben monosacaacuteridos y oligosacaacuteridos no cristalizan no tienen sabor dulce carecen de
poder reductor y aunque son sustancias hidrofiacutelicas son poco soluble en agua debido a su
elevado peso molecular
Los distintos tipos de polisacaacuteridos difieren entre siacute seguacuten el tipo de unidades
monosacariacutedicas que los forman en el tipo de enlace glucosiacutedico (α o β) que las une y en el
mayor o menor grado de ramificacioacuten que presentan sus cadenas Se distinguen dos tipos
principales de polisacaacuteridos los homopolisacaacuteridos formados por un soacutelo tipo de
monosacaacuterido y heteropolisacaacuteridos formados por dos o maacutes tipos de monosacaacuteridos Los
homopolisacaacuteridos de la D-glucosa denominados glucanos son los polisacaacuteridos maacutes
abundantes en la naturaleza y los que tienen una mayor importancia bioloacutegica como el almidoacuten
y el glucoacutegeno o la celulosa Hay que destacar que aqueacutellos que presentan enlaces
glucosiacutedicos tipo α tienen funcioacuten energeacutetica mientras que los que los presentan tipo β
tienen funcioacuten estructural A continuacioacuten analizaremos la estructura y la funcioacuten de los tres
glucanos maacutes importantes
Almidoacuten- Es un polisacaacuterido formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos
α(1rarr4) y α(1rarr6) En la moleacutecula de almidoacuten se distinguen dos tipos de poliacutemero
Amilosa- Es un poliacutemero no ramificado formado por largas cadenas de unidades de α-D-glucosa
unidas por enlaces α-(1rarr4) Estas cadenas adoptan una disposicioacuten helicoidal con 6 moleacuteculas por
vuelta
Amilopectina- Es un poliacutemero muy ramificado (Figura 714) formado por moleacuteculas de α-D-glucosa
Los sucesivos restos de glucosa a lo largo de las cadenas estaacuten unidos por enlaces α(1rarr4) y los
puntos de ramificacioacuten que se encuentran espaciados por un nuacutemero de restos de glucosa que oscila
entre 24 y 30 consisten en enlaces α(1rarr6)
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El almidoacuten actuacutea como sustancia de reserva en las ceacutelulas vegetales Una parte sustancial de los
gluacutecidos producidos en la fotosiacutentesis se almacenan en forma de almidoacuten dando lugar a unos
agregados insolubles de gran tamantildeo los granos de almidoacuten que se encuentran en todas las ceacutelulas
vegetales siendo especialmente abundantes en las de las semillas frutos y tubeacuterculos
Glucoacutegeno- Es un polisacaacuterido con estructura muy similar a la de la amilopectina Al igual que eacutesta
estaacute formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos α(1rarr4) a lo largo de las
cadenas y con puntos de ramificacioacuten consistentes en enlaces α(1rarr6) La diferencia con respecto a
la amilopectina estriba en que las ramificaciones se encuentran menos espaciadas concretamente
cada 8 a 12 restos de glucosa Esta mayor proximidad entre los puntos de ramificacioacuten hace que el
glucoacutegeno sea mucho maacutes compacto que el almidoacuten El glucoacutegeno actuacutea como sustancia de reserva en
las ceacutelulas animales Es especialmente abundante en el hiacutegado y muacutesculo esqueleacutetico
Los polisacaacuteridos dada la gran rapidez con que pueden ser movilizados constituyen una excelente
forma de almacenar energiacutea metaboacutelica a corto plazo Puede resultar sorprendente que las ceacutelulas
almacenen su combustible energeacutetico en forma de polisacaacuteridos cuando podriacutean hacerlo en forma de
glucosa libre evitaacutendose asiacute el trabajo quiacutemico de sintetizarlos y degradarlos La razoacuten de que ello sea
asiacute estriba en que los polisacaacuteridos se almacenan en forma esencialmente insoluble contribuyendo
muy poco a la presioacuten osmoacutetica del citoplasma Una cantidad equivalente de glucosa disuelta generariacutea
una presioacuten osmoacutetica muy elevada que podriacutea ser peligrosa para la ceacutelula
Tanto el almidoacuten como el glucoacutegeno pueden ser degradados en el aparato digestivo de los animales por
la accioacuten de unos enzimas llamados amilasas Las amilasas liberan moleacuteculas de glucosa que
pueden posteriormente ser absorbidas
Celulosa- Es un poliacutemero lineal (no ramificado) formado por moleacuteculas de β-D-glucosa unidas
mediante enlaces glucosiacutedicos β(1rarr4) Cada cadena de celulosa contiene entre 10000 y 15000
restos de glucosa Estas cadenas debido a la configuracioacuten β de sus enlaces glucosiacutedicos forman
fibras supramoleculares que contienen muchas cadenas individuales de celulosa en disposicioacuten paralela
e iacutentimamente unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno
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Tal estructura es la que confiere a la celulosa su insolubilidad en agua y su resistencia mecaacutenica
caracteriacutesticas propiedades estas que la hacen idoacutenea para desempentildear en las ceacutelulas una funcioacuten de
caraacutecter estructural La celulosa es el principal componente de las paredes celulares vegetales las
cuales proporcionan a las ceacutelulas de las plantas y las algas sosteacuten mecaacutenico y proteccioacuten frente a los
fenoacutemenos osmoacuteticos desfavorables Una gran parte de la masa de la madera es celulosa Las amilasas
que degradan el almidoacuten y el glucoacutegeno no pueden romper los enlaces β glucosiacutedico de la celulosa El
intestino humano (y el de la mayoriacutea de los animales) carece de enzimas que puedan romper este tipo
de enlace por lo que este polisacaacuterido tiene para el hombre un valor alimenticio praacutecticamente nulo
Ademaacutes de los descritos existen en la naturaleza otros homopolisacaacuteridos como los
formados por derivados de la glucosa como la quitina un poliacutemero de la N-acetil-glucosamina que es el componente principal del exoesqueleto de los artroacutepodos
HETEROacuteSIDOS
Como se dijo anteriormente estaacuten formados por monosacaacuteridos y otros componentes de naturaleza
no azucarada Ente ellos cabe citar a los glucoliacutepidos y a las glucoproteiacutenas que son asociaciones
covalentes de cadenas oligosacariacutedicas con liacutepidos y proteiacutenas respectivamente los glucoliacutepidos y
glucoproteiacutenas estaacuten presentes en muchos lugares de la ceacutelula sobre todo en la cara externa de la
membrana plasmaacutetica Un tipo especial de heteroacutesido es el peptidoglucano componente esencial de
las paredes celulares bacterianas que estaacute constituido por cadenas paralelas de un
heteropolisacaacuterido complejo unidas transversalmente por cadenas de aminoaacutecidos
FUNCIONES DE LOS GLUacuteCIDOS
Los gluacutecidos desempentildean con caraacutecter general en los seres vivos dos tipos de funciones energeacuteticas
y estructurales
Funcioacuten energeacutetica- La oxidacioacuten de los gluacutecidos libera energiacutea que las ceacutelulas pueden utilizar para
realizar sus funciones La glucosa es el azuacutecar que con maacutes frecuencia utilizan las ceacutelulas como
combustible metaboacutelico primario Por otra parte algunos polisacaacuteridos actuacutean como material de
reserva energeacutetica que puede ser raacutepidamente movilizado cuando es necesario Una ventaja que
poseen los gluacutecidos sobre otras biomoleacuteculas como material energeacutetico es que dada la solubilidad en
agua de muchos de ellos pueden ser transportados muy raacutepidamente en medio acuoso alliacute donde
resultan necesarios
Funcioacuten estructural- Algunos polisacaacuteridos como la celulosa o la quitina presentan propiedades que
los hacen idoacuteneos para formar parte de estructuras que deben ofrecer una gran resistencia
mecaacutenica como las paredes celulares vegetales o el exoesqueleto de los artroacutepodos
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LOS LIacutePIDOS
Los liacutepidos son biomoleacuteculas orgaacutenicas compuestas por carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno presenta en
ciertas ocasiones otros elementos como nitroacutegeno foacutesforo y azufre Este grupo incluye moleacuteculas
de estructuras y funciones muy diferentes aunque todas ellas se caracterizan sin embargo por su
insolubilidad en agua y por su solubilidad en disolvente orgaacutenico (no polares) como el alcohol benceno
acetona eacuteter cloroformo y por ser untuosos al tacto
AacuteCIDOS GRASOS
Constituyen la unidad baacutesica estructural de los liacutepidos saponificables y generalmente no aparecen
libres en la naturaleza Son moleacuteculas que poseen una larga cadena lineal hidrocarbonada por regla
general de un nuacutemero par de aacutetomos de carbono que oscila entre 10 y 22 (aunque los maacutes abundantes
tienen 16 oacute 18) y con un grupo carboxiacutelico (-COOH) en el primer carbono de la moleacutecula
Existen dos tipos de aacutecidos grasos
Saturados en los que la cadena hidrocarbonada
posee uacutenicamente enlaces simples Sus puntos de
fusioacuten son altos por lo que forman grasas soacutelidas a
temperatura ambiente (sebo)
Insaturados si la cadena hidrocarbonada ademaacutes
de enlaces simples posee uno o varios dobles
enlaces Sus puntos de fusioacuten son bajos por lo que
forman grasas liacutequidas a temperatura ambiente
(aceites)
LIacutePIDOS SAPONIFICABLES
Estos liacutepidos se forman por la unioacuten mediante un enlace que se denomina ldquoeacutesterrdquo entre el grupo
carboxilo (-COOH) del aacutecido graso con un grupo hidroxilo (-OH) de un alcohol (reaccioacuten de
esterificacioacuten) En este enlace se desprende una moleacutecula de agua
CLASIFICACIOacuteN DE LOS LIacutePIDOS
Liacutepidos
saponificable
s
Acilgliceacuteridos
Aceites
Trigliceacute
ridos o
grasas
Mantec
as
Sebos
Ceras
Liacutepidos
complejos o
de membrana
Fosfoliacutepidos
Esfingoliacutepidos
Liacutepidos
insaponificabl
es
Terpenos
Esteroides
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La reaccioacuten inversa de separacioacuten de estos grupos es una hidroacutelisis puesto que se necesita agua para
realizarla
Estos liacutepidos reciben su nombre debido a que se descomponen hirvieacutendolos con soluciones
diluidas de hidroacutexido soacutedico (Nao) o potaacutesico (KOH) mediante la reaccioacuten inversa a la
esterificacioacuten denominada saponificacioacuten Se obtienen como productos resultantes el alcohol y
sales soacutedicas o potaacutesicas de los aacutecidos grasos que reciben el nombre de jabones
ACILGLICEacuteRIDOS (GRASAS)
Los acilgliceacuteridos son los eacutesteres de la glicerina (moleacutecula con tres grupos hidroxilos ndashOH) en
los que estos grupos alcohol han sido sustituidos por aacutecidos grasos Si soacutelo uno de los grupos
alcohol es sustituido tenemos un monoacilgliceacuterido si son dos un diacilgliceacuterido y si son tres un
triacilgliceacuterido (tambieacuten llamados trigliceacuteridos o grasas)
Las grasas son los liacutepidos maacutes abundantes en la naturaleza tanto en el Reino Animal como en el
Vegetal Forman parte de los llamados liacutepidos saponificables los cuales poseen enlaces de tipo
eacutester y forman jabones por medio de hidroacutelisis alcalina Constituyen la reserva energeacutetica de los
seres vivos Se acumulan en las ceacutelulas adiposas de los animales y en las vacuolas de las ceacutelulas
vegetales
Al reaccionar tres moleacuteculas de aacutecidos grasos con una moleacutecula de glicerina dan lugar a una
moleacutecula de grasa maacutes tres de agua Esta es la reaccioacuten de esterificacioacuten
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CERAS
Son eacutesteres de monoalcoholes de cadena larga (alcoholes grasos) con aacutecidos grasos tambieacuten
de cadena larga
Son insolubles en agua lo que explica sus funciones protectoras y de revestimiento (su principal
funcioacuten bioloacutegica consiste en actuar como sustancias impermeabilizantes) El eacutester formado por el aacutecido
palmiacutetico (16 C) y el triacontanol (alcohol graso de 30 C) es el componente principal de la cera que
fabrican las abejas ciertas glaacutendulas de la piel de los vertebrados secretan ceras para proteger el pelo y
la piel las aves acuaacuteticas secretan ceras gracias a las cuales sus plumas pueden repeler el agua Las
ceras naturales tienen diversas aplicaciones en las industrias farmaceacuteutica y cosmeacutetica
FOSFOLIacutePIDOS Unos de los maacutes abundantes son los fosfogliceacuteridos que poseen dos moleacuteculas de
aacutecidos grasos unidas mediante enlaces eacutester a dos grupos alcohol de la glicerina y un aacutecido fosfoacuterico
al otro alcohol de la glicerina el aacutecido fosfoacuterico estaacute unido a diferentes compuestos de naturaleza
polar dando asiacute a los fosfogliceacuteridos su naturaleza anfipaacutetica (tienen en su moleacutecula una parte no polar y
una parte polar formada por el aacutecido fosfoacuterico y el compuesto polar) Es habitual representar a los
fosfogliceacuteridos mediante una cabeza polar y dos colas no polares El caraacutecter anfipaacutetico de los
fosfogliceacuteridos constituye la base fiacutesico-quiacutemica de su principal funcioacuten bioloacutegica que es la de ser
componentes esenciales de las membranas celulares
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NO SAPONIFICABLES
TERPENOS
Son un grupo de liacutepidos que no contienen aacutecidos grasos y son por lo tanto no saponificables Estaacuten
formados por la polimerizacioacuten de un hidrocarburo de 5 aacutetomos de carbono llamado isopreno
Los terpenos existentes en la naturaleza contienen un nuacutemero variable de unidades de isopreno unidas
entre siacute Debido a su naturaleza hidrocarbonada son sustancias netamente hidrofoacutebicas y por lo tanto
insolubles en agua
Son especialmente abundantes en el mundo vegetal Pueden actuar como pigmentos asiacute algunos
terpenos como los carotenos y xantofilas responsables de la coloracioacuten de muchos frutos la clorofila el
pigmento vegetal por excelencia Muchos aromas de origen vegetal como el alcanfor el mentol y el
geraniol son de naturaleza terpenoide como tambieacuten lo son algunos productos vegetales de intereacutes
econoacutemico como el caucho La vitamina A que deriva bioloacutegicamente de los carotenos tambieacuten es un
terpeno
ESTEROIDES
Son liacutepidos derivados del ciclo pentano-perhidro-fenantreno Un esteroide muy abundante
en los vertebrados es el colesterol que es un componente muy importante de las membranas
celulares a las que confiere fluidez
Otros esteroides son
Vitamina D
Hormonas sexuales androacutegenas como la testosterona
Hormonas de la corteza suprarrenales como la aldosterona
MICELAS MEMBRANAS LIPOSOMAS
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PROTEIacuteNAS
CONCEPTO
Las proteiacutenas son poliacutemeros lineales de moleacuteculas de α-aminoaacutecidos que desempentildean
muacuteltiples funciones especiacuteficas Eacutestas dependen de su estructura tridimensional que puede presentar
cuatro niveles de complejidad creciente Las proteiacutenas son muy abundantes pues constituyen casi la
mitad del peso en seco de la ceacutelula
COMPOSICIOacuteN
Las proteiacutenas estaacuten compuestas por aacutetomos de carbono (C) hidroacutegeno (H) oxiacutegeno (O) y
nitroacutegeno (N) aunque pueden contener tambieacuten azufre (S) En algunas proteiacutenas complejas
(heteroproteiacutenas) tambieacuten estaacuten presentes el foacutesforo (P) y en menor proporcioacuten hierro (Fe) cobre
(Cu) magnesio (Mg) yodo (I) etc
LOS AMINOAacuteCIDOS
Son sustancias cristalinas casi siempre de sabor dulce Los aminoaacutecidos se caracterizan por poseer
un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2)
Los aminoaacutecidos son las unidades elementales constitutivas de las moleacuteculas denominadas Proteiacutenas
Son pues y en un muy elemental siacutemil los ladrillos con los cuales el organismo reconstituye
permanentemente sus proteiacutenas especiacuteficas consumidas por la sola accioacuten de vivir Los alimentos que
ingerimos nos proveen proteiacutenas Pero tales proteiacutenas no se absorben normalmente en tal constitucioacuten
sino que luego de su desdoblamiento (hidroacutelisis o rotura) causado por el proceso de digestioacuten
atraviesan la pared intestinal en forma de aminoaacutecidos y cadenas cortas de peacuteptidos Esas sustancias
se incorporan inicialmente al torrente sanguiacuteneo y desde alliacute son distribuidas hacia los tejidos que
las necesitan para formar las proteiacutenas consumidas durante el ciclo vital
Se sabe que de los 20 aminoaacutecidos proteicos conocidos 8 resultan indispensables (o esenciales) para
la vida humana y 2 resultan semi-indispensables Son estos 10 aminoaacutecidos los que requieren ser
incorporados al organismo en su cotidiana alimentacioacuten` Hay que destacar que si falta uno solo de
ellos (aminoaacutecidos esenciales) no seraacute posible sintetizar ninguna de las proteiacutenas en la que sea
requerido dicho aminoaacutecido Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutricioacuten
seguacuten cual sea el aminoaacutecido limitante
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En esta imagen puede verse la foacutermula de los 20 aminoaacutecidos maacutes importantes en color negro la
parte comuacuten mientras que en color azul puede verse la parte variable que da a los aminoaacutecidos
distinto comportamiento
LOS PEacutePTIDOS Y EL ENLACE PEPTIacuteDICO
Los peacuteptidos estaacuten formados por la unioacuten de aminoaacutecidos mediante un enlace peptiacutedico
Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoaacutecido y el grupo amino
del siguiente dando lugar al desprendimiento de una moleacutecula de agua
Asiacute pues para formar peacuteptidos los aminoaacutecidos se van
enlazando entre siacute formando cadenas de longitud y secuencia
variable Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos
convencionales como
Oligopeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es menor de 10
Dipeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 2
Tripeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 3
Tetrapeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 4 etc
Polipeacuteptidos o cadenas polipeptiacutedicas- si el n ordm de aminoaacutecidos es mayor de 10
Si la hidroacutelisis de una proteiacutena produce uacutenicamente aminoaacutecidos la proteiacutena se denomina simple Si en
cambio produce otros compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos denominados grupo prosteacutetico la proteiacutena
se llama conjugada
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEIacuteNAS
La organizacioacuten de una proteiacutena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados
estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria y estructura cuaternaria Cada una
de estas estructuras informa de la disposicioacuten de la anterior en el espacio
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena Nos indica queacute aminoaacutecidos
componen la cadena polipeptiacutedica y el orden en que dichos aminoaacutecidos se encuentran La funcioacuten de
una proteiacutena depende de su secuencia y de la forma que eacutesta adopte
Estructura Secundaria
La estructura secundaria es la disposicioacuten de la secuencia de aminoaacutecidos en el espacio Los
aminoaacutecidos a medida que van siendo enlazados durante la siacutentesis de proteiacutenas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces adquieren una disposicioacuten espacial estable
la estructura secundaria
Existen dos tipos de estructura secundaria
1 La a(alfa)-heacutelice
2 La conformacioacuten beta o laacutemina β
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre siacute misma la estructura primaria Se
debe a la formacioacuten de enlaces de hidroacutegeno entre el -C=O de un aminoaacutecido y el -NH- del cuarto
aminoaacutecido que le sigue
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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Foacutermulas Lineales
Las foacutermulas con estructura en forma de cadena abierta de los monosacaacuteridos se denominan
proyeccioacuten de Fischer se situacutea el grupo funcional principal en la parte superior y los grupos
hidroxilos a la derecha o a la izquierda
Foacutermulas Ciacuteclicas
Las aldopentosas y las hexosas en disolucioacuten no presentan estructura lineal sino que
presentan estructuras cerradas o ciacuteclicas llamadas ldquoproyeccioacuten de Hawortrdquo Si la reaccioacuten es entre
un alcohol y un grupo aldehiacutedo el enlace se llama hemiacetal y si es entre un alcohol y una cetona se
llama hemicetal
El ciclo resultante puede tener forma pentagonal (furano) o hexagonal (pirano)
denominaacutendose los monosacaacuteridos furanosas o piranosas respectivamente
En esta representacioacuten se situacutean hacia abajo todos los grupos situados hacia la derecha en la
representacioacuten lineal y hacia arriba los situados hacia la izquierda (exceptuando claro estaacute el (-OH)
implicado en la formacioacuten del puente hemiacetal o hemicetal)
Cuando se produce la ciclacioacuten de la moleacutecula aparece un nuevo aacutetomo de carbono asimeacutetrico
el carbono 1 en las aldosas o el 2 en las cetosas Este carbono recibe el nombre de carbono
anomeacuterico Existen dos formas anomeacutericas
diams Alfa (α) El OH del carbono anomeacuterico queda hacia abajo
diams Beta (szlig) El OH del carbono anomeacuterico queda hacia arriba
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Actividad Oacuteptica
Por el hecho de poseer carbonos asimeacutetricos los monosacaacuteridos presentan actividad oacuteptica es
decir cuando se encuentran en disolucioacuten acuosa hacen girar el plano de vibracioacuten de la luz polarizada Los monosacaacuteridos que lo hacen girar hacia la derecha se denominan dextroacutegiros (+) y los
que lo hacen girar hacia la izquierda se denominan levoacutegiros (-) El hecho de que un monosacaacuterido sea
dextroacutegiro o levoacutegiro es completamente independiente de su pertenencia a la serie D o a la serie L
Principales Monosacaacuteridos
Los monosacaacuteridos maacutes corrientes reciben nombres vulgares distintos a los cientiacuteficos los
maacutes importantes son la glucosa la fructosa la ribosa y la desoxirribosa
diams Glucosa Tambieacuten llamada azuacutecar de la uva es una aldohexosa Es el azuacutecar maacutes utilizado por las
ceacutelulas como fuente de energiacutea Se encuentra en forma libre en la sangre Se puede obtener de la
digestioacuten de los gluacutecidos que tomamos con el alimento
diams Fructosa Es una cetohexosa que se encuentra estado libre en las frutas y que forma parte junto
con la glucosa del disacaacuterido sacarosa
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diams Ribosa Es una aldopentosa que forma parte de la estructura de los aacutecidos nucleicos (ARN o aacutecido
ribonucleico)
diams Desoxirribosa Es un monosacaacuterido que se origina por reduccioacuten de la ribosa en el carbono 2 Es el
azuacutecar que forma parte del ADN o aacutecido desoxirribonucleico
LOS OLIGOSACAacuteRIDOS EL ENLACE O-GLUCOSIacuteDICO
Los oligosacaacuteridos estaacuten formados por la unioacuten de 2 a 10 monosacaacuteridos mediante un enlace
O-glucosiacutedico Los maacutes importantes son los disacaacuteridos
Enlace O-glucosiacutedico
Se establece entre dos grupos hidroxilos (OH) de diferentes monosacaacuteridos en esta unioacuten
se pierde una moleacutecula de agua La unioacuten de los monosacaacuteridos puede dar origen a oligosacaacuteridos o
polisacaacuteridos
Disacaacuteridos
Son oligosacaacuteridos formados por dos monosacaacuteridos Son solubles en agua dulces cristalizables y
algunos poseen poder reductor (dan positivo al reactivo de Fehling)
Sacarosa Estaacute formada por la unioacuten de una moleacutecula de α-D-
glucopiranosas con una moleacutecula de β -D-fructofuranosa No posee
poder reductor al no tener libre ninguacuten grupo -OH de los carbonos
anomeacutericos Es el azuacutecar que consumimos normalmente se obtiene
principalmente a partir de la cantildea de azuacutecar y de la remolacha
Maltosa Formada por dos moleacuteculas de α-D-glucopiranosa (1-4) Recibe
el nombre de azuacutecar de malta Es un azuacutecar reductor
diams Lactosa Formada por la unioacuten de la β-D-
galactopiranosa y la β-D-glucopiranosa es tambieacuten un disacaacuterido con poder reductor Se
encuentra en la leche de los mamiacuteferos siendo eacutesta su uacutenica fuente natural
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POLISACAacuteRIDOS
Los polisacaacuteridos son gluacutecidos formados por un nuacutemero elevado de monosacaacuteridos
unidos entre siacute mediante enlaces glucosiacutedicos En el proceso de unioacuten de los monosacaacuteridos
para formar un polisacaacuterido se liberan moleacuteculas de agua una por cada enlace glucosiacutedico
Aunque el liacutemite entre oligosacaacuteridos y polisacaacuteridos se suele fijar arbitrariamente en 10
unidades monosacariacutedicas constituyentes lo cierto es que la mayoriacutea de los polisacaacuteridos
naturales estaacuten formados por centenares o miles de estas unidades monomeacutericas
Los polisacaacuteridos son macromoleacuteculas de elevado peso molecular y estructura
compleja Asiacute como otras macromoleacuteculas tienen tamantildeos y pesos moleculares definidos en
los polisacaacuteridos eacutestos pueden variar en funcioacuten del estado metaboacutelico de la ceacutelula Las
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas de los polisacaacuteridos son en cierto modo contrarias a las que
exhiben monosacaacuteridos y oligosacaacuteridos no cristalizan no tienen sabor dulce carecen de
poder reductor y aunque son sustancias hidrofiacutelicas son poco soluble en agua debido a su
elevado peso molecular
Los distintos tipos de polisacaacuteridos difieren entre siacute seguacuten el tipo de unidades
monosacariacutedicas que los forman en el tipo de enlace glucosiacutedico (α o β) que las une y en el
mayor o menor grado de ramificacioacuten que presentan sus cadenas Se distinguen dos tipos
principales de polisacaacuteridos los homopolisacaacuteridos formados por un soacutelo tipo de
monosacaacuterido y heteropolisacaacuteridos formados por dos o maacutes tipos de monosacaacuteridos Los
homopolisacaacuteridos de la D-glucosa denominados glucanos son los polisacaacuteridos maacutes
abundantes en la naturaleza y los que tienen una mayor importancia bioloacutegica como el almidoacuten
y el glucoacutegeno o la celulosa Hay que destacar que aqueacutellos que presentan enlaces
glucosiacutedicos tipo α tienen funcioacuten energeacutetica mientras que los que los presentan tipo β
tienen funcioacuten estructural A continuacioacuten analizaremos la estructura y la funcioacuten de los tres
glucanos maacutes importantes
Almidoacuten- Es un polisacaacuterido formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos
α(1rarr4) y α(1rarr6) En la moleacutecula de almidoacuten se distinguen dos tipos de poliacutemero
Amilosa- Es un poliacutemero no ramificado formado por largas cadenas de unidades de α-D-glucosa
unidas por enlaces α-(1rarr4) Estas cadenas adoptan una disposicioacuten helicoidal con 6 moleacuteculas por
vuelta
Amilopectina- Es un poliacutemero muy ramificado (Figura 714) formado por moleacuteculas de α-D-glucosa
Los sucesivos restos de glucosa a lo largo de las cadenas estaacuten unidos por enlaces α(1rarr4) y los
puntos de ramificacioacuten que se encuentran espaciados por un nuacutemero de restos de glucosa que oscila
entre 24 y 30 consisten en enlaces α(1rarr6)
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El almidoacuten actuacutea como sustancia de reserva en las ceacutelulas vegetales Una parte sustancial de los
gluacutecidos producidos en la fotosiacutentesis se almacenan en forma de almidoacuten dando lugar a unos
agregados insolubles de gran tamantildeo los granos de almidoacuten que se encuentran en todas las ceacutelulas
vegetales siendo especialmente abundantes en las de las semillas frutos y tubeacuterculos
Glucoacutegeno- Es un polisacaacuterido con estructura muy similar a la de la amilopectina Al igual que eacutesta
estaacute formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos α(1rarr4) a lo largo de las
cadenas y con puntos de ramificacioacuten consistentes en enlaces α(1rarr6) La diferencia con respecto a
la amilopectina estriba en que las ramificaciones se encuentran menos espaciadas concretamente
cada 8 a 12 restos de glucosa Esta mayor proximidad entre los puntos de ramificacioacuten hace que el
glucoacutegeno sea mucho maacutes compacto que el almidoacuten El glucoacutegeno actuacutea como sustancia de reserva en
las ceacutelulas animales Es especialmente abundante en el hiacutegado y muacutesculo esqueleacutetico
Los polisacaacuteridos dada la gran rapidez con que pueden ser movilizados constituyen una excelente
forma de almacenar energiacutea metaboacutelica a corto plazo Puede resultar sorprendente que las ceacutelulas
almacenen su combustible energeacutetico en forma de polisacaacuteridos cuando podriacutean hacerlo en forma de
glucosa libre evitaacutendose asiacute el trabajo quiacutemico de sintetizarlos y degradarlos La razoacuten de que ello sea
asiacute estriba en que los polisacaacuteridos se almacenan en forma esencialmente insoluble contribuyendo
muy poco a la presioacuten osmoacutetica del citoplasma Una cantidad equivalente de glucosa disuelta generariacutea
una presioacuten osmoacutetica muy elevada que podriacutea ser peligrosa para la ceacutelula
Tanto el almidoacuten como el glucoacutegeno pueden ser degradados en el aparato digestivo de los animales por
la accioacuten de unos enzimas llamados amilasas Las amilasas liberan moleacuteculas de glucosa que
pueden posteriormente ser absorbidas
Celulosa- Es un poliacutemero lineal (no ramificado) formado por moleacuteculas de β-D-glucosa unidas
mediante enlaces glucosiacutedicos β(1rarr4) Cada cadena de celulosa contiene entre 10000 y 15000
restos de glucosa Estas cadenas debido a la configuracioacuten β de sus enlaces glucosiacutedicos forman
fibras supramoleculares que contienen muchas cadenas individuales de celulosa en disposicioacuten paralela
e iacutentimamente unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno
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Tal estructura es la que confiere a la celulosa su insolubilidad en agua y su resistencia mecaacutenica
caracteriacutesticas propiedades estas que la hacen idoacutenea para desempentildear en las ceacutelulas una funcioacuten de
caraacutecter estructural La celulosa es el principal componente de las paredes celulares vegetales las
cuales proporcionan a las ceacutelulas de las plantas y las algas sosteacuten mecaacutenico y proteccioacuten frente a los
fenoacutemenos osmoacuteticos desfavorables Una gran parte de la masa de la madera es celulosa Las amilasas
que degradan el almidoacuten y el glucoacutegeno no pueden romper los enlaces β glucosiacutedico de la celulosa El
intestino humano (y el de la mayoriacutea de los animales) carece de enzimas que puedan romper este tipo
de enlace por lo que este polisacaacuterido tiene para el hombre un valor alimenticio praacutecticamente nulo
Ademaacutes de los descritos existen en la naturaleza otros homopolisacaacuteridos como los
formados por derivados de la glucosa como la quitina un poliacutemero de la N-acetil-glucosamina que es el componente principal del exoesqueleto de los artroacutepodos
HETEROacuteSIDOS
Como se dijo anteriormente estaacuten formados por monosacaacuteridos y otros componentes de naturaleza
no azucarada Ente ellos cabe citar a los glucoliacutepidos y a las glucoproteiacutenas que son asociaciones
covalentes de cadenas oligosacariacutedicas con liacutepidos y proteiacutenas respectivamente los glucoliacutepidos y
glucoproteiacutenas estaacuten presentes en muchos lugares de la ceacutelula sobre todo en la cara externa de la
membrana plasmaacutetica Un tipo especial de heteroacutesido es el peptidoglucano componente esencial de
las paredes celulares bacterianas que estaacute constituido por cadenas paralelas de un
heteropolisacaacuterido complejo unidas transversalmente por cadenas de aminoaacutecidos
FUNCIONES DE LOS GLUacuteCIDOS
Los gluacutecidos desempentildean con caraacutecter general en los seres vivos dos tipos de funciones energeacuteticas
y estructurales
Funcioacuten energeacutetica- La oxidacioacuten de los gluacutecidos libera energiacutea que las ceacutelulas pueden utilizar para
realizar sus funciones La glucosa es el azuacutecar que con maacutes frecuencia utilizan las ceacutelulas como
combustible metaboacutelico primario Por otra parte algunos polisacaacuteridos actuacutean como material de
reserva energeacutetica que puede ser raacutepidamente movilizado cuando es necesario Una ventaja que
poseen los gluacutecidos sobre otras biomoleacuteculas como material energeacutetico es que dada la solubilidad en
agua de muchos de ellos pueden ser transportados muy raacutepidamente en medio acuoso alliacute donde
resultan necesarios
Funcioacuten estructural- Algunos polisacaacuteridos como la celulosa o la quitina presentan propiedades que
los hacen idoacuteneos para formar parte de estructuras que deben ofrecer una gran resistencia
mecaacutenica como las paredes celulares vegetales o el exoesqueleto de los artroacutepodos
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LOS LIacutePIDOS
Los liacutepidos son biomoleacuteculas orgaacutenicas compuestas por carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno presenta en
ciertas ocasiones otros elementos como nitroacutegeno foacutesforo y azufre Este grupo incluye moleacuteculas
de estructuras y funciones muy diferentes aunque todas ellas se caracterizan sin embargo por su
insolubilidad en agua y por su solubilidad en disolvente orgaacutenico (no polares) como el alcohol benceno
acetona eacuteter cloroformo y por ser untuosos al tacto
AacuteCIDOS GRASOS
Constituyen la unidad baacutesica estructural de los liacutepidos saponificables y generalmente no aparecen
libres en la naturaleza Son moleacuteculas que poseen una larga cadena lineal hidrocarbonada por regla
general de un nuacutemero par de aacutetomos de carbono que oscila entre 10 y 22 (aunque los maacutes abundantes
tienen 16 oacute 18) y con un grupo carboxiacutelico (-COOH) en el primer carbono de la moleacutecula
Existen dos tipos de aacutecidos grasos
Saturados en los que la cadena hidrocarbonada
posee uacutenicamente enlaces simples Sus puntos de
fusioacuten son altos por lo que forman grasas soacutelidas a
temperatura ambiente (sebo)
Insaturados si la cadena hidrocarbonada ademaacutes
de enlaces simples posee uno o varios dobles
enlaces Sus puntos de fusioacuten son bajos por lo que
forman grasas liacutequidas a temperatura ambiente
(aceites)
LIacutePIDOS SAPONIFICABLES
Estos liacutepidos se forman por la unioacuten mediante un enlace que se denomina ldquoeacutesterrdquo entre el grupo
carboxilo (-COOH) del aacutecido graso con un grupo hidroxilo (-OH) de un alcohol (reaccioacuten de
esterificacioacuten) En este enlace se desprende una moleacutecula de agua
CLASIFICACIOacuteN DE LOS LIacutePIDOS
Liacutepidos
saponificable
s
Acilgliceacuteridos
Aceites
Trigliceacute
ridos o
grasas
Mantec
as
Sebos
Ceras
Liacutepidos
complejos o
de membrana
Fosfoliacutepidos
Esfingoliacutepidos
Liacutepidos
insaponificabl
es
Terpenos
Esteroides
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La reaccioacuten inversa de separacioacuten de estos grupos es una hidroacutelisis puesto que se necesita agua para
realizarla
Estos liacutepidos reciben su nombre debido a que se descomponen hirvieacutendolos con soluciones
diluidas de hidroacutexido soacutedico (Nao) o potaacutesico (KOH) mediante la reaccioacuten inversa a la
esterificacioacuten denominada saponificacioacuten Se obtienen como productos resultantes el alcohol y
sales soacutedicas o potaacutesicas de los aacutecidos grasos que reciben el nombre de jabones
ACILGLICEacuteRIDOS (GRASAS)
Los acilgliceacuteridos son los eacutesteres de la glicerina (moleacutecula con tres grupos hidroxilos ndashOH) en
los que estos grupos alcohol han sido sustituidos por aacutecidos grasos Si soacutelo uno de los grupos
alcohol es sustituido tenemos un monoacilgliceacuterido si son dos un diacilgliceacuterido y si son tres un
triacilgliceacuterido (tambieacuten llamados trigliceacuteridos o grasas)
Las grasas son los liacutepidos maacutes abundantes en la naturaleza tanto en el Reino Animal como en el
Vegetal Forman parte de los llamados liacutepidos saponificables los cuales poseen enlaces de tipo
eacutester y forman jabones por medio de hidroacutelisis alcalina Constituyen la reserva energeacutetica de los
seres vivos Se acumulan en las ceacutelulas adiposas de los animales y en las vacuolas de las ceacutelulas
vegetales
Al reaccionar tres moleacuteculas de aacutecidos grasos con una moleacutecula de glicerina dan lugar a una
moleacutecula de grasa maacutes tres de agua Esta es la reaccioacuten de esterificacioacuten
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CERAS
Son eacutesteres de monoalcoholes de cadena larga (alcoholes grasos) con aacutecidos grasos tambieacuten
de cadena larga
Son insolubles en agua lo que explica sus funciones protectoras y de revestimiento (su principal
funcioacuten bioloacutegica consiste en actuar como sustancias impermeabilizantes) El eacutester formado por el aacutecido
palmiacutetico (16 C) y el triacontanol (alcohol graso de 30 C) es el componente principal de la cera que
fabrican las abejas ciertas glaacutendulas de la piel de los vertebrados secretan ceras para proteger el pelo y
la piel las aves acuaacuteticas secretan ceras gracias a las cuales sus plumas pueden repeler el agua Las
ceras naturales tienen diversas aplicaciones en las industrias farmaceacuteutica y cosmeacutetica
FOSFOLIacutePIDOS Unos de los maacutes abundantes son los fosfogliceacuteridos que poseen dos moleacuteculas de
aacutecidos grasos unidas mediante enlaces eacutester a dos grupos alcohol de la glicerina y un aacutecido fosfoacuterico
al otro alcohol de la glicerina el aacutecido fosfoacuterico estaacute unido a diferentes compuestos de naturaleza
polar dando asiacute a los fosfogliceacuteridos su naturaleza anfipaacutetica (tienen en su moleacutecula una parte no polar y
una parte polar formada por el aacutecido fosfoacuterico y el compuesto polar) Es habitual representar a los
fosfogliceacuteridos mediante una cabeza polar y dos colas no polares El caraacutecter anfipaacutetico de los
fosfogliceacuteridos constituye la base fiacutesico-quiacutemica de su principal funcioacuten bioloacutegica que es la de ser
componentes esenciales de las membranas celulares
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NO SAPONIFICABLES
TERPENOS
Son un grupo de liacutepidos que no contienen aacutecidos grasos y son por lo tanto no saponificables Estaacuten
formados por la polimerizacioacuten de un hidrocarburo de 5 aacutetomos de carbono llamado isopreno
Los terpenos existentes en la naturaleza contienen un nuacutemero variable de unidades de isopreno unidas
entre siacute Debido a su naturaleza hidrocarbonada son sustancias netamente hidrofoacutebicas y por lo tanto
insolubles en agua
Son especialmente abundantes en el mundo vegetal Pueden actuar como pigmentos asiacute algunos
terpenos como los carotenos y xantofilas responsables de la coloracioacuten de muchos frutos la clorofila el
pigmento vegetal por excelencia Muchos aromas de origen vegetal como el alcanfor el mentol y el
geraniol son de naturaleza terpenoide como tambieacuten lo son algunos productos vegetales de intereacutes
econoacutemico como el caucho La vitamina A que deriva bioloacutegicamente de los carotenos tambieacuten es un
terpeno
ESTEROIDES
Son liacutepidos derivados del ciclo pentano-perhidro-fenantreno Un esteroide muy abundante
en los vertebrados es el colesterol que es un componente muy importante de las membranas
celulares a las que confiere fluidez
Otros esteroides son
Vitamina D
Hormonas sexuales androacutegenas como la testosterona
Hormonas de la corteza suprarrenales como la aldosterona
MICELAS MEMBRANAS LIPOSOMAS
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PROTEIacuteNAS
CONCEPTO
Las proteiacutenas son poliacutemeros lineales de moleacuteculas de α-aminoaacutecidos que desempentildean
muacuteltiples funciones especiacuteficas Eacutestas dependen de su estructura tridimensional que puede presentar
cuatro niveles de complejidad creciente Las proteiacutenas son muy abundantes pues constituyen casi la
mitad del peso en seco de la ceacutelula
COMPOSICIOacuteN
Las proteiacutenas estaacuten compuestas por aacutetomos de carbono (C) hidroacutegeno (H) oxiacutegeno (O) y
nitroacutegeno (N) aunque pueden contener tambieacuten azufre (S) En algunas proteiacutenas complejas
(heteroproteiacutenas) tambieacuten estaacuten presentes el foacutesforo (P) y en menor proporcioacuten hierro (Fe) cobre
(Cu) magnesio (Mg) yodo (I) etc
LOS AMINOAacuteCIDOS
Son sustancias cristalinas casi siempre de sabor dulce Los aminoaacutecidos se caracterizan por poseer
un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2)
Los aminoaacutecidos son las unidades elementales constitutivas de las moleacuteculas denominadas Proteiacutenas
Son pues y en un muy elemental siacutemil los ladrillos con los cuales el organismo reconstituye
permanentemente sus proteiacutenas especiacuteficas consumidas por la sola accioacuten de vivir Los alimentos que
ingerimos nos proveen proteiacutenas Pero tales proteiacutenas no se absorben normalmente en tal constitucioacuten
sino que luego de su desdoblamiento (hidroacutelisis o rotura) causado por el proceso de digestioacuten
atraviesan la pared intestinal en forma de aminoaacutecidos y cadenas cortas de peacuteptidos Esas sustancias
se incorporan inicialmente al torrente sanguiacuteneo y desde alliacute son distribuidas hacia los tejidos que
las necesitan para formar las proteiacutenas consumidas durante el ciclo vital
Se sabe que de los 20 aminoaacutecidos proteicos conocidos 8 resultan indispensables (o esenciales) para
la vida humana y 2 resultan semi-indispensables Son estos 10 aminoaacutecidos los que requieren ser
incorporados al organismo en su cotidiana alimentacioacuten` Hay que destacar que si falta uno solo de
ellos (aminoaacutecidos esenciales) no seraacute posible sintetizar ninguna de las proteiacutenas en la que sea
requerido dicho aminoaacutecido Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutricioacuten
seguacuten cual sea el aminoaacutecido limitante
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En esta imagen puede verse la foacutermula de los 20 aminoaacutecidos maacutes importantes en color negro la
parte comuacuten mientras que en color azul puede verse la parte variable que da a los aminoaacutecidos
distinto comportamiento
LOS PEacutePTIDOS Y EL ENLACE PEPTIacuteDICO
Los peacuteptidos estaacuten formados por la unioacuten de aminoaacutecidos mediante un enlace peptiacutedico
Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoaacutecido y el grupo amino
del siguiente dando lugar al desprendimiento de una moleacutecula de agua
Asiacute pues para formar peacuteptidos los aminoaacutecidos se van
enlazando entre siacute formando cadenas de longitud y secuencia
variable Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos
convencionales como
Oligopeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es menor de 10
Dipeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 2
Tripeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 3
Tetrapeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 4 etc
Polipeacuteptidos o cadenas polipeptiacutedicas- si el n ordm de aminoaacutecidos es mayor de 10
Si la hidroacutelisis de una proteiacutena produce uacutenicamente aminoaacutecidos la proteiacutena se denomina simple Si en
cambio produce otros compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos denominados grupo prosteacutetico la proteiacutena
se llama conjugada
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEIacuteNAS
La organizacioacuten de una proteiacutena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados
estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria y estructura cuaternaria Cada una
de estas estructuras informa de la disposicioacuten de la anterior en el espacio
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena Nos indica queacute aminoaacutecidos
componen la cadena polipeptiacutedica y el orden en que dichos aminoaacutecidos se encuentran La funcioacuten de
una proteiacutena depende de su secuencia y de la forma que eacutesta adopte
Estructura Secundaria
La estructura secundaria es la disposicioacuten de la secuencia de aminoaacutecidos en el espacio Los
aminoaacutecidos a medida que van siendo enlazados durante la siacutentesis de proteiacutenas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces adquieren una disposicioacuten espacial estable
la estructura secundaria
Existen dos tipos de estructura secundaria
1 La a(alfa)-heacutelice
2 La conformacioacuten beta o laacutemina β
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre siacute misma la estructura primaria Se
debe a la formacioacuten de enlaces de hidroacutegeno entre el -C=O de un aminoaacutecido y el -NH- del cuarto
aminoaacutecido que le sigue
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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Actividad Oacuteptica
Por el hecho de poseer carbonos asimeacutetricos los monosacaacuteridos presentan actividad oacuteptica es
decir cuando se encuentran en disolucioacuten acuosa hacen girar el plano de vibracioacuten de la luz polarizada Los monosacaacuteridos que lo hacen girar hacia la derecha se denominan dextroacutegiros (+) y los
que lo hacen girar hacia la izquierda se denominan levoacutegiros (-) El hecho de que un monosacaacuterido sea
dextroacutegiro o levoacutegiro es completamente independiente de su pertenencia a la serie D o a la serie L
Principales Monosacaacuteridos
Los monosacaacuteridos maacutes corrientes reciben nombres vulgares distintos a los cientiacuteficos los
maacutes importantes son la glucosa la fructosa la ribosa y la desoxirribosa
diams Glucosa Tambieacuten llamada azuacutecar de la uva es una aldohexosa Es el azuacutecar maacutes utilizado por las
ceacutelulas como fuente de energiacutea Se encuentra en forma libre en la sangre Se puede obtener de la
digestioacuten de los gluacutecidos que tomamos con el alimento
diams Fructosa Es una cetohexosa que se encuentra estado libre en las frutas y que forma parte junto
con la glucosa del disacaacuterido sacarosa
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diams Ribosa Es una aldopentosa que forma parte de la estructura de los aacutecidos nucleicos (ARN o aacutecido
ribonucleico)
diams Desoxirribosa Es un monosacaacuterido que se origina por reduccioacuten de la ribosa en el carbono 2 Es el
azuacutecar que forma parte del ADN o aacutecido desoxirribonucleico
LOS OLIGOSACAacuteRIDOS EL ENLACE O-GLUCOSIacuteDICO
Los oligosacaacuteridos estaacuten formados por la unioacuten de 2 a 10 monosacaacuteridos mediante un enlace
O-glucosiacutedico Los maacutes importantes son los disacaacuteridos
Enlace O-glucosiacutedico
Se establece entre dos grupos hidroxilos (OH) de diferentes monosacaacuteridos en esta unioacuten
se pierde una moleacutecula de agua La unioacuten de los monosacaacuteridos puede dar origen a oligosacaacuteridos o
polisacaacuteridos
Disacaacuteridos
Son oligosacaacuteridos formados por dos monosacaacuteridos Son solubles en agua dulces cristalizables y
algunos poseen poder reductor (dan positivo al reactivo de Fehling)
Sacarosa Estaacute formada por la unioacuten de una moleacutecula de α-D-
glucopiranosas con una moleacutecula de β -D-fructofuranosa No posee
poder reductor al no tener libre ninguacuten grupo -OH de los carbonos
anomeacutericos Es el azuacutecar que consumimos normalmente se obtiene
principalmente a partir de la cantildea de azuacutecar y de la remolacha
Maltosa Formada por dos moleacuteculas de α-D-glucopiranosa (1-4) Recibe
el nombre de azuacutecar de malta Es un azuacutecar reductor
diams Lactosa Formada por la unioacuten de la β-D-
galactopiranosa y la β-D-glucopiranosa es tambieacuten un disacaacuterido con poder reductor Se
encuentra en la leche de los mamiacuteferos siendo eacutesta su uacutenica fuente natural
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POLISACAacuteRIDOS
Los polisacaacuteridos son gluacutecidos formados por un nuacutemero elevado de monosacaacuteridos
unidos entre siacute mediante enlaces glucosiacutedicos En el proceso de unioacuten de los monosacaacuteridos
para formar un polisacaacuterido se liberan moleacuteculas de agua una por cada enlace glucosiacutedico
Aunque el liacutemite entre oligosacaacuteridos y polisacaacuteridos se suele fijar arbitrariamente en 10
unidades monosacariacutedicas constituyentes lo cierto es que la mayoriacutea de los polisacaacuteridos
naturales estaacuten formados por centenares o miles de estas unidades monomeacutericas
Los polisacaacuteridos son macromoleacuteculas de elevado peso molecular y estructura
compleja Asiacute como otras macromoleacuteculas tienen tamantildeos y pesos moleculares definidos en
los polisacaacuteridos eacutestos pueden variar en funcioacuten del estado metaboacutelico de la ceacutelula Las
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas de los polisacaacuteridos son en cierto modo contrarias a las que
exhiben monosacaacuteridos y oligosacaacuteridos no cristalizan no tienen sabor dulce carecen de
poder reductor y aunque son sustancias hidrofiacutelicas son poco soluble en agua debido a su
elevado peso molecular
Los distintos tipos de polisacaacuteridos difieren entre siacute seguacuten el tipo de unidades
monosacariacutedicas que los forman en el tipo de enlace glucosiacutedico (α o β) que las une y en el
mayor o menor grado de ramificacioacuten que presentan sus cadenas Se distinguen dos tipos
principales de polisacaacuteridos los homopolisacaacuteridos formados por un soacutelo tipo de
monosacaacuterido y heteropolisacaacuteridos formados por dos o maacutes tipos de monosacaacuteridos Los
homopolisacaacuteridos de la D-glucosa denominados glucanos son los polisacaacuteridos maacutes
abundantes en la naturaleza y los que tienen una mayor importancia bioloacutegica como el almidoacuten
y el glucoacutegeno o la celulosa Hay que destacar que aqueacutellos que presentan enlaces
glucosiacutedicos tipo α tienen funcioacuten energeacutetica mientras que los que los presentan tipo β
tienen funcioacuten estructural A continuacioacuten analizaremos la estructura y la funcioacuten de los tres
glucanos maacutes importantes
Almidoacuten- Es un polisacaacuterido formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos
α(1rarr4) y α(1rarr6) En la moleacutecula de almidoacuten se distinguen dos tipos de poliacutemero
Amilosa- Es un poliacutemero no ramificado formado por largas cadenas de unidades de α-D-glucosa
unidas por enlaces α-(1rarr4) Estas cadenas adoptan una disposicioacuten helicoidal con 6 moleacuteculas por
vuelta
Amilopectina- Es un poliacutemero muy ramificado (Figura 714) formado por moleacuteculas de α-D-glucosa
Los sucesivos restos de glucosa a lo largo de las cadenas estaacuten unidos por enlaces α(1rarr4) y los
puntos de ramificacioacuten que se encuentran espaciados por un nuacutemero de restos de glucosa que oscila
entre 24 y 30 consisten en enlaces α(1rarr6)
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El almidoacuten actuacutea como sustancia de reserva en las ceacutelulas vegetales Una parte sustancial de los
gluacutecidos producidos en la fotosiacutentesis se almacenan en forma de almidoacuten dando lugar a unos
agregados insolubles de gran tamantildeo los granos de almidoacuten que se encuentran en todas las ceacutelulas
vegetales siendo especialmente abundantes en las de las semillas frutos y tubeacuterculos
Glucoacutegeno- Es un polisacaacuterido con estructura muy similar a la de la amilopectina Al igual que eacutesta
estaacute formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos α(1rarr4) a lo largo de las
cadenas y con puntos de ramificacioacuten consistentes en enlaces α(1rarr6) La diferencia con respecto a
la amilopectina estriba en que las ramificaciones se encuentran menos espaciadas concretamente
cada 8 a 12 restos de glucosa Esta mayor proximidad entre los puntos de ramificacioacuten hace que el
glucoacutegeno sea mucho maacutes compacto que el almidoacuten El glucoacutegeno actuacutea como sustancia de reserva en
las ceacutelulas animales Es especialmente abundante en el hiacutegado y muacutesculo esqueleacutetico
Los polisacaacuteridos dada la gran rapidez con que pueden ser movilizados constituyen una excelente
forma de almacenar energiacutea metaboacutelica a corto plazo Puede resultar sorprendente que las ceacutelulas
almacenen su combustible energeacutetico en forma de polisacaacuteridos cuando podriacutean hacerlo en forma de
glucosa libre evitaacutendose asiacute el trabajo quiacutemico de sintetizarlos y degradarlos La razoacuten de que ello sea
asiacute estriba en que los polisacaacuteridos se almacenan en forma esencialmente insoluble contribuyendo
muy poco a la presioacuten osmoacutetica del citoplasma Una cantidad equivalente de glucosa disuelta generariacutea
una presioacuten osmoacutetica muy elevada que podriacutea ser peligrosa para la ceacutelula
Tanto el almidoacuten como el glucoacutegeno pueden ser degradados en el aparato digestivo de los animales por
la accioacuten de unos enzimas llamados amilasas Las amilasas liberan moleacuteculas de glucosa que
pueden posteriormente ser absorbidas
Celulosa- Es un poliacutemero lineal (no ramificado) formado por moleacuteculas de β-D-glucosa unidas
mediante enlaces glucosiacutedicos β(1rarr4) Cada cadena de celulosa contiene entre 10000 y 15000
restos de glucosa Estas cadenas debido a la configuracioacuten β de sus enlaces glucosiacutedicos forman
fibras supramoleculares que contienen muchas cadenas individuales de celulosa en disposicioacuten paralela
e iacutentimamente unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno
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Tal estructura es la que confiere a la celulosa su insolubilidad en agua y su resistencia mecaacutenica
caracteriacutesticas propiedades estas que la hacen idoacutenea para desempentildear en las ceacutelulas una funcioacuten de
caraacutecter estructural La celulosa es el principal componente de las paredes celulares vegetales las
cuales proporcionan a las ceacutelulas de las plantas y las algas sosteacuten mecaacutenico y proteccioacuten frente a los
fenoacutemenos osmoacuteticos desfavorables Una gran parte de la masa de la madera es celulosa Las amilasas
que degradan el almidoacuten y el glucoacutegeno no pueden romper los enlaces β glucosiacutedico de la celulosa El
intestino humano (y el de la mayoriacutea de los animales) carece de enzimas que puedan romper este tipo
de enlace por lo que este polisacaacuterido tiene para el hombre un valor alimenticio praacutecticamente nulo
Ademaacutes de los descritos existen en la naturaleza otros homopolisacaacuteridos como los
formados por derivados de la glucosa como la quitina un poliacutemero de la N-acetil-glucosamina que es el componente principal del exoesqueleto de los artroacutepodos
HETEROacuteSIDOS
Como se dijo anteriormente estaacuten formados por monosacaacuteridos y otros componentes de naturaleza
no azucarada Ente ellos cabe citar a los glucoliacutepidos y a las glucoproteiacutenas que son asociaciones
covalentes de cadenas oligosacariacutedicas con liacutepidos y proteiacutenas respectivamente los glucoliacutepidos y
glucoproteiacutenas estaacuten presentes en muchos lugares de la ceacutelula sobre todo en la cara externa de la
membrana plasmaacutetica Un tipo especial de heteroacutesido es el peptidoglucano componente esencial de
las paredes celulares bacterianas que estaacute constituido por cadenas paralelas de un
heteropolisacaacuterido complejo unidas transversalmente por cadenas de aminoaacutecidos
FUNCIONES DE LOS GLUacuteCIDOS
Los gluacutecidos desempentildean con caraacutecter general en los seres vivos dos tipos de funciones energeacuteticas
y estructurales
Funcioacuten energeacutetica- La oxidacioacuten de los gluacutecidos libera energiacutea que las ceacutelulas pueden utilizar para
realizar sus funciones La glucosa es el azuacutecar que con maacutes frecuencia utilizan las ceacutelulas como
combustible metaboacutelico primario Por otra parte algunos polisacaacuteridos actuacutean como material de
reserva energeacutetica que puede ser raacutepidamente movilizado cuando es necesario Una ventaja que
poseen los gluacutecidos sobre otras biomoleacuteculas como material energeacutetico es que dada la solubilidad en
agua de muchos de ellos pueden ser transportados muy raacutepidamente en medio acuoso alliacute donde
resultan necesarios
Funcioacuten estructural- Algunos polisacaacuteridos como la celulosa o la quitina presentan propiedades que
los hacen idoacuteneos para formar parte de estructuras que deben ofrecer una gran resistencia
mecaacutenica como las paredes celulares vegetales o el exoesqueleto de los artroacutepodos
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LOS LIacutePIDOS
Los liacutepidos son biomoleacuteculas orgaacutenicas compuestas por carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno presenta en
ciertas ocasiones otros elementos como nitroacutegeno foacutesforo y azufre Este grupo incluye moleacuteculas
de estructuras y funciones muy diferentes aunque todas ellas se caracterizan sin embargo por su
insolubilidad en agua y por su solubilidad en disolvente orgaacutenico (no polares) como el alcohol benceno
acetona eacuteter cloroformo y por ser untuosos al tacto
AacuteCIDOS GRASOS
Constituyen la unidad baacutesica estructural de los liacutepidos saponificables y generalmente no aparecen
libres en la naturaleza Son moleacuteculas que poseen una larga cadena lineal hidrocarbonada por regla
general de un nuacutemero par de aacutetomos de carbono que oscila entre 10 y 22 (aunque los maacutes abundantes
tienen 16 oacute 18) y con un grupo carboxiacutelico (-COOH) en el primer carbono de la moleacutecula
Existen dos tipos de aacutecidos grasos
Saturados en los que la cadena hidrocarbonada
posee uacutenicamente enlaces simples Sus puntos de
fusioacuten son altos por lo que forman grasas soacutelidas a
temperatura ambiente (sebo)
Insaturados si la cadena hidrocarbonada ademaacutes
de enlaces simples posee uno o varios dobles
enlaces Sus puntos de fusioacuten son bajos por lo que
forman grasas liacutequidas a temperatura ambiente
(aceites)
LIacutePIDOS SAPONIFICABLES
Estos liacutepidos se forman por la unioacuten mediante un enlace que se denomina ldquoeacutesterrdquo entre el grupo
carboxilo (-COOH) del aacutecido graso con un grupo hidroxilo (-OH) de un alcohol (reaccioacuten de
esterificacioacuten) En este enlace se desprende una moleacutecula de agua
CLASIFICACIOacuteN DE LOS LIacutePIDOS
Liacutepidos
saponificable
s
Acilgliceacuteridos
Aceites
Trigliceacute
ridos o
grasas
Mantec
as
Sebos
Ceras
Liacutepidos
complejos o
de membrana
Fosfoliacutepidos
Esfingoliacutepidos
Liacutepidos
insaponificabl
es
Terpenos
Esteroides
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La reaccioacuten inversa de separacioacuten de estos grupos es una hidroacutelisis puesto que se necesita agua para
realizarla
Estos liacutepidos reciben su nombre debido a que se descomponen hirvieacutendolos con soluciones
diluidas de hidroacutexido soacutedico (Nao) o potaacutesico (KOH) mediante la reaccioacuten inversa a la
esterificacioacuten denominada saponificacioacuten Se obtienen como productos resultantes el alcohol y
sales soacutedicas o potaacutesicas de los aacutecidos grasos que reciben el nombre de jabones
ACILGLICEacuteRIDOS (GRASAS)
Los acilgliceacuteridos son los eacutesteres de la glicerina (moleacutecula con tres grupos hidroxilos ndashOH) en
los que estos grupos alcohol han sido sustituidos por aacutecidos grasos Si soacutelo uno de los grupos
alcohol es sustituido tenemos un monoacilgliceacuterido si son dos un diacilgliceacuterido y si son tres un
triacilgliceacuterido (tambieacuten llamados trigliceacuteridos o grasas)
Las grasas son los liacutepidos maacutes abundantes en la naturaleza tanto en el Reino Animal como en el
Vegetal Forman parte de los llamados liacutepidos saponificables los cuales poseen enlaces de tipo
eacutester y forman jabones por medio de hidroacutelisis alcalina Constituyen la reserva energeacutetica de los
seres vivos Se acumulan en las ceacutelulas adiposas de los animales y en las vacuolas de las ceacutelulas
vegetales
Al reaccionar tres moleacuteculas de aacutecidos grasos con una moleacutecula de glicerina dan lugar a una
moleacutecula de grasa maacutes tres de agua Esta es la reaccioacuten de esterificacioacuten
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CERAS
Son eacutesteres de monoalcoholes de cadena larga (alcoholes grasos) con aacutecidos grasos tambieacuten
de cadena larga
Son insolubles en agua lo que explica sus funciones protectoras y de revestimiento (su principal
funcioacuten bioloacutegica consiste en actuar como sustancias impermeabilizantes) El eacutester formado por el aacutecido
palmiacutetico (16 C) y el triacontanol (alcohol graso de 30 C) es el componente principal de la cera que
fabrican las abejas ciertas glaacutendulas de la piel de los vertebrados secretan ceras para proteger el pelo y
la piel las aves acuaacuteticas secretan ceras gracias a las cuales sus plumas pueden repeler el agua Las
ceras naturales tienen diversas aplicaciones en las industrias farmaceacuteutica y cosmeacutetica
FOSFOLIacutePIDOS Unos de los maacutes abundantes son los fosfogliceacuteridos que poseen dos moleacuteculas de
aacutecidos grasos unidas mediante enlaces eacutester a dos grupos alcohol de la glicerina y un aacutecido fosfoacuterico
al otro alcohol de la glicerina el aacutecido fosfoacuterico estaacute unido a diferentes compuestos de naturaleza
polar dando asiacute a los fosfogliceacuteridos su naturaleza anfipaacutetica (tienen en su moleacutecula una parte no polar y
una parte polar formada por el aacutecido fosfoacuterico y el compuesto polar) Es habitual representar a los
fosfogliceacuteridos mediante una cabeza polar y dos colas no polares El caraacutecter anfipaacutetico de los
fosfogliceacuteridos constituye la base fiacutesico-quiacutemica de su principal funcioacuten bioloacutegica que es la de ser
componentes esenciales de las membranas celulares
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NO SAPONIFICABLES
TERPENOS
Son un grupo de liacutepidos que no contienen aacutecidos grasos y son por lo tanto no saponificables Estaacuten
formados por la polimerizacioacuten de un hidrocarburo de 5 aacutetomos de carbono llamado isopreno
Los terpenos existentes en la naturaleza contienen un nuacutemero variable de unidades de isopreno unidas
entre siacute Debido a su naturaleza hidrocarbonada son sustancias netamente hidrofoacutebicas y por lo tanto
insolubles en agua
Son especialmente abundantes en el mundo vegetal Pueden actuar como pigmentos asiacute algunos
terpenos como los carotenos y xantofilas responsables de la coloracioacuten de muchos frutos la clorofila el
pigmento vegetal por excelencia Muchos aromas de origen vegetal como el alcanfor el mentol y el
geraniol son de naturaleza terpenoide como tambieacuten lo son algunos productos vegetales de intereacutes
econoacutemico como el caucho La vitamina A que deriva bioloacutegicamente de los carotenos tambieacuten es un
terpeno
ESTEROIDES
Son liacutepidos derivados del ciclo pentano-perhidro-fenantreno Un esteroide muy abundante
en los vertebrados es el colesterol que es un componente muy importante de las membranas
celulares a las que confiere fluidez
Otros esteroides son
Vitamina D
Hormonas sexuales androacutegenas como la testosterona
Hormonas de la corteza suprarrenales como la aldosterona
MICELAS MEMBRANAS LIPOSOMAS
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PROTEIacuteNAS
CONCEPTO
Las proteiacutenas son poliacutemeros lineales de moleacuteculas de α-aminoaacutecidos que desempentildean
muacuteltiples funciones especiacuteficas Eacutestas dependen de su estructura tridimensional que puede presentar
cuatro niveles de complejidad creciente Las proteiacutenas son muy abundantes pues constituyen casi la
mitad del peso en seco de la ceacutelula
COMPOSICIOacuteN
Las proteiacutenas estaacuten compuestas por aacutetomos de carbono (C) hidroacutegeno (H) oxiacutegeno (O) y
nitroacutegeno (N) aunque pueden contener tambieacuten azufre (S) En algunas proteiacutenas complejas
(heteroproteiacutenas) tambieacuten estaacuten presentes el foacutesforo (P) y en menor proporcioacuten hierro (Fe) cobre
(Cu) magnesio (Mg) yodo (I) etc
LOS AMINOAacuteCIDOS
Son sustancias cristalinas casi siempre de sabor dulce Los aminoaacutecidos se caracterizan por poseer
un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2)
Los aminoaacutecidos son las unidades elementales constitutivas de las moleacuteculas denominadas Proteiacutenas
Son pues y en un muy elemental siacutemil los ladrillos con los cuales el organismo reconstituye
permanentemente sus proteiacutenas especiacuteficas consumidas por la sola accioacuten de vivir Los alimentos que
ingerimos nos proveen proteiacutenas Pero tales proteiacutenas no se absorben normalmente en tal constitucioacuten
sino que luego de su desdoblamiento (hidroacutelisis o rotura) causado por el proceso de digestioacuten
atraviesan la pared intestinal en forma de aminoaacutecidos y cadenas cortas de peacuteptidos Esas sustancias
se incorporan inicialmente al torrente sanguiacuteneo y desde alliacute son distribuidas hacia los tejidos que
las necesitan para formar las proteiacutenas consumidas durante el ciclo vital
Se sabe que de los 20 aminoaacutecidos proteicos conocidos 8 resultan indispensables (o esenciales) para
la vida humana y 2 resultan semi-indispensables Son estos 10 aminoaacutecidos los que requieren ser
incorporados al organismo en su cotidiana alimentacioacuten` Hay que destacar que si falta uno solo de
ellos (aminoaacutecidos esenciales) no seraacute posible sintetizar ninguna de las proteiacutenas en la que sea
requerido dicho aminoaacutecido Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutricioacuten
seguacuten cual sea el aminoaacutecido limitante
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En esta imagen puede verse la foacutermula de los 20 aminoaacutecidos maacutes importantes en color negro la
parte comuacuten mientras que en color azul puede verse la parte variable que da a los aminoaacutecidos
distinto comportamiento
LOS PEacutePTIDOS Y EL ENLACE PEPTIacuteDICO
Los peacuteptidos estaacuten formados por la unioacuten de aminoaacutecidos mediante un enlace peptiacutedico
Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoaacutecido y el grupo amino
del siguiente dando lugar al desprendimiento de una moleacutecula de agua
Asiacute pues para formar peacuteptidos los aminoaacutecidos se van
enlazando entre siacute formando cadenas de longitud y secuencia
variable Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos
convencionales como
Oligopeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es menor de 10
Dipeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 2
Tripeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 3
Tetrapeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 4 etc
Polipeacuteptidos o cadenas polipeptiacutedicas- si el n ordm de aminoaacutecidos es mayor de 10
Si la hidroacutelisis de una proteiacutena produce uacutenicamente aminoaacutecidos la proteiacutena se denomina simple Si en
cambio produce otros compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos denominados grupo prosteacutetico la proteiacutena
se llama conjugada
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEIacuteNAS
La organizacioacuten de una proteiacutena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados
estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria y estructura cuaternaria Cada una
de estas estructuras informa de la disposicioacuten de la anterior en el espacio
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena Nos indica queacute aminoaacutecidos
componen la cadena polipeptiacutedica y el orden en que dichos aminoaacutecidos se encuentran La funcioacuten de
una proteiacutena depende de su secuencia y de la forma que eacutesta adopte
Estructura Secundaria
La estructura secundaria es la disposicioacuten de la secuencia de aminoaacutecidos en el espacio Los
aminoaacutecidos a medida que van siendo enlazados durante la siacutentesis de proteiacutenas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces adquieren una disposicioacuten espacial estable
la estructura secundaria
Existen dos tipos de estructura secundaria
1 La a(alfa)-heacutelice
2 La conformacioacuten beta o laacutemina β
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre siacute misma la estructura primaria Se
debe a la formacioacuten de enlaces de hidroacutegeno entre el -C=O de un aminoaacutecido y el -NH- del cuarto
aminoaacutecido que le sigue
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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diams Ribosa Es una aldopentosa que forma parte de la estructura de los aacutecidos nucleicos (ARN o aacutecido
ribonucleico)
diams Desoxirribosa Es un monosacaacuterido que se origina por reduccioacuten de la ribosa en el carbono 2 Es el
azuacutecar que forma parte del ADN o aacutecido desoxirribonucleico
LOS OLIGOSACAacuteRIDOS EL ENLACE O-GLUCOSIacuteDICO
Los oligosacaacuteridos estaacuten formados por la unioacuten de 2 a 10 monosacaacuteridos mediante un enlace
O-glucosiacutedico Los maacutes importantes son los disacaacuteridos
Enlace O-glucosiacutedico
Se establece entre dos grupos hidroxilos (OH) de diferentes monosacaacuteridos en esta unioacuten
se pierde una moleacutecula de agua La unioacuten de los monosacaacuteridos puede dar origen a oligosacaacuteridos o
polisacaacuteridos
Disacaacuteridos
Son oligosacaacuteridos formados por dos monosacaacuteridos Son solubles en agua dulces cristalizables y
algunos poseen poder reductor (dan positivo al reactivo de Fehling)
Sacarosa Estaacute formada por la unioacuten de una moleacutecula de α-D-
glucopiranosas con una moleacutecula de β -D-fructofuranosa No posee
poder reductor al no tener libre ninguacuten grupo -OH de los carbonos
anomeacutericos Es el azuacutecar que consumimos normalmente se obtiene
principalmente a partir de la cantildea de azuacutecar y de la remolacha
Maltosa Formada por dos moleacuteculas de α-D-glucopiranosa (1-4) Recibe
el nombre de azuacutecar de malta Es un azuacutecar reductor
diams Lactosa Formada por la unioacuten de la β-D-
galactopiranosa y la β-D-glucopiranosa es tambieacuten un disacaacuterido con poder reductor Se
encuentra en la leche de los mamiacuteferos siendo eacutesta su uacutenica fuente natural
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POLISACAacuteRIDOS
Los polisacaacuteridos son gluacutecidos formados por un nuacutemero elevado de monosacaacuteridos
unidos entre siacute mediante enlaces glucosiacutedicos En el proceso de unioacuten de los monosacaacuteridos
para formar un polisacaacuterido se liberan moleacuteculas de agua una por cada enlace glucosiacutedico
Aunque el liacutemite entre oligosacaacuteridos y polisacaacuteridos se suele fijar arbitrariamente en 10
unidades monosacariacutedicas constituyentes lo cierto es que la mayoriacutea de los polisacaacuteridos
naturales estaacuten formados por centenares o miles de estas unidades monomeacutericas
Los polisacaacuteridos son macromoleacuteculas de elevado peso molecular y estructura
compleja Asiacute como otras macromoleacuteculas tienen tamantildeos y pesos moleculares definidos en
los polisacaacuteridos eacutestos pueden variar en funcioacuten del estado metaboacutelico de la ceacutelula Las
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas de los polisacaacuteridos son en cierto modo contrarias a las que
exhiben monosacaacuteridos y oligosacaacuteridos no cristalizan no tienen sabor dulce carecen de
poder reductor y aunque son sustancias hidrofiacutelicas son poco soluble en agua debido a su
elevado peso molecular
Los distintos tipos de polisacaacuteridos difieren entre siacute seguacuten el tipo de unidades
monosacariacutedicas que los forman en el tipo de enlace glucosiacutedico (α o β) que las une y en el
mayor o menor grado de ramificacioacuten que presentan sus cadenas Se distinguen dos tipos
principales de polisacaacuteridos los homopolisacaacuteridos formados por un soacutelo tipo de
monosacaacuterido y heteropolisacaacuteridos formados por dos o maacutes tipos de monosacaacuteridos Los
homopolisacaacuteridos de la D-glucosa denominados glucanos son los polisacaacuteridos maacutes
abundantes en la naturaleza y los que tienen una mayor importancia bioloacutegica como el almidoacuten
y el glucoacutegeno o la celulosa Hay que destacar que aqueacutellos que presentan enlaces
glucosiacutedicos tipo α tienen funcioacuten energeacutetica mientras que los que los presentan tipo β
tienen funcioacuten estructural A continuacioacuten analizaremos la estructura y la funcioacuten de los tres
glucanos maacutes importantes
Almidoacuten- Es un polisacaacuterido formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos
α(1rarr4) y α(1rarr6) En la moleacutecula de almidoacuten se distinguen dos tipos de poliacutemero
Amilosa- Es un poliacutemero no ramificado formado por largas cadenas de unidades de α-D-glucosa
unidas por enlaces α-(1rarr4) Estas cadenas adoptan una disposicioacuten helicoidal con 6 moleacuteculas por
vuelta
Amilopectina- Es un poliacutemero muy ramificado (Figura 714) formado por moleacuteculas de α-D-glucosa
Los sucesivos restos de glucosa a lo largo de las cadenas estaacuten unidos por enlaces α(1rarr4) y los
puntos de ramificacioacuten que se encuentran espaciados por un nuacutemero de restos de glucosa que oscila
entre 24 y 30 consisten en enlaces α(1rarr6)
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El almidoacuten actuacutea como sustancia de reserva en las ceacutelulas vegetales Una parte sustancial de los
gluacutecidos producidos en la fotosiacutentesis se almacenan en forma de almidoacuten dando lugar a unos
agregados insolubles de gran tamantildeo los granos de almidoacuten que se encuentran en todas las ceacutelulas
vegetales siendo especialmente abundantes en las de las semillas frutos y tubeacuterculos
Glucoacutegeno- Es un polisacaacuterido con estructura muy similar a la de la amilopectina Al igual que eacutesta
estaacute formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos α(1rarr4) a lo largo de las
cadenas y con puntos de ramificacioacuten consistentes en enlaces α(1rarr6) La diferencia con respecto a
la amilopectina estriba en que las ramificaciones se encuentran menos espaciadas concretamente
cada 8 a 12 restos de glucosa Esta mayor proximidad entre los puntos de ramificacioacuten hace que el
glucoacutegeno sea mucho maacutes compacto que el almidoacuten El glucoacutegeno actuacutea como sustancia de reserva en
las ceacutelulas animales Es especialmente abundante en el hiacutegado y muacutesculo esqueleacutetico
Los polisacaacuteridos dada la gran rapidez con que pueden ser movilizados constituyen una excelente
forma de almacenar energiacutea metaboacutelica a corto plazo Puede resultar sorprendente que las ceacutelulas
almacenen su combustible energeacutetico en forma de polisacaacuteridos cuando podriacutean hacerlo en forma de
glucosa libre evitaacutendose asiacute el trabajo quiacutemico de sintetizarlos y degradarlos La razoacuten de que ello sea
asiacute estriba en que los polisacaacuteridos se almacenan en forma esencialmente insoluble contribuyendo
muy poco a la presioacuten osmoacutetica del citoplasma Una cantidad equivalente de glucosa disuelta generariacutea
una presioacuten osmoacutetica muy elevada que podriacutea ser peligrosa para la ceacutelula
Tanto el almidoacuten como el glucoacutegeno pueden ser degradados en el aparato digestivo de los animales por
la accioacuten de unos enzimas llamados amilasas Las amilasas liberan moleacuteculas de glucosa que
pueden posteriormente ser absorbidas
Celulosa- Es un poliacutemero lineal (no ramificado) formado por moleacuteculas de β-D-glucosa unidas
mediante enlaces glucosiacutedicos β(1rarr4) Cada cadena de celulosa contiene entre 10000 y 15000
restos de glucosa Estas cadenas debido a la configuracioacuten β de sus enlaces glucosiacutedicos forman
fibras supramoleculares que contienen muchas cadenas individuales de celulosa en disposicioacuten paralela
e iacutentimamente unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno
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Tal estructura es la que confiere a la celulosa su insolubilidad en agua y su resistencia mecaacutenica
caracteriacutesticas propiedades estas que la hacen idoacutenea para desempentildear en las ceacutelulas una funcioacuten de
caraacutecter estructural La celulosa es el principal componente de las paredes celulares vegetales las
cuales proporcionan a las ceacutelulas de las plantas y las algas sosteacuten mecaacutenico y proteccioacuten frente a los
fenoacutemenos osmoacuteticos desfavorables Una gran parte de la masa de la madera es celulosa Las amilasas
que degradan el almidoacuten y el glucoacutegeno no pueden romper los enlaces β glucosiacutedico de la celulosa El
intestino humano (y el de la mayoriacutea de los animales) carece de enzimas que puedan romper este tipo
de enlace por lo que este polisacaacuterido tiene para el hombre un valor alimenticio praacutecticamente nulo
Ademaacutes de los descritos existen en la naturaleza otros homopolisacaacuteridos como los
formados por derivados de la glucosa como la quitina un poliacutemero de la N-acetil-glucosamina que es el componente principal del exoesqueleto de los artroacutepodos
HETEROacuteSIDOS
Como se dijo anteriormente estaacuten formados por monosacaacuteridos y otros componentes de naturaleza
no azucarada Ente ellos cabe citar a los glucoliacutepidos y a las glucoproteiacutenas que son asociaciones
covalentes de cadenas oligosacariacutedicas con liacutepidos y proteiacutenas respectivamente los glucoliacutepidos y
glucoproteiacutenas estaacuten presentes en muchos lugares de la ceacutelula sobre todo en la cara externa de la
membrana plasmaacutetica Un tipo especial de heteroacutesido es el peptidoglucano componente esencial de
las paredes celulares bacterianas que estaacute constituido por cadenas paralelas de un
heteropolisacaacuterido complejo unidas transversalmente por cadenas de aminoaacutecidos
FUNCIONES DE LOS GLUacuteCIDOS
Los gluacutecidos desempentildean con caraacutecter general en los seres vivos dos tipos de funciones energeacuteticas
y estructurales
Funcioacuten energeacutetica- La oxidacioacuten de los gluacutecidos libera energiacutea que las ceacutelulas pueden utilizar para
realizar sus funciones La glucosa es el azuacutecar que con maacutes frecuencia utilizan las ceacutelulas como
combustible metaboacutelico primario Por otra parte algunos polisacaacuteridos actuacutean como material de
reserva energeacutetica que puede ser raacutepidamente movilizado cuando es necesario Una ventaja que
poseen los gluacutecidos sobre otras biomoleacuteculas como material energeacutetico es que dada la solubilidad en
agua de muchos de ellos pueden ser transportados muy raacutepidamente en medio acuoso alliacute donde
resultan necesarios
Funcioacuten estructural- Algunos polisacaacuteridos como la celulosa o la quitina presentan propiedades que
los hacen idoacuteneos para formar parte de estructuras que deben ofrecer una gran resistencia
mecaacutenica como las paredes celulares vegetales o el exoesqueleto de los artroacutepodos
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LOS LIacutePIDOS
Los liacutepidos son biomoleacuteculas orgaacutenicas compuestas por carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno presenta en
ciertas ocasiones otros elementos como nitroacutegeno foacutesforo y azufre Este grupo incluye moleacuteculas
de estructuras y funciones muy diferentes aunque todas ellas se caracterizan sin embargo por su
insolubilidad en agua y por su solubilidad en disolvente orgaacutenico (no polares) como el alcohol benceno
acetona eacuteter cloroformo y por ser untuosos al tacto
AacuteCIDOS GRASOS
Constituyen la unidad baacutesica estructural de los liacutepidos saponificables y generalmente no aparecen
libres en la naturaleza Son moleacuteculas que poseen una larga cadena lineal hidrocarbonada por regla
general de un nuacutemero par de aacutetomos de carbono que oscila entre 10 y 22 (aunque los maacutes abundantes
tienen 16 oacute 18) y con un grupo carboxiacutelico (-COOH) en el primer carbono de la moleacutecula
Existen dos tipos de aacutecidos grasos
Saturados en los que la cadena hidrocarbonada
posee uacutenicamente enlaces simples Sus puntos de
fusioacuten son altos por lo que forman grasas soacutelidas a
temperatura ambiente (sebo)
Insaturados si la cadena hidrocarbonada ademaacutes
de enlaces simples posee uno o varios dobles
enlaces Sus puntos de fusioacuten son bajos por lo que
forman grasas liacutequidas a temperatura ambiente
(aceites)
LIacutePIDOS SAPONIFICABLES
Estos liacutepidos se forman por la unioacuten mediante un enlace que se denomina ldquoeacutesterrdquo entre el grupo
carboxilo (-COOH) del aacutecido graso con un grupo hidroxilo (-OH) de un alcohol (reaccioacuten de
esterificacioacuten) En este enlace se desprende una moleacutecula de agua
CLASIFICACIOacuteN DE LOS LIacutePIDOS
Liacutepidos
saponificable
s
Acilgliceacuteridos
Aceites
Trigliceacute
ridos o
grasas
Mantec
as
Sebos
Ceras
Liacutepidos
complejos o
de membrana
Fosfoliacutepidos
Esfingoliacutepidos
Liacutepidos
insaponificabl
es
Terpenos
Esteroides
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La reaccioacuten inversa de separacioacuten de estos grupos es una hidroacutelisis puesto que se necesita agua para
realizarla
Estos liacutepidos reciben su nombre debido a que se descomponen hirvieacutendolos con soluciones
diluidas de hidroacutexido soacutedico (Nao) o potaacutesico (KOH) mediante la reaccioacuten inversa a la
esterificacioacuten denominada saponificacioacuten Se obtienen como productos resultantes el alcohol y
sales soacutedicas o potaacutesicas de los aacutecidos grasos que reciben el nombre de jabones
ACILGLICEacuteRIDOS (GRASAS)
Los acilgliceacuteridos son los eacutesteres de la glicerina (moleacutecula con tres grupos hidroxilos ndashOH) en
los que estos grupos alcohol han sido sustituidos por aacutecidos grasos Si soacutelo uno de los grupos
alcohol es sustituido tenemos un monoacilgliceacuterido si son dos un diacilgliceacuterido y si son tres un
triacilgliceacuterido (tambieacuten llamados trigliceacuteridos o grasas)
Las grasas son los liacutepidos maacutes abundantes en la naturaleza tanto en el Reino Animal como en el
Vegetal Forman parte de los llamados liacutepidos saponificables los cuales poseen enlaces de tipo
eacutester y forman jabones por medio de hidroacutelisis alcalina Constituyen la reserva energeacutetica de los
seres vivos Se acumulan en las ceacutelulas adiposas de los animales y en las vacuolas de las ceacutelulas
vegetales
Al reaccionar tres moleacuteculas de aacutecidos grasos con una moleacutecula de glicerina dan lugar a una
moleacutecula de grasa maacutes tres de agua Esta es la reaccioacuten de esterificacioacuten
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CERAS
Son eacutesteres de monoalcoholes de cadena larga (alcoholes grasos) con aacutecidos grasos tambieacuten
de cadena larga
Son insolubles en agua lo que explica sus funciones protectoras y de revestimiento (su principal
funcioacuten bioloacutegica consiste en actuar como sustancias impermeabilizantes) El eacutester formado por el aacutecido
palmiacutetico (16 C) y el triacontanol (alcohol graso de 30 C) es el componente principal de la cera que
fabrican las abejas ciertas glaacutendulas de la piel de los vertebrados secretan ceras para proteger el pelo y
la piel las aves acuaacuteticas secretan ceras gracias a las cuales sus plumas pueden repeler el agua Las
ceras naturales tienen diversas aplicaciones en las industrias farmaceacuteutica y cosmeacutetica
FOSFOLIacutePIDOS Unos de los maacutes abundantes son los fosfogliceacuteridos que poseen dos moleacuteculas de
aacutecidos grasos unidas mediante enlaces eacutester a dos grupos alcohol de la glicerina y un aacutecido fosfoacuterico
al otro alcohol de la glicerina el aacutecido fosfoacuterico estaacute unido a diferentes compuestos de naturaleza
polar dando asiacute a los fosfogliceacuteridos su naturaleza anfipaacutetica (tienen en su moleacutecula una parte no polar y
una parte polar formada por el aacutecido fosfoacuterico y el compuesto polar) Es habitual representar a los
fosfogliceacuteridos mediante una cabeza polar y dos colas no polares El caraacutecter anfipaacutetico de los
fosfogliceacuteridos constituye la base fiacutesico-quiacutemica de su principal funcioacuten bioloacutegica que es la de ser
componentes esenciales de las membranas celulares
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NO SAPONIFICABLES
TERPENOS
Son un grupo de liacutepidos que no contienen aacutecidos grasos y son por lo tanto no saponificables Estaacuten
formados por la polimerizacioacuten de un hidrocarburo de 5 aacutetomos de carbono llamado isopreno
Los terpenos existentes en la naturaleza contienen un nuacutemero variable de unidades de isopreno unidas
entre siacute Debido a su naturaleza hidrocarbonada son sustancias netamente hidrofoacutebicas y por lo tanto
insolubles en agua
Son especialmente abundantes en el mundo vegetal Pueden actuar como pigmentos asiacute algunos
terpenos como los carotenos y xantofilas responsables de la coloracioacuten de muchos frutos la clorofila el
pigmento vegetal por excelencia Muchos aromas de origen vegetal como el alcanfor el mentol y el
geraniol son de naturaleza terpenoide como tambieacuten lo son algunos productos vegetales de intereacutes
econoacutemico como el caucho La vitamina A que deriva bioloacutegicamente de los carotenos tambieacuten es un
terpeno
ESTEROIDES
Son liacutepidos derivados del ciclo pentano-perhidro-fenantreno Un esteroide muy abundante
en los vertebrados es el colesterol que es un componente muy importante de las membranas
celulares a las que confiere fluidez
Otros esteroides son
Vitamina D
Hormonas sexuales androacutegenas como la testosterona
Hormonas de la corteza suprarrenales como la aldosterona
MICELAS MEMBRANAS LIPOSOMAS
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PROTEIacuteNAS
CONCEPTO
Las proteiacutenas son poliacutemeros lineales de moleacuteculas de α-aminoaacutecidos que desempentildean
muacuteltiples funciones especiacuteficas Eacutestas dependen de su estructura tridimensional que puede presentar
cuatro niveles de complejidad creciente Las proteiacutenas son muy abundantes pues constituyen casi la
mitad del peso en seco de la ceacutelula
COMPOSICIOacuteN
Las proteiacutenas estaacuten compuestas por aacutetomos de carbono (C) hidroacutegeno (H) oxiacutegeno (O) y
nitroacutegeno (N) aunque pueden contener tambieacuten azufre (S) En algunas proteiacutenas complejas
(heteroproteiacutenas) tambieacuten estaacuten presentes el foacutesforo (P) y en menor proporcioacuten hierro (Fe) cobre
(Cu) magnesio (Mg) yodo (I) etc
LOS AMINOAacuteCIDOS
Son sustancias cristalinas casi siempre de sabor dulce Los aminoaacutecidos se caracterizan por poseer
un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2)
Los aminoaacutecidos son las unidades elementales constitutivas de las moleacuteculas denominadas Proteiacutenas
Son pues y en un muy elemental siacutemil los ladrillos con los cuales el organismo reconstituye
permanentemente sus proteiacutenas especiacuteficas consumidas por la sola accioacuten de vivir Los alimentos que
ingerimos nos proveen proteiacutenas Pero tales proteiacutenas no se absorben normalmente en tal constitucioacuten
sino que luego de su desdoblamiento (hidroacutelisis o rotura) causado por el proceso de digestioacuten
atraviesan la pared intestinal en forma de aminoaacutecidos y cadenas cortas de peacuteptidos Esas sustancias
se incorporan inicialmente al torrente sanguiacuteneo y desde alliacute son distribuidas hacia los tejidos que
las necesitan para formar las proteiacutenas consumidas durante el ciclo vital
Se sabe que de los 20 aminoaacutecidos proteicos conocidos 8 resultan indispensables (o esenciales) para
la vida humana y 2 resultan semi-indispensables Son estos 10 aminoaacutecidos los que requieren ser
incorporados al organismo en su cotidiana alimentacioacuten` Hay que destacar que si falta uno solo de
ellos (aminoaacutecidos esenciales) no seraacute posible sintetizar ninguna de las proteiacutenas en la que sea
requerido dicho aminoaacutecido Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutricioacuten
seguacuten cual sea el aminoaacutecido limitante
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En esta imagen puede verse la foacutermula de los 20 aminoaacutecidos maacutes importantes en color negro la
parte comuacuten mientras que en color azul puede verse la parte variable que da a los aminoaacutecidos
distinto comportamiento
LOS PEacutePTIDOS Y EL ENLACE PEPTIacuteDICO
Los peacuteptidos estaacuten formados por la unioacuten de aminoaacutecidos mediante un enlace peptiacutedico
Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoaacutecido y el grupo amino
del siguiente dando lugar al desprendimiento de una moleacutecula de agua
Asiacute pues para formar peacuteptidos los aminoaacutecidos se van
enlazando entre siacute formando cadenas de longitud y secuencia
variable Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos
convencionales como
Oligopeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es menor de 10
Dipeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 2
Tripeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 3
Tetrapeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 4 etc
Polipeacuteptidos o cadenas polipeptiacutedicas- si el n ordm de aminoaacutecidos es mayor de 10
Si la hidroacutelisis de una proteiacutena produce uacutenicamente aminoaacutecidos la proteiacutena se denomina simple Si en
cambio produce otros compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos denominados grupo prosteacutetico la proteiacutena
se llama conjugada
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEIacuteNAS
La organizacioacuten de una proteiacutena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados
estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria y estructura cuaternaria Cada una
de estas estructuras informa de la disposicioacuten de la anterior en el espacio
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena Nos indica queacute aminoaacutecidos
componen la cadena polipeptiacutedica y el orden en que dichos aminoaacutecidos se encuentran La funcioacuten de
una proteiacutena depende de su secuencia y de la forma que eacutesta adopte
Estructura Secundaria
La estructura secundaria es la disposicioacuten de la secuencia de aminoaacutecidos en el espacio Los
aminoaacutecidos a medida que van siendo enlazados durante la siacutentesis de proteiacutenas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces adquieren una disposicioacuten espacial estable
la estructura secundaria
Existen dos tipos de estructura secundaria
1 La a(alfa)-heacutelice
2 La conformacioacuten beta o laacutemina β
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre siacute misma la estructura primaria Se
debe a la formacioacuten de enlaces de hidroacutegeno entre el -C=O de un aminoaacutecido y el -NH- del cuarto
aminoaacutecido que le sigue
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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POLISACAacuteRIDOS
Los polisacaacuteridos son gluacutecidos formados por un nuacutemero elevado de monosacaacuteridos
unidos entre siacute mediante enlaces glucosiacutedicos En el proceso de unioacuten de los monosacaacuteridos
para formar un polisacaacuterido se liberan moleacuteculas de agua una por cada enlace glucosiacutedico
Aunque el liacutemite entre oligosacaacuteridos y polisacaacuteridos se suele fijar arbitrariamente en 10
unidades monosacariacutedicas constituyentes lo cierto es que la mayoriacutea de los polisacaacuteridos
naturales estaacuten formados por centenares o miles de estas unidades monomeacutericas
Los polisacaacuteridos son macromoleacuteculas de elevado peso molecular y estructura
compleja Asiacute como otras macromoleacuteculas tienen tamantildeos y pesos moleculares definidos en
los polisacaacuteridos eacutestos pueden variar en funcioacuten del estado metaboacutelico de la ceacutelula Las
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas de los polisacaacuteridos son en cierto modo contrarias a las que
exhiben monosacaacuteridos y oligosacaacuteridos no cristalizan no tienen sabor dulce carecen de
poder reductor y aunque son sustancias hidrofiacutelicas son poco soluble en agua debido a su
elevado peso molecular
Los distintos tipos de polisacaacuteridos difieren entre siacute seguacuten el tipo de unidades
monosacariacutedicas que los forman en el tipo de enlace glucosiacutedico (α o β) que las une y en el
mayor o menor grado de ramificacioacuten que presentan sus cadenas Se distinguen dos tipos
principales de polisacaacuteridos los homopolisacaacuteridos formados por un soacutelo tipo de
monosacaacuterido y heteropolisacaacuteridos formados por dos o maacutes tipos de monosacaacuteridos Los
homopolisacaacuteridos de la D-glucosa denominados glucanos son los polisacaacuteridos maacutes
abundantes en la naturaleza y los que tienen una mayor importancia bioloacutegica como el almidoacuten
y el glucoacutegeno o la celulosa Hay que destacar que aqueacutellos que presentan enlaces
glucosiacutedicos tipo α tienen funcioacuten energeacutetica mientras que los que los presentan tipo β
tienen funcioacuten estructural A continuacioacuten analizaremos la estructura y la funcioacuten de los tres
glucanos maacutes importantes
Almidoacuten- Es un polisacaacuterido formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos
α(1rarr4) y α(1rarr6) En la moleacutecula de almidoacuten se distinguen dos tipos de poliacutemero
Amilosa- Es un poliacutemero no ramificado formado por largas cadenas de unidades de α-D-glucosa
unidas por enlaces α-(1rarr4) Estas cadenas adoptan una disposicioacuten helicoidal con 6 moleacuteculas por
vuelta
Amilopectina- Es un poliacutemero muy ramificado (Figura 714) formado por moleacuteculas de α-D-glucosa
Los sucesivos restos de glucosa a lo largo de las cadenas estaacuten unidos por enlaces α(1rarr4) y los
puntos de ramificacioacuten que se encuentran espaciados por un nuacutemero de restos de glucosa que oscila
entre 24 y 30 consisten en enlaces α(1rarr6)
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El almidoacuten actuacutea como sustancia de reserva en las ceacutelulas vegetales Una parte sustancial de los
gluacutecidos producidos en la fotosiacutentesis se almacenan en forma de almidoacuten dando lugar a unos
agregados insolubles de gran tamantildeo los granos de almidoacuten que se encuentran en todas las ceacutelulas
vegetales siendo especialmente abundantes en las de las semillas frutos y tubeacuterculos
Glucoacutegeno- Es un polisacaacuterido con estructura muy similar a la de la amilopectina Al igual que eacutesta
estaacute formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos α(1rarr4) a lo largo de las
cadenas y con puntos de ramificacioacuten consistentes en enlaces α(1rarr6) La diferencia con respecto a
la amilopectina estriba en que las ramificaciones se encuentran menos espaciadas concretamente
cada 8 a 12 restos de glucosa Esta mayor proximidad entre los puntos de ramificacioacuten hace que el
glucoacutegeno sea mucho maacutes compacto que el almidoacuten El glucoacutegeno actuacutea como sustancia de reserva en
las ceacutelulas animales Es especialmente abundante en el hiacutegado y muacutesculo esqueleacutetico
Los polisacaacuteridos dada la gran rapidez con que pueden ser movilizados constituyen una excelente
forma de almacenar energiacutea metaboacutelica a corto plazo Puede resultar sorprendente que las ceacutelulas
almacenen su combustible energeacutetico en forma de polisacaacuteridos cuando podriacutean hacerlo en forma de
glucosa libre evitaacutendose asiacute el trabajo quiacutemico de sintetizarlos y degradarlos La razoacuten de que ello sea
asiacute estriba en que los polisacaacuteridos se almacenan en forma esencialmente insoluble contribuyendo
muy poco a la presioacuten osmoacutetica del citoplasma Una cantidad equivalente de glucosa disuelta generariacutea
una presioacuten osmoacutetica muy elevada que podriacutea ser peligrosa para la ceacutelula
Tanto el almidoacuten como el glucoacutegeno pueden ser degradados en el aparato digestivo de los animales por
la accioacuten de unos enzimas llamados amilasas Las amilasas liberan moleacuteculas de glucosa que
pueden posteriormente ser absorbidas
Celulosa- Es un poliacutemero lineal (no ramificado) formado por moleacuteculas de β-D-glucosa unidas
mediante enlaces glucosiacutedicos β(1rarr4) Cada cadena de celulosa contiene entre 10000 y 15000
restos de glucosa Estas cadenas debido a la configuracioacuten β de sus enlaces glucosiacutedicos forman
fibras supramoleculares que contienen muchas cadenas individuales de celulosa en disposicioacuten paralela
e iacutentimamente unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno
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Tal estructura es la que confiere a la celulosa su insolubilidad en agua y su resistencia mecaacutenica
caracteriacutesticas propiedades estas que la hacen idoacutenea para desempentildear en las ceacutelulas una funcioacuten de
caraacutecter estructural La celulosa es el principal componente de las paredes celulares vegetales las
cuales proporcionan a las ceacutelulas de las plantas y las algas sosteacuten mecaacutenico y proteccioacuten frente a los
fenoacutemenos osmoacuteticos desfavorables Una gran parte de la masa de la madera es celulosa Las amilasas
que degradan el almidoacuten y el glucoacutegeno no pueden romper los enlaces β glucosiacutedico de la celulosa El
intestino humano (y el de la mayoriacutea de los animales) carece de enzimas que puedan romper este tipo
de enlace por lo que este polisacaacuterido tiene para el hombre un valor alimenticio praacutecticamente nulo
Ademaacutes de los descritos existen en la naturaleza otros homopolisacaacuteridos como los
formados por derivados de la glucosa como la quitina un poliacutemero de la N-acetil-glucosamina que es el componente principal del exoesqueleto de los artroacutepodos
HETEROacuteSIDOS
Como se dijo anteriormente estaacuten formados por monosacaacuteridos y otros componentes de naturaleza
no azucarada Ente ellos cabe citar a los glucoliacutepidos y a las glucoproteiacutenas que son asociaciones
covalentes de cadenas oligosacariacutedicas con liacutepidos y proteiacutenas respectivamente los glucoliacutepidos y
glucoproteiacutenas estaacuten presentes en muchos lugares de la ceacutelula sobre todo en la cara externa de la
membrana plasmaacutetica Un tipo especial de heteroacutesido es el peptidoglucano componente esencial de
las paredes celulares bacterianas que estaacute constituido por cadenas paralelas de un
heteropolisacaacuterido complejo unidas transversalmente por cadenas de aminoaacutecidos
FUNCIONES DE LOS GLUacuteCIDOS
Los gluacutecidos desempentildean con caraacutecter general en los seres vivos dos tipos de funciones energeacuteticas
y estructurales
Funcioacuten energeacutetica- La oxidacioacuten de los gluacutecidos libera energiacutea que las ceacutelulas pueden utilizar para
realizar sus funciones La glucosa es el azuacutecar que con maacutes frecuencia utilizan las ceacutelulas como
combustible metaboacutelico primario Por otra parte algunos polisacaacuteridos actuacutean como material de
reserva energeacutetica que puede ser raacutepidamente movilizado cuando es necesario Una ventaja que
poseen los gluacutecidos sobre otras biomoleacuteculas como material energeacutetico es que dada la solubilidad en
agua de muchos de ellos pueden ser transportados muy raacutepidamente en medio acuoso alliacute donde
resultan necesarios
Funcioacuten estructural- Algunos polisacaacuteridos como la celulosa o la quitina presentan propiedades que
los hacen idoacuteneos para formar parte de estructuras que deben ofrecer una gran resistencia
mecaacutenica como las paredes celulares vegetales o el exoesqueleto de los artroacutepodos
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LOS LIacutePIDOS
Los liacutepidos son biomoleacuteculas orgaacutenicas compuestas por carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno presenta en
ciertas ocasiones otros elementos como nitroacutegeno foacutesforo y azufre Este grupo incluye moleacuteculas
de estructuras y funciones muy diferentes aunque todas ellas se caracterizan sin embargo por su
insolubilidad en agua y por su solubilidad en disolvente orgaacutenico (no polares) como el alcohol benceno
acetona eacuteter cloroformo y por ser untuosos al tacto
AacuteCIDOS GRASOS
Constituyen la unidad baacutesica estructural de los liacutepidos saponificables y generalmente no aparecen
libres en la naturaleza Son moleacuteculas que poseen una larga cadena lineal hidrocarbonada por regla
general de un nuacutemero par de aacutetomos de carbono que oscila entre 10 y 22 (aunque los maacutes abundantes
tienen 16 oacute 18) y con un grupo carboxiacutelico (-COOH) en el primer carbono de la moleacutecula
Existen dos tipos de aacutecidos grasos
Saturados en los que la cadena hidrocarbonada
posee uacutenicamente enlaces simples Sus puntos de
fusioacuten son altos por lo que forman grasas soacutelidas a
temperatura ambiente (sebo)
Insaturados si la cadena hidrocarbonada ademaacutes
de enlaces simples posee uno o varios dobles
enlaces Sus puntos de fusioacuten son bajos por lo que
forman grasas liacutequidas a temperatura ambiente
(aceites)
LIacutePIDOS SAPONIFICABLES
Estos liacutepidos se forman por la unioacuten mediante un enlace que se denomina ldquoeacutesterrdquo entre el grupo
carboxilo (-COOH) del aacutecido graso con un grupo hidroxilo (-OH) de un alcohol (reaccioacuten de
esterificacioacuten) En este enlace se desprende una moleacutecula de agua
CLASIFICACIOacuteN DE LOS LIacutePIDOS
Liacutepidos
saponificable
s
Acilgliceacuteridos
Aceites
Trigliceacute
ridos o
grasas
Mantec
as
Sebos
Ceras
Liacutepidos
complejos o
de membrana
Fosfoliacutepidos
Esfingoliacutepidos
Liacutepidos
insaponificabl
es
Terpenos
Esteroides
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La reaccioacuten inversa de separacioacuten de estos grupos es una hidroacutelisis puesto que se necesita agua para
realizarla
Estos liacutepidos reciben su nombre debido a que se descomponen hirvieacutendolos con soluciones
diluidas de hidroacutexido soacutedico (Nao) o potaacutesico (KOH) mediante la reaccioacuten inversa a la
esterificacioacuten denominada saponificacioacuten Se obtienen como productos resultantes el alcohol y
sales soacutedicas o potaacutesicas de los aacutecidos grasos que reciben el nombre de jabones
ACILGLICEacuteRIDOS (GRASAS)
Los acilgliceacuteridos son los eacutesteres de la glicerina (moleacutecula con tres grupos hidroxilos ndashOH) en
los que estos grupos alcohol han sido sustituidos por aacutecidos grasos Si soacutelo uno de los grupos
alcohol es sustituido tenemos un monoacilgliceacuterido si son dos un diacilgliceacuterido y si son tres un
triacilgliceacuterido (tambieacuten llamados trigliceacuteridos o grasas)
Las grasas son los liacutepidos maacutes abundantes en la naturaleza tanto en el Reino Animal como en el
Vegetal Forman parte de los llamados liacutepidos saponificables los cuales poseen enlaces de tipo
eacutester y forman jabones por medio de hidroacutelisis alcalina Constituyen la reserva energeacutetica de los
seres vivos Se acumulan en las ceacutelulas adiposas de los animales y en las vacuolas de las ceacutelulas
vegetales
Al reaccionar tres moleacuteculas de aacutecidos grasos con una moleacutecula de glicerina dan lugar a una
moleacutecula de grasa maacutes tres de agua Esta es la reaccioacuten de esterificacioacuten
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CERAS
Son eacutesteres de monoalcoholes de cadena larga (alcoholes grasos) con aacutecidos grasos tambieacuten
de cadena larga
Son insolubles en agua lo que explica sus funciones protectoras y de revestimiento (su principal
funcioacuten bioloacutegica consiste en actuar como sustancias impermeabilizantes) El eacutester formado por el aacutecido
palmiacutetico (16 C) y el triacontanol (alcohol graso de 30 C) es el componente principal de la cera que
fabrican las abejas ciertas glaacutendulas de la piel de los vertebrados secretan ceras para proteger el pelo y
la piel las aves acuaacuteticas secretan ceras gracias a las cuales sus plumas pueden repeler el agua Las
ceras naturales tienen diversas aplicaciones en las industrias farmaceacuteutica y cosmeacutetica
FOSFOLIacutePIDOS Unos de los maacutes abundantes son los fosfogliceacuteridos que poseen dos moleacuteculas de
aacutecidos grasos unidas mediante enlaces eacutester a dos grupos alcohol de la glicerina y un aacutecido fosfoacuterico
al otro alcohol de la glicerina el aacutecido fosfoacuterico estaacute unido a diferentes compuestos de naturaleza
polar dando asiacute a los fosfogliceacuteridos su naturaleza anfipaacutetica (tienen en su moleacutecula una parte no polar y
una parte polar formada por el aacutecido fosfoacuterico y el compuesto polar) Es habitual representar a los
fosfogliceacuteridos mediante una cabeza polar y dos colas no polares El caraacutecter anfipaacutetico de los
fosfogliceacuteridos constituye la base fiacutesico-quiacutemica de su principal funcioacuten bioloacutegica que es la de ser
componentes esenciales de las membranas celulares
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NO SAPONIFICABLES
TERPENOS
Son un grupo de liacutepidos que no contienen aacutecidos grasos y son por lo tanto no saponificables Estaacuten
formados por la polimerizacioacuten de un hidrocarburo de 5 aacutetomos de carbono llamado isopreno
Los terpenos existentes en la naturaleza contienen un nuacutemero variable de unidades de isopreno unidas
entre siacute Debido a su naturaleza hidrocarbonada son sustancias netamente hidrofoacutebicas y por lo tanto
insolubles en agua
Son especialmente abundantes en el mundo vegetal Pueden actuar como pigmentos asiacute algunos
terpenos como los carotenos y xantofilas responsables de la coloracioacuten de muchos frutos la clorofila el
pigmento vegetal por excelencia Muchos aromas de origen vegetal como el alcanfor el mentol y el
geraniol son de naturaleza terpenoide como tambieacuten lo son algunos productos vegetales de intereacutes
econoacutemico como el caucho La vitamina A que deriva bioloacutegicamente de los carotenos tambieacuten es un
terpeno
ESTEROIDES
Son liacutepidos derivados del ciclo pentano-perhidro-fenantreno Un esteroide muy abundante
en los vertebrados es el colesterol que es un componente muy importante de las membranas
celulares a las que confiere fluidez
Otros esteroides son
Vitamina D
Hormonas sexuales androacutegenas como la testosterona
Hormonas de la corteza suprarrenales como la aldosterona
MICELAS MEMBRANAS LIPOSOMAS
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PROTEIacuteNAS
CONCEPTO
Las proteiacutenas son poliacutemeros lineales de moleacuteculas de α-aminoaacutecidos que desempentildean
muacuteltiples funciones especiacuteficas Eacutestas dependen de su estructura tridimensional que puede presentar
cuatro niveles de complejidad creciente Las proteiacutenas son muy abundantes pues constituyen casi la
mitad del peso en seco de la ceacutelula
COMPOSICIOacuteN
Las proteiacutenas estaacuten compuestas por aacutetomos de carbono (C) hidroacutegeno (H) oxiacutegeno (O) y
nitroacutegeno (N) aunque pueden contener tambieacuten azufre (S) En algunas proteiacutenas complejas
(heteroproteiacutenas) tambieacuten estaacuten presentes el foacutesforo (P) y en menor proporcioacuten hierro (Fe) cobre
(Cu) magnesio (Mg) yodo (I) etc
LOS AMINOAacuteCIDOS
Son sustancias cristalinas casi siempre de sabor dulce Los aminoaacutecidos se caracterizan por poseer
un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2)
Los aminoaacutecidos son las unidades elementales constitutivas de las moleacuteculas denominadas Proteiacutenas
Son pues y en un muy elemental siacutemil los ladrillos con los cuales el organismo reconstituye
permanentemente sus proteiacutenas especiacuteficas consumidas por la sola accioacuten de vivir Los alimentos que
ingerimos nos proveen proteiacutenas Pero tales proteiacutenas no se absorben normalmente en tal constitucioacuten
sino que luego de su desdoblamiento (hidroacutelisis o rotura) causado por el proceso de digestioacuten
atraviesan la pared intestinal en forma de aminoaacutecidos y cadenas cortas de peacuteptidos Esas sustancias
se incorporan inicialmente al torrente sanguiacuteneo y desde alliacute son distribuidas hacia los tejidos que
las necesitan para formar las proteiacutenas consumidas durante el ciclo vital
Se sabe que de los 20 aminoaacutecidos proteicos conocidos 8 resultan indispensables (o esenciales) para
la vida humana y 2 resultan semi-indispensables Son estos 10 aminoaacutecidos los que requieren ser
incorporados al organismo en su cotidiana alimentacioacuten` Hay que destacar que si falta uno solo de
ellos (aminoaacutecidos esenciales) no seraacute posible sintetizar ninguna de las proteiacutenas en la que sea
requerido dicho aminoaacutecido Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutricioacuten
seguacuten cual sea el aminoaacutecido limitante
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En esta imagen puede verse la foacutermula de los 20 aminoaacutecidos maacutes importantes en color negro la
parte comuacuten mientras que en color azul puede verse la parte variable que da a los aminoaacutecidos
distinto comportamiento
LOS PEacutePTIDOS Y EL ENLACE PEPTIacuteDICO
Los peacuteptidos estaacuten formados por la unioacuten de aminoaacutecidos mediante un enlace peptiacutedico
Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoaacutecido y el grupo amino
del siguiente dando lugar al desprendimiento de una moleacutecula de agua
Asiacute pues para formar peacuteptidos los aminoaacutecidos se van
enlazando entre siacute formando cadenas de longitud y secuencia
variable Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos
convencionales como
Oligopeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es menor de 10
Dipeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 2
Tripeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 3
Tetrapeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 4 etc
Polipeacuteptidos o cadenas polipeptiacutedicas- si el n ordm de aminoaacutecidos es mayor de 10
Si la hidroacutelisis de una proteiacutena produce uacutenicamente aminoaacutecidos la proteiacutena se denomina simple Si en
cambio produce otros compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos denominados grupo prosteacutetico la proteiacutena
se llama conjugada
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEIacuteNAS
La organizacioacuten de una proteiacutena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados
estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria y estructura cuaternaria Cada una
de estas estructuras informa de la disposicioacuten de la anterior en el espacio
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena Nos indica queacute aminoaacutecidos
componen la cadena polipeptiacutedica y el orden en que dichos aminoaacutecidos se encuentran La funcioacuten de
una proteiacutena depende de su secuencia y de la forma que eacutesta adopte
Estructura Secundaria
La estructura secundaria es la disposicioacuten de la secuencia de aminoaacutecidos en el espacio Los
aminoaacutecidos a medida que van siendo enlazados durante la siacutentesis de proteiacutenas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces adquieren una disposicioacuten espacial estable
la estructura secundaria
Existen dos tipos de estructura secundaria
1 La a(alfa)-heacutelice
2 La conformacioacuten beta o laacutemina β
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre siacute misma la estructura primaria Se
debe a la formacioacuten de enlaces de hidroacutegeno entre el -C=O de un aminoaacutecido y el -NH- del cuarto
aminoaacutecido que le sigue
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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El almidoacuten actuacutea como sustancia de reserva en las ceacutelulas vegetales Una parte sustancial de los
gluacutecidos producidos en la fotosiacutentesis se almacenan en forma de almidoacuten dando lugar a unos
agregados insolubles de gran tamantildeo los granos de almidoacuten que se encuentran en todas las ceacutelulas
vegetales siendo especialmente abundantes en las de las semillas frutos y tubeacuterculos
Glucoacutegeno- Es un polisacaacuterido con estructura muy similar a la de la amilopectina Al igual que eacutesta
estaacute formado por moleacuteculas de α-D-glucosa unidas por enlaces glucosiacutedicos α(1rarr4) a lo largo de las
cadenas y con puntos de ramificacioacuten consistentes en enlaces α(1rarr6) La diferencia con respecto a
la amilopectina estriba en que las ramificaciones se encuentran menos espaciadas concretamente
cada 8 a 12 restos de glucosa Esta mayor proximidad entre los puntos de ramificacioacuten hace que el
glucoacutegeno sea mucho maacutes compacto que el almidoacuten El glucoacutegeno actuacutea como sustancia de reserva en
las ceacutelulas animales Es especialmente abundante en el hiacutegado y muacutesculo esqueleacutetico
Los polisacaacuteridos dada la gran rapidez con que pueden ser movilizados constituyen una excelente
forma de almacenar energiacutea metaboacutelica a corto plazo Puede resultar sorprendente que las ceacutelulas
almacenen su combustible energeacutetico en forma de polisacaacuteridos cuando podriacutean hacerlo en forma de
glucosa libre evitaacutendose asiacute el trabajo quiacutemico de sintetizarlos y degradarlos La razoacuten de que ello sea
asiacute estriba en que los polisacaacuteridos se almacenan en forma esencialmente insoluble contribuyendo
muy poco a la presioacuten osmoacutetica del citoplasma Una cantidad equivalente de glucosa disuelta generariacutea
una presioacuten osmoacutetica muy elevada que podriacutea ser peligrosa para la ceacutelula
Tanto el almidoacuten como el glucoacutegeno pueden ser degradados en el aparato digestivo de los animales por
la accioacuten de unos enzimas llamados amilasas Las amilasas liberan moleacuteculas de glucosa que
pueden posteriormente ser absorbidas
Celulosa- Es un poliacutemero lineal (no ramificado) formado por moleacuteculas de β-D-glucosa unidas
mediante enlaces glucosiacutedicos β(1rarr4) Cada cadena de celulosa contiene entre 10000 y 15000
restos de glucosa Estas cadenas debido a la configuracioacuten β de sus enlaces glucosiacutedicos forman
fibras supramoleculares que contienen muchas cadenas individuales de celulosa en disposicioacuten paralela
e iacutentimamente unidas entre siacute por puentes de hidroacutegeno
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Tal estructura es la que confiere a la celulosa su insolubilidad en agua y su resistencia mecaacutenica
caracteriacutesticas propiedades estas que la hacen idoacutenea para desempentildear en las ceacutelulas una funcioacuten de
caraacutecter estructural La celulosa es el principal componente de las paredes celulares vegetales las
cuales proporcionan a las ceacutelulas de las plantas y las algas sosteacuten mecaacutenico y proteccioacuten frente a los
fenoacutemenos osmoacuteticos desfavorables Una gran parte de la masa de la madera es celulosa Las amilasas
que degradan el almidoacuten y el glucoacutegeno no pueden romper los enlaces β glucosiacutedico de la celulosa El
intestino humano (y el de la mayoriacutea de los animales) carece de enzimas que puedan romper este tipo
de enlace por lo que este polisacaacuterido tiene para el hombre un valor alimenticio praacutecticamente nulo
Ademaacutes de los descritos existen en la naturaleza otros homopolisacaacuteridos como los
formados por derivados de la glucosa como la quitina un poliacutemero de la N-acetil-glucosamina que es el componente principal del exoesqueleto de los artroacutepodos
HETEROacuteSIDOS
Como se dijo anteriormente estaacuten formados por monosacaacuteridos y otros componentes de naturaleza
no azucarada Ente ellos cabe citar a los glucoliacutepidos y a las glucoproteiacutenas que son asociaciones
covalentes de cadenas oligosacariacutedicas con liacutepidos y proteiacutenas respectivamente los glucoliacutepidos y
glucoproteiacutenas estaacuten presentes en muchos lugares de la ceacutelula sobre todo en la cara externa de la
membrana plasmaacutetica Un tipo especial de heteroacutesido es el peptidoglucano componente esencial de
las paredes celulares bacterianas que estaacute constituido por cadenas paralelas de un
heteropolisacaacuterido complejo unidas transversalmente por cadenas de aminoaacutecidos
FUNCIONES DE LOS GLUacuteCIDOS
Los gluacutecidos desempentildean con caraacutecter general en los seres vivos dos tipos de funciones energeacuteticas
y estructurales
Funcioacuten energeacutetica- La oxidacioacuten de los gluacutecidos libera energiacutea que las ceacutelulas pueden utilizar para
realizar sus funciones La glucosa es el azuacutecar que con maacutes frecuencia utilizan las ceacutelulas como
combustible metaboacutelico primario Por otra parte algunos polisacaacuteridos actuacutean como material de
reserva energeacutetica que puede ser raacutepidamente movilizado cuando es necesario Una ventaja que
poseen los gluacutecidos sobre otras biomoleacuteculas como material energeacutetico es que dada la solubilidad en
agua de muchos de ellos pueden ser transportados muy raacutepidamente en medio acuoso alliacute donde
resultan necesarios
Funcioacuten estructural- Algunos polisacaacuteridos como la celulosa o la quitina presentan propiedades que
los hacen idoacuteneos para formar parte de estructuras que deben ofrecer una gran resistencia
mecaacutenica como las paredes celulares vegetales o el exoesqueleto de los artroacutepodos
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LOS LIacutePIDOS
Los liacutepidos son biomoleacuteculas orgaacutenicas compuestas por carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno presenta en
ciertas ocasiones otros elementos como nitroacutegeno foacutesforo y azufre Este grupo incluye moleacuteculas
de estructuras y funciones muy diferentes aunque todas ellas se caracterizan sin embargo por su
insolubilidad en agua y por su solubilidad en disolvente orgaacutenico (no polares) como el alcohol benceno
acetona eacuteter cloroformo y por ser untuosos al tacto
AacuteCIDOS GRASOS
Constituyen la unidad baacutesica estructural de los liacutepidos saponificables y generalmente no aparecen
libres en la naturaleza Son moleacuteculas que poseen una larga cadena lineal hidrocarbonada por regla
general de un nuacutemero par de aacutetomos de carbono que oscila entre 10 y 22 (aunque los maacutes abundantes
tienen 16 oacute 18) y con un grupo carboxiacutelico (-COOH) en el primer carbono de la moleacutecula
Existen dos tipos de aacutecidos grasos
Saturados en los que la cadena hidrocarbonada
posee uacutenicamente enlaces simples Sus puntos de
fusioacuten son altos por lo que forman grasas soacutelidas a
temperatura ambiente (sebo)
Insaturados si la cadena hidrocarbonada ademaacutes
de enlaces simples posee uno o varios dobles
enlaces Sus puntos de fusioacuten son bajos por lo que
forman grasas liacutequidas a temperatura ambiente
(aceites)
LIacutePIDOS SAPONIFICABLES
Estos liacutepidos se forman por la unioacuten mediante un enlace que se denomina ldquoeacutesterrdquo entre el grupo
carboxilo (-COOH) del aacutecido graso con un grupo hidroxilo (-OH) de un alcohol (reaccioacuten de
esterificacioacuten) En este enlace se desprende una moleacutecula de agua
CLASIFICACIOacuteN DE LOS LIacutePIDOS
Liacutepidos
saponificable
s
Acilgliceacuteridos
Aceites
Trigliceacute
ridos o
grasas
Mantec
as
Sebos
Ceras
Liacutepidos
complejos o
de membrana
Fosfoliacutepidos
Esfingoliacutepidos
Liacutepidos
insaponificabl
es
Terpenos
Esteroides
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La reaccioacuten inversa de separacioacuten de estos grupos es una hidroacutelisis puesto que se necesita agua para
realizarla
Estos liacutepidos reciben su nombre debido a que se descomponen hirvieacutendolos con soluciones
diluidas de hidroacutexido soacutedico (Nao) o potaacutesico (KOH) mediante la reaccioacuten inversa a la
esterificacioacuten denominada saponificacioacuten Se obtienen como productos resultantes el alcohol y
sales soacutedicas o potaacutesicas de los aacutecidos grasos que reciben el nombre de jabones
ACILGLICEacuteRIDOS (GRASAS)
Los acilgliceacuteridos son los eacutesteres de la glicerina (moleacutecula con tres grupos hidroxilos ndashOH) en
los que estos grupos alcohol han sido sustituidos por aacutecidos grasos Si soacutelo uno de los grupos
alcohol es sustituido tenemos un monoacilgliceacuterido si son dos un diacilgliceacuterido y si son tres un
triacilgliceacuterido (tambieacuten llamados trigliceacuteridos o grasas)
Las grasas son los liacutepidos maacutes abundantes en la naturaleza tanto en el Reino Animal como en el
Vegetal Forman parte de los llamados liacutepidos saponificables los cuales poseen enlaces de tipo
eacutester y forman jabones por medio de hidroacutelisis alcalina Constituyen la reserva energeacutetica de los
seres vivos Se acumulan en las ceacutelulas adiposas de los animales y en las vacuolas de las ceacutelulas
vegetales
Al reaccionar tres moleacuteculas de aacutecidos grasos con una moleacutecula de glicerina dan lugar a una
moleacutecula de grasa maacutes tres de agua Esta es la reaccioacuten de esterificacioacuten
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CERAS
Son eacutesteres de monoalcoholes de cadena larga (alcoholes grasos) con aacutecidos grasos tambieacuten
de cadena larga
Son insolubles en agua lo que explica sus funciones protectoras y de revestimiento (su principal
funcioacuten bioloacutegica consiste en actuar como sustancias impermeabilizantes) El eacutester formado por el aacutecido
palmiacutetico (16 C) y el triacontanol (alcohol graso de 30 C) es el componente principal de la cera que
fabrican las abejas ciertas glaacutendulas de la piel de los vertebrados secretan ceras para proteger el pelo y
la piel las aves acuaacuteticas secretan ceras gracias a las cuales sus plumas pueden repeler el agua Las
ceras naturales tienen diversas aplicaciones en las industrias farmaceacuteutica y cosmeacutetica
FOSFOLIacutePIDOS Unos de los maacutes abundantes son los fosfogliceacuteridos que poseen dos moleacuteculas de
aacutecidos grasos unidas mediante enlaces eacutester a dos grupos alcohol de la glicerina y un aacutecido fosfoacuterico
al otro alcohol de la glicerina el aacutecido fosfoacuterico estaacute unido a diferentes compuestos de naturaleza
polar dando asiacute a los fosfogliceacuteridos su naturaleza anfipaacutetica (tienen en su moleacutecula una parte no polar y
una parte polar formada por el aacutecido fosfoacuterico y el compuesto polar) Es habitual representar a los
fosfogliceacuteridos mediante una cabeza polar y dos colas no polares El caraacutecter anfipaacutetico de los
fosfogliceacuteridos constituye la base fiacutesico-quiacutemica de su principal funcioacuten bioloacutegica que es la de ser
componentes esenciales de las membranas celulares
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NO SAPONIFICABLES
TERPENOS
Son un grupo de liacutepidos que no contienen aacutecidos grasos y son por lo tanto no saponificables Estaacuten
formados por la polimerizacioacuten de un hidrocarburo de 5 aacutetomos de carbono llamado isopreno
Los terpenos existentes en la naturaleza contienen un nuacutemero variable de unidades de isopreno unidas
entre siacute Debido a su naturaleza hidrocarbonada son sustancias netamente hidrofoacutebicas y por lo tanto
insolubles en agua
Son especialmente abundantes en el mundo vegetal Pueden actuar como pigmentos asiacute algunos
terpenos como los carotenos y xantofilas responsables de la coloracioacuten de muchos frutos la clorofila el
pigmento vegetal por excelencia Muchos aromas de origen vegetal como el alcanfor el mentol y el
geraniol son de naturaleza terpenoide como tambieacuten lo son algunos productos vegetales de intereacutes
econoacutemico como el caucho La vitamina A que deriva bioloacutegicamente de los carotenos tambieacuten es un
terpeno
ESTEROIDES
Son liacutepidos derivados del ciclo pentano-perhidro-fenantreno Un esteroide muy abundante
en los vertebrados es el colesterol que es un componente muy importante de las membranas
celulares a las que confiere fluidez
Otros esteroides son
Vitamina D
Hormonas sexuales androacutegenas como la testosterona
Hormonas de la corteza suprarrenales como la aldosterona
MICELAS MEMBRANAS LIPOSOMAS
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PROTEIacuteNAS
CONCEPTO
Las proteiacutenas son poliacutemeros lineales de moleacuteculas de α-aminoaacutecidos que desempentildean
muacuteltiples funciones especiacuteficas Eacutestas dependen de su estructura tridimensional que puede presentar
cuatro niveles de complejidad creciente Las proteiacutenas son muy abundantes pues constituyen casi la
mitad del peso en seco de la ceacutelula
COMPOSICIOacuteN
Las proteiacutenas estaacuten compuestas por aacutetomos de carbono (C) hidroacutegeno (H) oxiacutegeno (O) y
nitroacutegeno (N) aunque pueden contener tambieacuten azufre (S) En algunas proteiacutenas complejas
(heteroproteiacutenas) tambieacuten estaacuten presentes el foacutesforo (P) y en menor proporcioacuten hierro (Fe) cobre
(Cu) magnesio (Mg) yodo (I) etc
LOS AMINOAacuteCIDOS
Son sustancias cristalinas casi siempre de sabor dulce Los aminoaacutecidos se caracterizan por poseer
un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2)
Los aminoaacutecidos son las unidades elementales constitutivas de las moleacuteculas denominadas Proteiacutenas
Son pues y en un muy elemental siacutemil los ladrillos con los cuales el organismo reconstituye
permanentemente sus proteiacutenas especiacuteficas consumidas por la sola accioacuten de vivir Los alimentos que
ingerimos nos proveen proteiacutenas Pero tales proteiacutenas no se absorben normalmente en tal constitucioacuten
sino que luego de su desdoblamiento (hidroacutelisis o rotura) causado por el proceso de digestioacuten
atraviesan la pared intestinal en forma de aminoaacutecidos y cadenas cortas de peacuteptidos Esas sustancias
se incorporan inicialmente al torrente sanguiacuteneo y desde alliacute son distribuidas hacia los tejidos que
las necesitan para formar las proteiacutenas consumidas durante el ciclo vital
Se sabe que de los 20 aminoaacutecidos proteicos conocidos 8 resultan indispensables (o esenciales) para
la vida humana y 2 resultan semi-indispensables Son estos 10 aminoaacutecidos los que requieren ser
incorporados al organismo en su cotidiana alimentacioacuten` Hay que destacar que si falta uno solo de
ellos (aminoaacutecidos esenciales) no seraacute posible sintetizar ninguna de las proteiacutenas en la que sea
requerido dicho aminoaacutecido Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutricioacuten
seguacuten cual sea el aminoaacutecido limitante
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En esta imagen puede verse la foacutermula de los 20 aminoaacutecidos maacutes importantes en color negro la
parte comuacuten mientras que en color azul puede verse la parte variable que da a los aminoaacutecidos
distinto comportamiento
LOS PEacutePTIDOS Y EL ENLACE PEPTIacuteDICO
Los peacuteptidos estaacuten formados por la unioacuten de aminoaacutecidos mediante un enlace peptiacutedico
Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoaacutecido y el grupo amino
del siguiente dando lugar al desprendimiento de una moleacutecula de agua
Asiacute pues para formar peacuteptidos los aminoaacutecidos se van
enlazando entre siacute formando cadenas de longitud y secuencia
variable Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos
convencionales como
Oligopeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es menor de 10
Dipeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 2
Tripeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 3
Tetrapeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 4 etc
Polipeacuteptidos o cadenas polipeptiacutedicas- si el n ordm de aminoaacutecidos es mayor de 10
Si la hidroacutelisis de una proteiacutena produce uacutenicamente aminoaacutecidos la proteiacutena se denomina simple Si en
cambio produce otros compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos denominados grupo prosteacutetico la proteiacutena
se llama conjugada
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEIacuteNAS
La organizacioacuten de una proteiacutena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados
estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria y estructura cuaternaria Cada una
de estas estructuras informa de la disposicioacuten de la anterior en el espacio
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena Nos indica queacute aminoaacutecidos
componen la cadena polipeptiacutedica y el orden en que dichos aminoaacutecidos se encuentran La funcioacuten de
una proteiacutena depende de su secuencia y de la forma que eacutesta adopte
Estructura Secundaria
La estructura secundaria es la disposicioacuten de la secuencia de aminoaacutecidos en el espacio Los
aminoaacutecidos a medida que van siendo enlazados durante la siacutentesis de proteiacutenas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces adquieren una disposicioacuten espacial estable
la estructura secundaria
Existen dos tipos de estructura secundaria
1 La a(alfa)-heacutelice
2 La conformacioacuten beta o laacutemina β
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre siacute misma la estructura primaria Se
debe a la formacioacuten de enlaces de hidroacutegeno entre el -C=O de un aminoaacutecido y el -NH- del cuarto
aminoaacutecido que le sigue
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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Tal estructura es la que confiere a la celulosa su insolubilidad en agua y su resistencia mecaacutenica
caracteriacutesticas propiedades estas que la hacen idoacutenea para desempentildear en las ceacutelulas una funcioacuten de
caraacutecter estructural La celulosa es el principal componente de las paredes celulares vegetales las
cuales proporcionan a las ceacutelulas de las plantas y las algas sosteacuten mecaacutenico y proteccioacuten frente a los
fenoacutemenos osmoacuteticos desfavorables Una gran parte de la masa de la madera es celulosa Las amilasas
que degradan el almidoacuten y el glucoacutegeno no pueden romper los enlaces β glucosiacutedico de la celulosa El
intestino humano (y el de la mayoriacutea de los animales) carece de enzimas que puedan romper este tipo
de enlace por lo que este polisacaacuterido tiene para el hombre un valor alimenticio praacutecticamente nulo
Ademaacutes de los descritos existen en la naturaleza otros homopolisacaacuteridos como los
formados por derivados de la glucosa como la quitina un poliacutemero de la N-acetil-glucosamina que es el componente principal del exoesqueleto de los artroacutepodos
HETEROacuteSIDOS
Como se dijo anteriormente estaacuten formados por monosacaacuteridos y otros componentes de naturaleza
no azucarada Ente ellos cabe citar a los glucoliacutepidos y a las glucoproteiacutenas que son asociaciones
covalentes de cadenas oligosacariacutedicas con liacutepidos y proteiacutenas respectivamente los glucoliacutepidos y
glucoproteiacutenas estaacuten presentes en muchos lugares de la ceacutelula sobre todo en la cara externa de la
membrana plasmaacutetica Un tipo especial de heteroacutesido es el peptidoglucano componente esencial de
las paredes celulares bacterianas que estaacute constituido por cadenas paralelas de un
heteropolisacaacuterido complejo unidas transversalmente por cadenas de aminoaacutecidos
FUNCIONES DE LOS GLUacuteCIDOS
Los gluacutecidos desempentildean con caraacutecter general en los seres vivos dos tipos de funciones energeacuteticas
y estructurales
Funcioacuten energeacutetica- La oxidacioacuten de los gluacutecidos libera energiacutea que las ceacutelulas pueden utilizar para
realizar sus funciones La glucosa es el azuacutecar que con maacutes frecuencia utilizan las ceacutelulas como
combustible metaboacutelico primario Por otra parte algunos polisacaacuteridos actuacutean como material de
reserva energeacutetica que puede ser raacutepidamente movilizado cuando es necesario Una ventaja que
poseen los gluacutecidos sobre otras biomoleacuteculas como material energeacutetico es que dada la solubilidad en
agua de muchos de ellos pueden ser transportados muy raacutepidamente en medio acuoso alliacute donde
resultan necesarios
Funcioacuten estructural- Algunos polisacaacuteridos como la celulosa o la quitina presentan propiedades que
los hacen idoacuteneos para formar parte de estructuras que deben ofrecer una gran resistencia
mecaacutenica como las paredes celulares vegetales o el exoesqueleto de los artroacutepodos
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LOS LIacutePIDOS
Los liacutepidos son biomoleacuteculas orgaacutenicas compuestas por carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno presenta en
ciertas ocasiones otros elementos como nitroacutegeno foacutesforo y azufre Este grupo incluye moleacuteculas
de estructuras y funciones muy diferentes aunque todas ellas se caracterizan sin embargo por su
insolubilidad en agua y por su solubilidad en disolvente orgaacutenico (no polares) como el alcohol benceno
acetona eacuteter cloroformo y por ser untuosos al tacto
AacuteCIDOS GRASOS
Constituyen la unidad baacutesica estructural de los liacutepidos saponificables y generalmente no aparecen
libres en la naturaleza Son moleacuteculas que poseen una larga cadena lineal hidrocarbonada por regla
general de un nuacutemero par de aacutetomos de carbono que oscila entre 10 y 22 (aunque los maacutes abundantes
tienen 16 oacute 18) y con un grupo carboxiacutelico (-COOH) en el primer carbono de la moleacutecula
Existen dos tipos de aacutecidos grasos
Saturados en los que la cadena hidrocarbonada
posee uacutenicamente enlaces simples Sus puntos de
fusioacuten son altos por lo que forman grasas soacutelidas a
temperatura ambiente (sebo)
Insaturados si la cadena hidrocarbonada ademaacutes
de enlaces simples posee uno o varios dobles
enlaces Sus puntos de fusioacuten son bajos por lo que
forman grasas liacutequidas a temperatura ambiente
(aceites)
LIacutePIDOS SAPONIFICABLES
Estos liacutepidos se forman por la unioacuten mediante un enlace que se denomina ldquoeacutesterrdquo entre el grupo
carboxilo (-COOH) del aacutecido graso con un grupo hidroxilo (-OH) de un alcohol (reaccioacuten de
esterificacioacuten) En este enlace se desprende una moleacutecula de agua
CLASIFICACIOacuteN DE LOS LIacutePIDOS
Liacutepidos
saponificable
s
Acilgliceacuteridos
Aceites
Trigliceacute
ridos o
grasas
Mantec
as
Sebos
Ceras
Liacutepidos
complejos o
de membrana
Fosfoliacutepidos
Esfingoliacutepidos
Liacutepidos
insaponificabl
es
Terpenos
Esteroides
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La reaccioacuten inversa de separacioacuten de estos grupos es una hidroacutelisis puesto que se necesita agua para
realizarla
Estos liacutepidos reciben su nombre debido a que se descomponen hirvieacutendolos con soluciones
diluidas de hidroacutexido soacutedico (Nao) o potaacutesico (KOH) mediante la reaccioacuten inversa a la
esterificacioacuten denominada saponificacioacuten Se obtienen como productos resultantes el alcohol y
sales soacutedicas o potaacutesicas de los aacutecidos grasos que reciben el nombre de jabones
ACILGLICEacuteRIDOS (GRASAS)
Los acilgliceacuteridos son los eacutesteres de la glicerina (moleacutecula con tres grupos hidroxilos ndashOH) en
los que estos grupos alcohol han sido sustituidos por aacutecidos grasos Si soacutelo uno de los grupos
alcohol es sustituido tenemos un monoacilgliceacuterido si son dos un diacilgliceacuterido y si son tres un
triacilgliceacuterido (tambieacuten llamados trigliceacuteridos o grasas)
Las grasas son los liacutepidos maacutes abundantes en la naturaleza tanto en el Reino Animal como en el
Vegetal Forman parte de los llamados liacutepidos saponificables los cuales poseen enlaces de tipo
eacutester y forman jabones por medio de hidroacutelisis alcalina Constituyen la reserva energeacutetica de los
seres vivos Se acumulan en las ceacutelulas adiposas de los animales y en las vacuolas de las ceacutelulas
vegetales
Al reaccionar tres moleacuteculas de aacutecidos grasos con una moleacutecula de glicerina dan lugar a una
moleacutecula de grasa maacutes tres de agua Esta es la reaccioacuten de esterificacioacuten
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CERAS
Son eacutesteres de monoalcoholes de cadena larga (alcoholes grasos) con aacutecidos grasos tambieacuten
de cadena larga
Son insolubles en agua lo que explica sus funciones protectoras y de revestimiento (su principal
funcioacuten bioloacutegica consiste en actuar como sustancias impermeabilizantes) El eacutester formado por el aacutecido
palmiacutetico (16 C) y el triacontanol (alcohol graso de 30 C) es el componente principal de la cera que
fabrican las abejas ciertas glaacutendulas de la piel de los vertebrados secretan ceras para proteger el pelo y
la piel las aves acuaacuteticas secretan ceras gracias a las cuales sus plumas pueden repeler el agua Las
ceras naturales tienen diversas aplicaciones en las industrias farmaceacuteutica y cosmeacutetica
FOSFOLIacutePIDOS Unos de los maacutes abundantes son los fosfogliceacuteridos que poseen dos moleacuteculas de
aacutecidos grasos unidas mediante enlaces eacutester a dos grupos alcohol de la glicerina y un aacutecido fosfoacuterico
al otro alcohol de la glicerina el aacutecido fosfoacuterico estaacute unido a diferentes compuestos de naturaleza
polar dando asiacute a los fosfogliceacuteridos su naturaleza anfipaacutetica (tienen en su moleacutecula una parte no polar y
una parte polar formada por el aacutecido fosfoacuterico y el compuesto polar) Es habitual representar a los
fosfogliceacuteridos mediante una cabeza polar y dos colas no polares El caraacutecter anfipaacutetico de los
fosfogliceacuteridos constituye la base fiacutesico-quiacutemica de su principal funcioacuten bioloacutegica que es la de ser
componentes esenciales de las membranas celulares
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NO SAPONIFICABLES
TERPENOS
Son un grupo de liacutepidos que no contienen aacutecidos grasos y son por lo tanto no saponificables Estaacuten
formados por la polimerizacioacuten de un hidrocarburo de 5 aacutetomos de carbono llamado isopreno
Los terpenos existentes en la naturaleza contienen un nuacutemero variable de unidades de isopreno unidas
entre siacute Debido a su naturaleza hidrocarbonada son sustancias netamente hidrofoacutebicas y por lo tanto
insolubles en agua
Son especialmente abundantes en el mundo vegetal Pueden actuar como pigmentos asiacute algunos
terpenos como los carotenos y xantofilas responsables de la coloracioacuten de muchos frutos la clorofila el
pigmento vegetal por excelencia Muchos aromas de origen vegetal como el alcanfor el mentol y el
geraniol son de naturaleza terpenoide como tambieacuten lo son algunos productos vegetales de intereacutes
econoacutemico como el caucho La vitamina A que deriva bioloacutegicamente de los carotenos tambieacuten es un
terpeno
ESTEROIDES
Son liacutepidos derivados del ciclo pentano-perhidro-fenantreno Un esteroide muy abundante
en los vertebrados es el colesterol que es un componente muy importante de las membranas
celulares a las que confiere fluidez
Otros esteroides son
Vitamina D
Hormonas sexuales androacutegenas como la testosterona
Hormonas de la corteza suprarrenales como la aldosterona
MICELAS MEMBRANAS LIPOSOMAS
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PROTEIacuteNAS
CONCEPTO
Las proteiacutenas son poliacutemeros lineales de moleacuteculas de α-aminoaacutecidos que desempentildean
muacuteltiples funciones especiacuteficas Eacutestas dependen de su estructura tridimensional que puede presentar
cuatro niveles de complejidad creciente Las proteiacutenas son muy abundantes pues constituyen casi la
mitad del peso en seco de la ceacutelula
COMPOSICIOacuteN
Las proteiacutenas estaacuten compuestas por aacutetomos de carbono (C) hidroacutegeno (H) oxiacutegeno (O) y
nitroacutegeno (N) aunque pueden contener tambieacuten azufre (S) En algunas proteiacutenas complejas
(heteroproteiacutenas) tambieacuten estaacuten presentes el foacutesforo (P) y en menor proporcioacuten hierro (Fe) cobre
(Cu) magnesio (Mg) yodo (I) etc
LOS AMINOAacuteCIDOS
Son sustancias cristalinas casi siempre de sabor dulce Los aminoaacutecidos se caracterizan por poseer
un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2)
Los aminoaacutecidos son las unidades elementales constitutivas de las moleacuteculas denominadas Proteiacutenas
Son pues y en un muy elemental siacutemil los ladrillos con los cuales el organismo reconstituye
permanentemente sus proteiacutenas especiacuteficas consumidas por la sola accioacuten de vivir Los alimentos que
ingerimos nos proveen proteiacutenas Pero tales proteiacutenas no se absorben normalmente en tal constitucioacuten
sino que luego de su desdoblamiento (hidroacutelisis o rotura) causado por el proceso de digestioacuten
atraviesan la pared intestinal en forma de aminoaacutecidos y cadenas cortas de peacuteptidos Esas sustancias
se incorporan inicialmente al torrente sanguiacuteneo y desde alliacute son distribuidas hacia los tejidos que
las necesitan para formar las proteiacutenas consumidas durante el ciclo vital
Se sabe que de los 20 aminoaacutecidos proteicos conocidos 8 resultan indispensables (o esenciales) para
la vida humana y 2 resultan semi-indispensables Son estos 10 aminoaacutecidos los que requieren ser
incorporados al organismo en su cotidiana alimentacioacuten` Hay que destacar que si falta uno solo de
ellos (aminoaacutecidos esenciales) no seraacute posible sintetizar ninguna de las proteiacutenas en la que sea
requerido dicho aminoaacutecido Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutricioacuten
seguacuten cual sea el aminoaacutecido limitante
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En esta imagen puede verse la foacutermula de los 20 aminoaacutecidos maacutes importantes en color negro la
parte comuacuten mientras que en color azul puede verse la parte variable que da a los aminoaacutecidos
distinto comportamiento
LOS PEacutePTIDOS Y EL ENLACE PEPTIacuteDICO
Los peacuteptidos estaacuten formados por la unioacuten de aminoaacutecidos mediante un enlace peptiacutedico
Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoaacutecido y el grupo amino
del siguiente dando lugar al desprendimiento de una moleacutecula de agua
Asiacute pues para formar peacuteptidos los aminoaacutecidos se van
enlazando entre siacute formando cadenas de longitud y secuencia
variable Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos
convencionales como
Oligopeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es menor de 10
Dipeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 2
Tripeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 3
Tetrapeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 4 etc
Polipeacuteptidos o cadenas polipeptiacutedicas- si el n ordm de aminoaacutecidos es mayor de 10
Si la hidroacutelisis de una proteiacutena produce uacutenicamente aminoaacutecidos la proteiacutena se denomina simple Si en
cambio produce otros compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos denominados grupo prosteacutetico la proteiacutena
se llama conjugada
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEIacuteNAS
La organizacioacuten de una proteiacutena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados
estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria y estructura cuaternaria Cada una
de estas estructuras informa de la disposicioacuten de la anterior en el espacio
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena Nos indica queacute aminoaacutecidos
componen la cadena polipeptiacutedica y el orden en que dichos aminoaacutecidos se encuentran La funcioacuten de
una proteiacutena depende de su secuencia y de la forma que eacutesta adopte
Estructura Secundaria
La estructura secundaria es la disposicioacuten de la secuencia de aminoaacutecidos en el espacio Los
aminoaacutecidos a medida que van siendo enlazados durante la siacutentesis de proteiacutenas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces adquieren una disposicioacuten espacial estable
la estructura secundaria
Existen dos tipos de estructura secundaria
1 La a(alfa)-heacutelice
2 La conformacioacuten beta o laacutemina β
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre siacute misma la estructura primaria Se
debe a la formacioacuten de enlaces de hidroacutegeno entre el -C=O de un aminoaacutecido y el -NH- del cuarto
aminoaacutecido que le sigue
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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LOS LIacutePIDOS
Los liacutepidos son biomoleacuteculas orgaacutenicas compuestas por carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno presenta en
ciertas ocasiones otros elementos como nitroacutegeno foacutesforo y azufre Este grupo incluye moleacuteculas
de estructuras y funciones muy diferentes aunque todas ellas se caracterizan sin embargo por su
insolubilidad en agua y por su solubilidad en disolvente orgaacutenico (no polares) como el alcohol benceno
acetona eacuteter cloroformo y por ser untuosos al tacto
AacuteCIDOS GRASOS
Constituyen la unidad baacutesica estructural de los liacutepidos saponificables y generalmente no aparecen
libres en la naturaleza Son moleacuteculas que poseen una larga cadena lineal hidrocarbonada por regla
general de un nuacutemero par de aacutetomos de carbono que oscila entre 10 y 22 (aunque los maacutes abundantes
tienen 16 oacute 18) y con un grupo carboxiacutelico (-COOH) en el primer carbono de la moleacutecula
Existen dos tipos de aacutecidos grasos
Saturados en los que la cadena hidrocarbonada
posee uacutenicamente enlaces simples Sus puntos de
fusioacuten son altos por lo que forman grasas soacutelidas a
temperatura ambiente (sebo)
Insaturados si la cadena hidrocarbonada ademaacutes
de enlaces simples posee uno o varios dobles
enlaces Sus puntos de fusioacuten son bajos por lo que
forman grasas liacutequidas a temperatura ambiente
(aceites)
LIacutePIDOS SAPONIFICABLES
Estos liacutepidos se forman por la unioacuten mediante un enlace que se denomina ldquoeacutesterrdquo entre el grupo
carboxilo (-COOH) del aacutecido graso con un grupo hidroxilo (-OH) de un alcohol (reaccioacuten de
esterificacioacuten) En este enlace se desprende una moleacutecula de agua
CLASIFICACIOacuteN DE LOS LIacutePIDOS
Liacutepidos
saponificable
s
Acilgliceacuteridos
Aceites
Trigliceacute
ridos o
grasas
Mantec
as
Sebos
Ceras
Liacutepidos
complejos o
de membrana
Fosfoliacutepidos
Esfingoliacutepidos
Liacutepidos
insaponificabl
es
Terpenos
Esteroides
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La reaccioacuten inversa de separacioacuten de estos grupos es una hidroacutelisis puesto que se necesita agua para
realizarla
Estos liacutepidos reciben su nombre debido a que se descomponen hirvieacutendolos con soluciones
diluidas de hidroacutexido soacutedico (Nao) o potaacutesico (KOH) mediante la reaccioacuten inversa a la
esterificacioacuten denominada saponificacioacuten Se obtienen como productos resultantes el alcohol y
sales soacutedicas o potaacutesicas de los aacutecidos grasos que reciben el nombre de jabones
ACILGLICEacuteRIDOS (GRASAS)
Los acilgliceacuteridos son los eacutesteres de la glicerina (moleacutecula con tres grupos hidroxilos ndashOH) en
los que estos grupos alcohol han sido sustituidos por aacutecidos grasos Si soacutelo uno de los grupos
alcohol es sustituido tenemos un monoacilgliceacuterido si son dos un diacilgliceacuterido y si son tres un
triacilgliceacuterido (tambieacuten llamados trigliceacuteridos o grasas)
Las grasas son los liacutepidos maacutes abundantes en la naturaleza tanto en el Reino Animal como en el
Vegetal Forman parte de los llamados liacutepidos saponificables los cuales poseen enlaces de tipo
eacutester y forman jabones por medio de hidroacutelisis alcalina Constituyen la reserva energeacutetica de los
seres vivos Se acumulan en las ceacutelulas adiposas de los animales y en las vacuolas de las ceacutelulas
vegetales
Al reaccionar tres moleacuteculas de aacutecidos grasos con una moleacutecula de glicerina dan lugar a una
moleacutecula de grasa maacutes tres de agua Esta es la reaccioacuten de esterificacioacuten
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CERAS
Son eacutesteres de monoalcoholes de cadena larga (alcoholes grasos) con aacutecidos grasos tambieacuten
de cadena larga
Son insolubles en agua lo que explica sus funciones protectoras y de revestimiento (su principal
funcioacuten bioloacutegica consiste en actuar como sustancias impermeabilizantes) El eacutester formado por el aacutecido
palmiacutetico (16 C) y el triacontanol (alcohol graso de 30 C) es el componente principal de la cera que
fabrican las abejas ciertas glaacutendulas de la piel de los vertebrados secretan ceras para proteger el pelo y
la piel las aves acuaacuteticas secretan ceras gracias a las cuales sus plumas pueden repeler el agua Las
ceras naturales tienen diversas aplicaciones en las industrias farmaceacuteutica y cosmeacutetica
FOSFOLIacutePIDOS Unos de los maacutes abundantes son los fosfogliceacuteridos que poseen dos moleacuteculas de
aacutecidos grasos unidas mediante enlaces eacutester a dos grupos alcohol de la glicerina y un aacutecido fosfoacuterico
al otro alcohol de la glicerina el aacutecido fosfoacuterico estaacute unido a diferentes compuestos de naturaleza
polar dando asiacute a los fosfogliceacuteridos su naturaleza anfipaacutetica (tienen en su moleacutecula una parte no polar y
una parte polar formada por el aacutecido fosfoacuterico y el compuesto polar) Es habitual representar a los
fosfogliceacuteridos mediante una cabeza polar y dos colas no polares El caraacutecter anfipaacutetico de los
fosfogliceacuteridos constituye la base fiacutesico-quiacutemica de su principal funcioacuten bioloacutegica que es la de ser
componentes esenciales de las membranas celulares
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NO SAPONIFICABLES
TERPENOS
Son un grupo de liacutepidos que no contienen aacutecidos grasos y son por lo tanto no saponificables Estaacuten
formados por la polimerizacioacuten de un hidrocarburo de 5 aacutetomos de carbono llamado isopreno
Los terpenos existentes en la naturaleza contienen un nuacutemero variable de unidades de isopreno unidas
entre siacute Debido a su naturaleza hidrocarbonada son sustancias netamente hidrofoacutebicas y por lo tanto
insolubles en agua
Son especialmente abundantes en el mundo vegetal Pueden actuar como pigmentos asiacute algunos
terpenos como los carotenos y xantofilas responsables de la coloracioacuten de muchos frutos la clorofila el
pigmento vegetal por excelencia Muchos aromas de origen vegetal como el alcanfor el mentol y el
geraniol son de naturaleza terpenoide como tambieacuten lo son algunos productos vegetales de intereacutes
econoacutemico como el caucho La vitamina A que deriva bioloacutegicamente de los carotenos tambieacuten es un
terpeno
ESTEROIDES
Son liacutepidos derivados del ciclo pentano-perhidro-fenantreno Un esteroide muy abundante
en los vertebrados es el colesterol que es un componente muy importante de las membranas
celulares a las que confiere fluidez
Otros esteroides son
Vitamina D
Hormonas sexuales androacutegenas como la testosterona
Hormonas de la corteza suprarrenales como la aldosterona
MICELAS MEMBRANAS LIPOSOMAS
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PROTEIacuteNAS
CONCEPTO
Las proteiacutenas son poliacutemeros lineales de moleacuteculas de α-aminoaacutecidos que desempentildean
muacuteltiples funciones especiacuteficas Eacutestas dependen de su estructura tridimensional que puede presentar
cuatro niveles de complejidad creciente Las proteiacutenas son muy abundantes pues constituyen casi la
mitad del peso en seco de la ceacutelula
COMPOSICIOacuteN
Las proteiacutenas estaacuten compuestas por aacutetomos de carbono (C) hidroacutegeno (H) oxiacutegeno (O) y
nitroacutegeno (N) aunque pueden contener tambieacuten azufre (S) En algunas proteiacutenas complejas
(heteroproteiacutenas) tambieacuten estaacuten presentes el foacutesforo (P) y en menor proporcioacuten hierro (Fe) cobre
(Cu) magnesio (Mg) yodo (I) etc
LOS AMINOAacuteCIDOS
Son sustancias cristalinas casi siempre de sabor dulce Los aminoaacutecidos se caracterizan por poseer
un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2)
Los aminoaacutecidos son las unidades elementales constitutivas de las moleacuteculas denominadas Proteiacutenas
Son pues y en un muy elemental siacutemil los ladrillos con los cuales el organismo reconstituye
permanentemente sus proteiacutenas especiacuteficas consumidas por la sola accioacuten de vivir Los alimentos que
ingerimos nos proveen proteiacutenas Pero tales proteiacutenas no se absorben normalmente en tal constitucioacuten
sino que luego de su desdoblamiento (hidroacutelisis o rotura) causado por el proceso de digestioacuten
atraviesan la pared intestinal en forma de aminoaacutecidos y cadenas cortas de peacuteptidos Esas sustancias
se incorporan inicialmente al torrente sanguiacuteneo y desde alliacute son distribuidas hacia los tejidos que
las necesitan para formar las proteiacutenas consumidas durante el ciclo vital
Se sabe que de los 20 aminoaacutecidos proteicos conocidos 8 resultan indispensables (o esenciales) para
la vida humana y 2 resultan semi-indispensables Son estos 10 aminoaacutecidos los que requieren ser
incorporados al organismo en su cotidiana alimentacioacuten` Hay que destacar que si falta uno solo de
ellos (aminoaacutecidos esenciales) no seraacute posible sintetizar ninguna de las proteiacutenas en la que sea
requerido dicho aminoaacutecido Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutricioacuten
seguacuten cual sea el aminoaacutecido limitante
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parte comuacuten mientras que en color azul puede verse la parte variable que da a los aminoaacutecidos
distinto comportamiento
LOS PEacutePTIDOS Y EL ENLACE PEPTIacuteDICO
Los peacuteptidos estaacuten formados por la unioacuten de aminoaacutecidos mediante un enlace peptiacutedico
Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoaacutecido y el grupo amino
del siguiente dando lugar al desprendimiento de una moleacutecula de agua
Asiacute pues para formar peacuteptidos los aminoaacutecidos se van
enlazando entre siacute formando cadenas de longitud y secuencia
variable Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos
convencionales como
Oligopeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es menor de 10
Dipeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 2
Tripeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 3
Tetrapeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 4 etc
Polipeacuteptidos o cadenas polipeptiacutedicas- si el n ordm de aminoaacutecidos es mayor de 10
Si la hidroacutelisis de una proteiacutena produce uacutenicamente aminoaacutecidos la proteiacutena se denomina simple Si en
cambio produce otros compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos denominados grupo prosteacutetico la proteiacutena
se llama conjugada
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEIacuteNAS
La organizacioacuten de una proteiacutena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados
estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria y estructura cuaternaria Cada una
de estas estructuras informa de la disposicioacuten de la anterior en el espacio
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena Nos indica queacute aminoaacutecidos
componen la cadena polipeptiacutedica y el orden en que dichos aminoaacutecidos se encuentran La funcioacuten de
una proteiacutena depende de su secuencia y de la forma que eacutesta adopte
Estructura Secundaria
La estructura secundaria es la disposicioacuten de la secuencia de aminoaacutecidos en el espacio Los
aminoaacutecidos a medida que van siendo enlazados durante la siacutentesis de proteiacutenas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces adquieren una disposicioacuten espacial estable
la estructura secundaria
Existen dos tipos de estructura secundaria
1 La a(alfa)-heacutelice
2 La conformacioacuten beta o laacutemina β
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre siacute misma la estructura primaria Se
debe a la formacioacuten de enlaces de hidroacutegeno entre el -C=O de un aminoaacutecido y el -NH- del cuarto
aminoaacutecido que le sigue
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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La reaccioacuten inversa de separacioacuten de estos grupos es una hidroacutelisis puesto que se necesita agua para
realizarla
Estos liacutepidos reciben su nombre debido a que se descomponen hirvieacutendolos con soluciones
diluidas de hidroacutexido soacutedico (Nao) o potaacutesico (KOH) mediante la reaccioacuten inversa a la
esterificacioacuten denominada saponificacioacuten Se obtienen como productos resultantes el alcohol y
sales soacutedicas o potaacutesicas de los aacutecidos grasos que reciben el nombre de jabones
ACILGLICEacuteRIDOS (GRASAS)
Los acilgliceacuteridos son los eacutesteres de la glicerina (moleacutecula con tres grupos hidroxilos ndashOH) en
los que estos grupos alcohol han sido sustituidos por aacutecidos grasos Si soacutelo uno de los grupos
alcohol es sustituido tenemos un monoacilgliceacuterido si son dos un diacilgliceacuterido y si son tres un
triacilgliceacuterido (tambieacuten llamados trigliceacuteridos o grasas)
Las grasas son los liacutepidos maacutes abundantes en la naturaleza tanto en el Reino Animal como en el
Vegetal Forman parte de los llamados liacutepidos saponificables los cuales poseen enlaces de tipo
eacutester y forman jabones por medio de hidroacutelisis alcalina Constituyen la reserva energeacutetica de los
seres vivos Se acumulan en las ceacutelulas adiposas de los animales y en las vacuolas de las ceacutelulas
vegetales
Al reaccionar tres moleacuteculas de aacutecidos grasos con una moleacutecula de glicerina dan lugar a una
moleacutecula de grasa maacutes tres de agua Esta es la reaccioacuten de esterificacioacuten
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CERAS
Son eacutesteres de monoalcoholes de cadena larga (alcoholes grasos) con aacutecidos grasos tambieacuten
de cadena larga
Son insolubles en agua lo que explica sus funciones protectoras y de revestimiento (su principal
funcioacuten bioloacutegica consiste en actuar como sustancias impermeabilizantes) El eacutester formado por el aacutecido
palmiacutetico (16 C) y el triacontanol (alcohol graso de 30 C) es el componente principal de la cera que
fabrican las abejas ciertas glaacutendulas de la piel de los vertebrados secretan ceras para proteger el pelo y
la piel las aves acuaacuteticas secretan ceras gracias a las cuales sus plumas pueden repeler el agua Las
ceras naturales tienen diversas aplicaciones en las industrias farmaceacuteutica y cosmeacutetica
FOSFOLIacutePIDOS Unos de los maacutes abundantes son los fosfogliceacuteridos que poseen dos moleacuteculas de
aacutecidos grasos unidas mediante enlaces eacutester a dos grupos alcohol de la glicerina y un aacutecido fosfoacuterico
al otro alcohol de la glicerina el aacutecido fosfoacuterico estaacute unido a diferentes compuestos de naturaleza
polar dando asiacute a los fosfogliceacuteridos su naturaleza anfipaacutetica (tienen en su moleacutecula una parte no polar y
una parte polar formada por el aacutecido fosfoacuterico y el compuesto polar) Es habitual representar a los
fosfogliceacuteridos mediante una cabeza polar y dos colas no polares El caraacutecter anfipaacutetico de los
fosfogliceacuteridos constituye la base fiacutesico-quiacutemica de su principal funcioacuten bioloacutegica que es la de ser
componentes esenciales de las membranas celulares
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NO SAPONIFICABLES
TERPENOS
Son un grupo de liacutepidos que no contienen aacutecidos grasos y son por lo tanto no saponificables Estaacuten
formados por la polimerizacioacuten de un hidrocarburo de 5 aacutetomos de carbono llamado isopreno
Los terpenos existentes en la naturaleza contienen un nuacutemero variable de unidades de isopreno unidas
entre siacute Debido a su naturaleza hidrocarbonada son sustancias netamente hidrofoacutebicas y por lo tanto
insolubles en agua
Son especialmente abundantes en el mundo vegetal Pueden actuar como pigmentos asiacute algunos
terpenos como los carotenos y xantofilas responsables de la coloracioacuten de muchos frutos la clorofila el
pigmento vegetal por excelencia Muchos aromas de origen vegetal como el alcanfor el mentol y el
geraniol son de naturaleza terpenoide como tambieacuten lo son algunos productos vegetales de intereacutes
econoacutemico como el caucho La vitamina A que deriva bioloacutegicamente de los carotenos tambieacuten es un
terpeno
ESTEROIDES
Son liacutepidos derivados del ciclo pentano-perhidro-fenantreno Un esteroide muy abundante
en los vertebrados es el colesterol que es un componente muy importante de las membranas
celulares a las que confiere fluidez
Otros esteroides son
Vitamina D
Hormonas sexuales androacutegenas como la testosterona
Hormonas de la corteza suprarrenales como la aldosterona
MICELAS MEMBRANAS LIPOSOMAS
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PROTEIacuteNAS
CONCEPTO
Las proteiacutenas son poliacutemeros lineales de moleacuteculas de α-aminoaacutecidos que desempentildean
muacuteltiples funciones especiacuteficas Eacutestas dependen de su estructura tridimensional que puede presentar
cuatro niveles de complejidad creciente Las proteiacutenas son muy abundantes pues constituyen casi la
mitad del peso en seco de la ceacutelula
COMPOSICIOacuteN
Las proteiacutenas estaacuten compuestas por aacutetomos de carbono (C) hidroacutegeno (H) oxiacutegeno (O) y
nitroacutegeno (N) aunque pueden contener tambieacuten azufre (S) En algunas proteiacutenas complejas
(heteroproteiacutenas) tambieacuten estaacuten presentes el foacutesforo (P) y en menor proporcioacuten hierro (Fe) cobre
(Cu) magnesio (Mg) yodo (I) etc
LOS AMINOAacuteCIDOS
Son sustancias cristalinas casi siempre de sabor dulce Los aminoaacutecidos se caracterizan por poseer
un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2)
Los aminoaacutecidos son las unidades elementales constitutivas de las moleacuteculas denominadas Proteiacutenas
Son pues y en un muy elemental siacutemil los ladrillos con los cuales el organismo reconstituye
permanentemente sus proteiacutenas especiacuteficas consumidas por la sola accioacuten de vivir Los alimentos que
ingerimos nos proveen proteiacutenas Pero tales proteiacutenas no se absorben normalmente en tal constitucioacuten
sino que luego de su desdoblamiento (hidroacutelisis o rotura) causado por el proceso de digestioacuten
atraviesan la pared intestinal en forma de aminoaacutecidos y cadenas cortas de peacuteptidos Esas sustancias
se incorporan inicialmente al torrente sanguiacuteneo y desde alliacute son distribuidas hacia los tejidos que
las necesitan para formar las proteiacutenas consumidas durante el ciclo vital
Se sabe que de los 20 aminoaacutecidos proteicos conocidos 8 resultan indispensables (o esenciales) para
la vida humana y 2 resultan semi-indispensables Son estos 10 aminoaacutecidos los que requieren ser
incorporados al organismo en su cotidiana alimentacioacuten` Hay que destacar que si falta uno solo de
ellos (aminoaacutecidos esenciales) no seraacute posible sintetizar ninguna de las proteiacutenas en la que sea
requerido dicho aminoaacutecido Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutricioacuten
seguacuten cual sea el aminoaacutecido limitante
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En esta imagen puede verse la foacutermula de los 20 aminoaacutecidos maacutes importantes en color negro la
parte comuacuten mientras que en color azul puede verse la parte variable que da a los aminoaacutecidos
distinto comportamiento
LOS PEacutePTIDOS Y EL ENLACE PEPTIacuteDICO
Los peacuteptidos estaacuten formados por la unioacuten de aminoaacutecidos mediante un enlace peptiacutedico
Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoaacutecido y el grupo amino
del siguiente dando lugar al desprendimiento de una moleacutecula de agua
Asiacute pues para formar peacuteptidos los aminoaacutecidos se van
enlazando entre siacute formando cadenas de longitud y secuencia
variable Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos
convencionales como
Oligopeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es menor de 10
Dipeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 2
Tripeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 3
Tetrapeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 4 etc
Polipeacuteptidos o cadenas polipeptiacutedicas- si el n ordm de aminoaacutecidos es mayor de 10
Si la hidroacutelisis de una proteiacutena produce uacutenicamente aminoaacutecidos la proteiacutena se denomina simple Si en
cambio produce otros compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos denominados grupo prosteacutetico la proteiacutena
se llama conjugada
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEIacuteNAS
La organizacioacuten de una proteiacutena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados
estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria y estructura cuaternaria Cada una
de estas estructuras informa de la disposicioacuten de la anterior en el espacio
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena Nos indica queacute aminoaacutecidos
componen la cadena polipeptiacutedica y el orden en que dichos aminoaacutecidos se encuentran La funcioacuten de
una proteiacutena depende de su secuencia y de la forma que eacutesta adopte
Estructura Secundaria
La estructura secundaria es la disposicioacuten de la secuencia de aminoaacutecidos en el espacio Los
aminoaacutecidos a medida que van siendo enlazados durante la siacutentesis de proteiacutenas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces adquieren una disposicioacuten espacial estable
la estructura secundaria
Existen dos tipos de estructura secundaria
1 La a(alfa)-heacutelice
2 La conformacioacuten beta o laacutemina β
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre siacute misma la estructura primaria Se
debe a la formacioacuten de enlaces de hidroacutegeno entre el -C=O de un aminoaacutecido y el -NH- del cuarto
aminoaacutecido que le sigue
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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CERAS
Son eacutesteres de monoalcoholes de cadena larga (alcoholes grasos) con aacutecidos grasos tambieacuten
de cadena larga
Son insolubles en agua lo que explica sus funciones protectoras y de revestimiento (su principal
funcioacuten bioloacutegica consiste en actuar como sustancias impermeabilizantes) El eacutester formado por el aacutecido
palmiacutetico (16 C) y el triacontanol (alcohol graso de 30 C) es el componente principal de la cera que
fabrican las abejas ciertas glaacutendulas de la piel de los vertebrados secretan ceras para proteger el pelo y
la piel las aves acuaacuteticas secretan ceras gracias a las cuales sus plumas pueden repeler el agua Las
ceras naturales tienen diversas aplicaciones en las industrias farmaceacuteutica y cosmeacutetica
FOSFOLIacutePIDOS Unos de los maacutes abundantes son los fosfogliceacuteridos que poseen dos moleacuteculas de
aacutecidos grasos unidas mediante enlaces eacutester a dos grupos alcohol de la glicerina y un aacutecido fosfoacuterico
al otro alcohol de la glicerina el aacutecido fosfoacuterico estaacute unido a diferentes compuestos de naturaleza
polar dando asiacute a los fosfogliceacuteridos su naturaleza anfipaacutetica (tienen en su moleacutecula una parte no polar y
una parte polar formada por el aacutecido fosfoacuterico y el compuesto polar) Es habitual representar a los
fosfogliceacuteridos mediante una cabeza polar y dos colas no polares El caraacutecter anfipaacutetico de los
fosfogliceacuteridos constituye la base fiacutesico-quiacutemica de su principal funcioacuten bioloacutegica que es la de ser
componentes esenciales de las membranas celulares
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NO SAPONIFICABLES
TERPENOS
Son un grupo de liacutepidos que no contienen aacutecidos grasos y son por lo tanto no saponificables Estaacuten
formados por la polimerizacioacuten de un hidrocarburo de 5 aacutetomos de carbono llamado isopreno
Los terpenos existentes en la naturaleza contienen un nuacutemero variable de unidades de isopreno unidas
entre siacute Debido a su naturaleza hidrocarbonada son sustancias netamente hidrofoacutebicas y por lo tanto
insolubles en agua
Son especialmente abundantes en el mundo vegetal Pueden actuar como pigmentos asiacute algunos
terpenos como los carotenos y xantofilas responsables de la coloracioacuten de muchos frutos la clorofila el
pigmento vegetal por excelencia Muchos aromas de origen vegetal como el alcanfor el mentol y el
geraniol son de naturaleza terpenoide como tambieacuten lo son algunos productos vegetales de intereacutes
econoacutemico como el caucho La vitamina A que deriva bioloacutegicamente de los carotenos tambieacuten es un
terpeno
ESTEROIDES
Son liacutepidos derivados del ciclo pentano-perhidro-fenantreno Un esteroide muy abundante
en los vertebrados es el colesterol que es un componente muy importante de las membranas
celulares a las que confiere fluidez
Otros esteroides son
Vitamina D
Hormonas sexuales androacutegenas como la testosterona
Hormonas de la corteza suprarrenales como la aldosterona
MICELAS MEMBRANAS LIPOSOMAS
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PROTEIacuteNAS
CONCEPTO
Las proteiacutenas son poliacutemeros lineales de moleacuteculas de α-aminoaacutecidos que desempentildean
muacuteltiples funciones especiacuteficas Eacutestas dependen de su estructura tridimensional que puede presentar
cuatro niveles de complejidad creciente Las proteiacutenas son muy abundantes pues constituyen casi la
mitad del peso en seco de la ceacutelula
COMPOSICIOacuteN
Las proteiacutenas estaacuten compuestas por aacutetomos de carbono (C) hidroacutegeno (H) oxiacutegeno (O) y
nitroacutegeno (N) aunque pueden contener tambieacuten azufre (S) En algunas proteiacutenas complejas
(heteroproteiacutenas) tambieacuten estaacuten presentes el foacutesforo (P) y en menor proporcioacuten hierro (Fe) cobre
(Cu) magnesio (Mg) yodo (I) etc
LOS AMINOAacuteCIDOS
Son sustancias cristalinas casi siempre de sabor dulce Los aminoaacutecidos se caracterizan por poseer
un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2)
Los aminoaacutecidos son las unidades elementales constitutivas de las moleacuteculas denominadas Proteiacutenas
Son pues y en un muy elemental siacutemil los ladrillos con los cuales el organismo reconstituye
permanentemente sus proteiacutenas especiacuteficas consumidas por la sola accioacuten de vivir Los alimentos que
ingerimos nos proveen proteiacutenas Pero tales proteiacutenas no se absorben normalmente en tal constitucioacuten
sino que luego de su desdoblamiento (hidroacutelisis o rotura) causado por el proceso de digestioacuten
atraviesan la pared intestinal en forma de aminoaacutecidos y cadenas cortas de peacuteptidos Esas sustancias
se incorporan inicialmente al torrente sanguiacuteneo y desde alliacute son distribuidas hacia los tejidos que
las necesitan para formar las proteiacutenas consumidas durante el ciclo vital
Se sabe que de los 20 aminoaacutecidos proteicos conocidos 8 resultan indispensables (o esenciales) para
la vida humana y 2 resultan semi-indispensables Son estos 10 aminoaacutecidos los que requieren ser
incorporados al organismo en su cotidiana alimentacioacuten` Hay que destacar que si falta uno solo de
ellos (aminoaacutecidos esenciales) no seraacute posible sintetizar ninguna de las proteiacutenas en la que sea
requerido dicho aminoaacutecido Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutricioacuten
seguacuten cual sea el aminoaacutecido limitante
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En esta imagen puede verse la foacutermula de los 20 aminoaacutecidos maacutes importantes en color negro la
parte comuacuten mientras que en color azul puede verse la parte variable que da a los aminoaacutecidos
distinto comportamiento
LOS PEacutePTIDOS Y EL ENLACE PEPTIacuteDICO
Los peacuteptidos estaacuten formados por la unioacuten de aminoaacutecidos mediante un enlace peptiacutedico
Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoaacutecido y el grupo amino
del siguiente dando lugar al desprendimiento de una moleacutecula de agua
Asiacute pues para formar peacuteptidos los aminoaacutecidos se van
enlazando entre siacute formando cadenas de longitud y secuencia
variable Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos
convencionales como
Oligopeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es menor de 10
Dipeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 2
Tripeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 3
Tetrapeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 4 etc
Polipeacuteptidos o cadenas polipeptiacutedicas- si el n ordm de aminoaacutecidos es mayor de 10
Si la hidroacutelisis de una proteiacutena produce uacutenicamente aminoaacutecidos la proteiacutena se denomina simple Si en
cambio produce otros compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos denominados grupo prosteacutetico la proteiacutena
se llama conjugada
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEIacuteNAS
La organizacioacuten de una proteiacutena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados
estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria y estructura cuaternaria Cada una
de estas estructuras informa de la disposicioacuten de la anterior en el espacio
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena Nos indica queacute aminoaacutecidos
componen la cadena polipeptiacutedica y el orden en que dichos aminoaacutecidos se encuentran La funcioacuten de
una proteiacutena depende de su secuencia y de la forma que eacutesta adopte
Estructura Secundaria
La estructura secundaria es la disposicioacuten de la secuencia de aminoaacutecidos en el espacio Los
aminoaacutecidos a medida que van siendo enlazados durante la siacutentesis de proteiacutenas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces adquieren una disposicioacuten espacial estable
la estructura secundaria
Existen dos tipos de estructura secundaria
1 La a(alfa)-heacutelice
2 La conformacioacuten beta o laacutemina β
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre siacute misma la estructura primaria Se
debe a la formacioacuten de enlaces de hidroacutegeno entre el -C=O de un aminoaacutecido y el -NH- del cuarto
aminoaacutecido que le sigue
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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NO SAPONIFICABLES
TERPENOS
Son un grupo de liacutepidos que no contienen aacutecidos grasos y son por lo tanto no saponificables Estaacuten
formados por la polimerizacioacuten de un hidrocarburo de 5 aacutetomos de carbono llamado isopreno
Los terpenos existentes en la naturaleza contienen un nuacutemero variable de unidades de isopreno unidas
entre siacute Debido a su naturaleza hidrocarbonada son sustancias netamente hidrofoacutebicas y por lo tanto
insolubles en agua
Son especialmente abundantes en el mundo vegetal Pueden actuar como pigmentos asiacute algunos
terpenos como los carotenos y xantofilas responsables de la coloracioacuten de muchos frutos la clorofila el
pigmento vegetal por excelencia Muchos aromas de origen vegetal como el alcanfor el mentol y el
geraniol son de naturaleza terpenoide como tambieacuten lo son algunos productos vegetales de intereacutes
econoacutemico como el caucho La vitamina A que deriva bioloacutegicamente de los carotenos tambieacuten es un
terpeno
ESTEROIDES
Son liacutepidos derivados del ciclo pentano-perhidro-fenantreno Un esteroide muy abundante
en los vertebrados es el colesterol que es un componente muy importante de las membranas
celulares a las que confiere fluidez
Otros esteroides son
Vitamina D
Hormonas sexuales androacutegenas como la testosterona
Hormonas de la corteza suprarrenales como la aldosterona
MICELAS MEMBRANAS LIPOSOMAS
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PROTEIacuteNAS
CONCEPTO
Las proteiacutenas son poliacutemeros lineales de moleacuteculas de α-aminoaacutecidos que desempentildean
muacuteltiples funciones especiacuteficas Eacutestas dependen de su estructura tridimensional que puede presentar
cuatro niveles de complejidad creciente Las proteiacutenas son muy abundantes pues constituyen casi la
mitad del peso en seco de la ceacutelula
COMPOSICIOacuteN
Las proteiacutenas estaacuten compuestas por aacutetomos de carbono (C) hidroacutegeno (H) oxiacutegeno (O) y
nitroacutegeno (N) aunque pueden contener tambieacuten azufre (S) En algunas proteiacutenas complejas
(heteroproteiacutenas) tambieacuten estaacuten presentes el foacutesforo (P) y en menor proporcioacuten hierro (Fe) cobre
(Cu) magnesio (Mg) yodo (I) etc
LOS AMINOAacuteCIDOS
Son sustancias cristalinas casi siempre de sabor dulce Los aminoaacutecidos se caracterizan por poseer
un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2)
Los aminoaacutecidos son las unidades elementales constitutivas de las moleacuteculas denominadas Proteiacutenas
Son pues y en un muy elemental siacutemil los ladrillos con los cuales el organismo reconstituye
permanentemente sus proteiacutenas especiacuteficas consumidas por la sola accioacuten de vivir Los alimentos que
ingerimos nos proveen proteiacutenas Pero tales proteiacutenas no se absorben normalmente en tal constitucioacuten
sino que luego de su desdoblamiento (hidroacutelisis o rotura) causado por el proceso de digestioacuten
atraviesan la pared intestinal en forma de aminoaacutecidos y cadenas cortas de peacuteptidos Esas sustancias
se incorporan inicialmente al torrente sanguiacuteneo y desde alliacute son distribuidas hacia los tejidos que
las necesitan para formar las proteiacutenas consumidas durante el ciclo vital
Se sabe que de los 20 aminoaacutecidos proteicos conocidos 8 resultan indispensables (o esenciales) para
la vida humana y 2 resultan semi-indispensables Son estos 10 aminoaacutecidos los que requieren ser
incorporados al organismo en su cotidiana alimentacioacuten` Hay que destacar que si falta uno solo de
ellos (aminoaacutecidos esenciales) no seraacute posible sintetizar ninguna de las proteiacutenas en la que sea
requerido dicho aminoaacutecido Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutricioacuten
seguacuten cual sea el aminoaacutecido limitante
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En esta imagen puede verse la foacutermula de los 20 aminoaacutecidos maacutes importantes en color negro la
parte comuacuten mientras que en color azul puede verse la parte variable que da a los aminoaacutecidos
distinto comportamiento
LOS PEacutePTIDOS Y EL ENLACE PEPTIacuteDICO
Los peacuteptidos estaacuten formados por la unioacuten de aminoaacutecidos mediante un enlace peptiacutedico
Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoaacutecido y el grupo amino
del siguiente dando lugar al desprendimiento de una moleacutecula de agua
Asiacute pues para formar peacuteptidos los aminoaacutecidos se van
enlazando entre siacute formando cadenas de longitud y secuencia
variable Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos
convencionales como
Oligopeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es menor de 10
Dipeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 2
Tripeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 3
Tetrapeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 4 etc
Polipeacuteptidos o cadenas polipeptiacutedicas- si el n ordm de aminoaacutecidos es mayor de 10
Si la hidroacutelisis de una proteiacutena produce uacutenicamente aminoaacutecidos la proteiacutena se denomina simple Si en
cambio produce otros compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos denominados grupo prosteacutetico la proteiacutena
se llama conjugada
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEIacuteNAS
La organizacioacuten de una proteiacutena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados
estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria y estructura cuaternaria Cada una
de estas estructuras informa de la disposicioacuten de la anterior en el espacio
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena Nos indica queacute aminoaacutecidos
componen la cadena polipeptiacutedica y el orden en que dichos aminoaacutecidos se encuentran La funcioacuten de
una proteiacutena depende de su secuencia y de la forma que eacutesta adopte
Estructura Secundaria
La estructura secundaria es la disposicioacuten de la secuencia de aminoaacutecidos en el espacio Los
aminoaacutecidos a medida que van siendo enlazados durante la siacutentesis de proteiacutenas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces adquieren una disposicioacuten espacial estable
la estructura secundaria
Existen dos tipos de estructura secundaria
1 La a(alfa)-heacutelice
2 La conformacioacuten beta o laacutemina β
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre siacute misma la estructura primaria Se
debe a la formacioacuten de enlaces de hidroacutegeno entre el -C=O de un aminoaacutecido y el -NH- del cuarto
aminoaacutecido que le sigue
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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PROTEIacuteNAS
CONCEPTO
Las proteiacutenas son poliacutemeros lineales de moleacuteculas de α-aminoaacutecidos que desempentildean
muacuteltiples funciones especiacuteficas Eacutestas dependen de su estructura tridimensional que puede presentar
cuatro niveles de complejidad creciente Las proteiacutenas son muy abundantes pues constituyen casi la
mitad del peso en seco de la ceacutelula
COMPOSICIOacuteN
Las proteiacutenas estaacuten compuestas por aacutetomos de carbono (C) hidroacutegeno (H) oxiacutegeno (O) y
nitroacutegeno (N) aunque pueden contener tambieacuten azufre (S) En algunas proteiacutenas complejas
(heteroproteiacutenas) tambieacuten estaacuten presentes el foacutesforo (P) y en menor proporcioacuten hierro (Fe) cobre
(Cu) magnesio (Mg) yodo (I) etc
LOS AMINOAacuteCIDOS
Son sustancias cristalinas casi siempre de sabor dulce Los aminoaacutecidos se caracterizan por poseer
un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2)
Los aminoaacutecidos son las unidades elementales constitutivas de las moleacuteculas denominadas Proteiacutenas
Son pues y en un muy elemental siacutemil los ladrillos con los cuales el organismo reconstituye
permanentemente sus proteiacutenas especiacuteficas consumidas por la sola accioacuten de vivir Los alimentos que
ingerimos nos proveen proteiacutenas Pero tales proteiacutenas no se absorben normalmente en tal constitucioacuten
sino que luego de su desdoblamiento (hidroacutelisis o rotura) causado por el proceso de digestioacuten
atraviesan la pared intestinal en forma de aminoaacutecidos y cadenas cortas de peacuteptidos Esas sustancias
se incorporan inicialmente al torrente sanguiacuteneo y desde alliacute son distribuidas hacia los tejidos que
las necesitan para formar las proteiacutenas consumidas durante el ciclo vital
Se sabe que de los 20 aminoaacutecidos proteicos conocidos 8 resultan indispensables (o esenciales) para
la vida humana y 2 resultan semi-indispensables Son estos 10 aminoaacutecidos los que requieren ser
incorporados al organismo en su cotidiana alimentacioacuten` Hay que destacar que si falta uno solo de
ellos (aminoaacutecidos esenciales) no seraacute posible sintetizar ninguna de las proteiacutenas en la que sea
requerido dicho aminoaacutecido Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutricioacuten
seguacuten cual sea el aminoaacutecido limitante
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En esta imagen puede verse la foacutermula de los 20 aminoaacutecidos maacutes importantes en color negro la
parte comuacuten mientras que en color azul puede verse la parte variable que da a los aminoaacutecidos
distinto comportamiento
LOS PEacutePTIDOS Y EL ENLACE PEPTIacuteDICO
Los peacuteptidos estaacuten formados por la unioacuten de aminoaacutecidos mediante un enlace peptiacutedico
Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoaacutecido y el grupo amino
del siguiente dando lugar al desprendimiento de una moleacutecula de agua
Asiacute pues para formar peacuteptidos los aminoaacutecidos se van
enlazando entre siacute formando cadenas de longitud y secuencia
variable Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos
convencionales como
Oligopeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es menor de 10
Dipeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 2
Tripeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 3
Tetrapeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 4 etc
Polipeacuteptidos o cadenas polipeptiacutedicas- si el n ordm de aminoaacutecidos es mayor de 10
Si la hidroacutelisis de una proteiacutena produce uacutenicamente aminoaacutecidos la proteiacutena se denomina simple Si en
cambio produce otros compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos denominados grupo prosteacutetico la proteiacutena
se llama conjugada
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEIacuteNAS
La organizacioacuten de una proteiacutena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados
estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria y estructura cuaternaria Cada una
de estas estructuras informa de la disposicioacuten de la anterior en el espacio
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena Nos indica queacute aminoaacutecidos
componen la cadena polipeptiacutedica y el orden en que dichos aminoaacutecidos se encuentran La funcioacuten de
una proteiacutena depende de su secuencia y de la forma que eacutesta adopte
Estructura Secundaria
La estructura secundaria es la disposicioacuten de la secuencia de aminoaacutecidos en el espacio Los
aminoaacutecidos a medida que van siendo enlazados durante la siacutentesis de proteiacutenas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces adquieren una disposicioacuten espacial estable
la estructura secundaria
Existen dos tipos de estructura secundaria
1 La a(alfa)-heacutelice
2 La conformacioacuten beta o laacutemina β
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre siacute misma la estructura primaria Se
debe a la formacioacuten de enlaces de hidroacutegeno entre el -C=O de un aminoaacutecido y el -NH- del cuarto
aminoaacutecido que le sigue
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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En esta imagen puede verse la foacutermula de los 20 aminoaacutecidos maacutes importantes en color negro la
parte comuacuten mientras que en color azul puede verse la parte variable que da a los aminoaacutecidos
distinto comportamiento
LOS PEacutePTIDOS Y EL ENLACE PEPTIacuteDICO
Los peacuteptidos estaacuten formados por la unioacuten de aminoaacutecidos mediante un enlace peptiacutedico
Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoaacutecido y el grupo amino
del siguiente dando lugar al desprendimiento de una moleacutecula de agua
Asiacute pues para formar peacuteptidos los aminoaacutecidos se van
enlazando entre siacute formando cadenas de longitud y secuencia
variable Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos
convencionales como
Oligopeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es menor de 10
Dipeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 2
Tripeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 3
Tetrapeacuteptidos- si el n ordm de aminoaacutecidos es 4 etc
Polipeacuteptidos o cadenas polipeptiacutedicas- si el n ordm de aminoaacutecidos es mayor de 10
Si la hidroacutelisis de una proteiacutena produce uacutenicamente aminoaacutecidos la proteiacutena se denomina simple Si en
cambio produce otros compuestos orgaacutenicos o inorgaacutenicos denominados grupo prosteacutetico la proteiacutena
se llama conjugada
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEIacuteNAS
La organizacioacuten de una proteiacutena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados
estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria y estructura cuaternaria Cada una
de estas estructuras informa de la disposicioacuten de la anterior en el espacio
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena Nos indica queacute aminoaacutecidos
componen la cadena polipeptiacutedica y el orden en que dichos aminoaacutecidos se encuentran La funcioacuten de
una proteiacutena depende de su secuencia y de la forma que eacutesta adopte
Estructura Secundaria
La estructura secundaria es la disposicioacuten de la secuencia de aminoaacutecidos en el espacio Los
aminoaacutecidos a medida que van siendo enlazados durante la siacutentesis de proteiacutenas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces adquieren una disposicioacuten espacial estable
la estructura secundaria
Existen dos tipos de estructura secundaria
1 La a(alfa)-heacutelice
2 La conformacioacuten beta o laacutemina β
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre siacute misma la estructura primaria Se
debe a la formacioacuten de enlaces de hidroacutegeno entre el -C=O de un aminoaacutecido y el -NH- del cuarto
aminoaacutecido que le sigue
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEIacuteNAS
La organizacioacuten de una proteiacutena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados
estructura primaria estructura secundaria estructura terciaria y estructura cuaternaria Cada una
de estas estructuras informa de la disposicioacuten de la anterior en el espacio
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena Nos indica queacute aminoaacutecidos
componen la cadena polipeptiacutedica y el orden en que dichos aminoaacutecidos se encuentran La funcioacuten de
una proteiacutena depende de su secuencia y de la forma que eacutesta adopte
Estructura Secundaria
La estructura secundaria es la disposicioacuten de la secuencia de aminoaacutecidos en el espacio Los
aminoaacutecidos a medida que van siendo enlazados durante la siacutentesis de proteiacutenas y
gracias a la capacidad de giro de sus enlaces adquieren una disposicioacuten espacial estable
la estructura secundaria
Existen dos tipos de estructura secundaria
1 La a(alfa)-heacutelice
2 La conformacioacuten beta o laacutemina β
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre siacute misma la estructura primaria Se
debe a la formacioacuten de enlaces de hidroacutegeno entre el -C=O de un aminoaacutecido y el -NH- del cuarto
aminoaacutecido que le sigue
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposicioacuten de la estructura secundaria de un polipeacuteptido al
plegarse sobre siacute misma originando una conformacioacuten globular
En definitiva es la estructura primaria la que determina cuaacutel seraacute la secundaria y por tanto la
terciaria
Esta conformacioacuten globular facilita la solubilidad en agua y asiacute realizar funciones de transporte
enzimaacuteticas hormonales etc
Esta conformacioacuten globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales
R de los aminoaacutecidos Aparecen varios tipos de enlaces
Por puente disulfuro entre los radicales de aminoaacutecidos que tiene azufre
Por puentes de hidroacutegeno
Por puentes eleacutectricos
Por interacciones hifroacutefobas
Estructura Cuaternaria
Esta estructura informa de la unioacuten mediante enlaces deacutebiles (no covalentes) de varias cadenas
polipeptiacutedicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico Cada una de estas cadenas
polipeptiacutedicas recibe el nombre de protoacutemero
PROPIEDADES DE PROTEIacuteNAS
Desnaturalizacioacuten
Consiste en la peacuterdida de la estructura terciaria por romperse los puentes que forman dicha
estructura Todas las proteiacutenas desnaturalizadas tienen la misma conformacioacuten muy abierta y con
una interaccioacuten maacutexima con el disolvente por lo que una proteiacutena soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita
La desnaturalizacioacuten se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito)
variaciones del pH En algunos casos si las condiciones se restablecen una proteiacutena desnaturalizada
puede volver a su anterior plegamiento o conformacioacuten proceso que se denomina renaturalizacioacuten
FUNCIONES
Las proteiacutenas desempentildean distintas funciones en los seres vivos como se observa en la tabla
siguiente
Tipos Ejemplos Localizacioacuten o funcioacuten
Enzimas Aacutecido-graso-sintetosa Cataliza la siacutentesis de aacutecidos grasos
Reserva Ovoalbuacutemina Clara de huevo
Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxiacutegeno en la sangre
Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrantildeas
Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa
Estructurales Colaacutegeno Tendones cartiacutelagos pelos
Contraacutectiles Miosina Constituyente de las fibras musculares
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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AacuteCIDOS NUCLEICOS
DEFINICIOacuteN
Los aacutecidos nucleicos son macromoleacuteculas constituidas por la unioacuten mediante enlaces quiacutemicos
de unidades menores llamadas nucleoacutetidos Los aacutecidos nucleicos son compuestos de elevado peso
molecular que estaacuten presentes en el nuacutecleo de las ceacutelulas (tambieacuten en determinados orgaacutenulos como
mitocondrias y cloroplastos) Son las moleacuteculas encargadas de almacenar transmitir y expresar la
informacioacuten geneacutetica Existen dos tipos ADN (aacutecido desoxirribonucleico) y ARN (aacutecido ribonucleico)
presentes ambos en toda clase de ceacutelulas animales vegetales o bacterianas
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS AacuteCIDOS NUCLEICOS
Nucleoacutetidos
Estaacuten formados por la unioacuten de una base nitrogenada
una pentosa y una moleacutecula de aacutecido fosfoacuterico (H3 PO4)
Bases nitrogenadas Compuestos ciacuteclicos formados
por carbono y nitroacutegeno Existen dos tipos
Bases pirimidiacutenicas derivadas de la pirimidina Son la citosina (C) que se encuentra tanto en el ADN como en el ARN la timina (T) que se presenta soacutelo en el ADN y el uracilo (U) componente
del ARN
Bases puacutericas derivadas de la purina Las maacutes importantes son la adenina (A) y la guanina (G) Las
dos en ambos tipos de aacutecidos nucleicos
Pentosa ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN
Aacutecido ortofosfoacuterico (H3 PO4) se encuentran en forma de ion fosfato
Nucleoacutesido
La unioacuten de una pentosa con una base nitrogenada forma un nucleoacutesido El enlace se forma
entre el carbono anomeacuterico del azuacutecar y uno de los nitroacutegenos de la base nitrogenada En la unioacuten se
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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forma una moleacutecula de agua Este enlace recibe el nombre de enlace N-glucosiacutedico
Si la pentosa es una ribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina guanina citosina y uracilo Si
la pentosa es un desoxirribosa tienen como bases
nitrogenadas la adenina citosina guanina y timina Se
nombra antildeadiendo la terminacioacuten -osina si derivan de
una base puacuterica o -idina se eacutesta es pirimidiacutenica al
nombre de la base que lo forma adenosina guanosina
citidina timidina etc
Los nucleoacutetidos se forma por la unioacuten de un
nucleoacutesido con el aacutecido fosfoacuterico esta se produce
mediante la esterificacioacuten del azuacutecar por el aacutecido
fosfoacuterico Es una unioacuten fosfoeacutester entre un OH del
aacutecido fosfoacuterico y el OH situado en el carbono 5 del azuacutecar con formacioacuten de una moleacutecula de agua
Seguacuten el azuacutecar sea la ribosa o la desoxirribosa tendremos ribonucleoacutetidos o desoxirribonucleoacutetidos
La nomenclatura de los nucleoacutetidos es compleja Los nucleoacutetidos se nombran como el
nucleoacutesido del que proceden eliminando la a final y antildeadiendo la terminacioacuten monofosfato por
ejemplo adenosin monofosfato
Al grupo fosfato de los nucleoacutetidos monofosfato puede unirse un segundo fosfato y a eacuteste
un tercero para formar los nucleoacutetidos mono- di- y trifosfatos (AMP ADP y ATP)
La unioacuten de dos nucleoacutetidos mediante enlaces
fosfodiester (entre el OH del aacutecido fosforito de un
nucleoacutetido y el OH del carbono 3 del siguiente formaacutendose
una moleacutecula de agua) da lugar a un dinucleoacutetido si se une
varios forman un polinucleoacutetido
Los aacutecidos nucleicos son precisamente largas cadenas
polinucleoacutetidicas
NUCLEOacuteTIDOS NO NUCLEICOS
No forman parte de los aacutecidos nucleicos se
encuentran libres en las ceacutelulas e intervienen en el
metabolismo y en su regulacioacuten de enzimas aportando
energiacutea quiacutemica en las reacciones celulares como
coenzimas o como intermediarios activos en la siacutentesis de biomoleacuteculas Entre estos tenemos
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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Adenosiacuten trifosfato (ATP) actuacutea como coenzima en diversas reacciones metaboacutelicas
implicadas en la transferencia de fosfato y energiacutea siendo el intermediario energeacutetico celular por
excelencia Al hidrolizarse a ADP+P libera la energiacutea que es utilizada por la ceacutelula para realizar
diversas funciones como movimiento siacutentesis de moleacuteculas produccioacuten de calor transmisioacuten
nerviosa transporte activo etc Por tanto en los seres vivos actuacutean como un almaceacuten de energiacutea
El NAD (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) y el FAD (flaviacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido) son dinucleoacutetidos
formados por la unioacuten de un nucleoacutetido de adenina a un nucleoacutetido de nicotinamida y flavina
respectivamente y el NADP (nicotiacuten-adeniacuten-dinucleoacutetido fosfato) posee ademaacutes un fosfato actuacutean
como coenzimas en procesos metaboacutelicos de transferencia de electrones (reaccioacuten de oacutexido-
reduccioacuten) Estas coenzimas actuacutean aceptando o cediendo electrones (reducieacutendose u oxidaacutendose) al
tiempo que el sustrato se oxida o reduce ejemplo
El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones cataboacutelicas mientras que el NADPH lo hace con
las que catalizan reacciones de biosiacutentesis
AacuteCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
El ADN es un poliacutemero lineal formado por desoxirribonucleoacutetidos de adenina guanina
citosina y timina
El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles presentan estructuras primaria y secundaria
aunque asociado o no a proteiacutenas nucleares adoptan
estructuras super-enrolladas que equivalen a una
estructura terciaria
Estructura primaria
Es la secuencia de nucleoacutetidos de una cadena o hebra
Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es
suficiente con los nombres de las bases o su inicial (A T
C G) en su orden correcto y los extremos 5 y 3 de la
cadena nucleotiacutedica Asiacute por ejemplo
5ACGTTTAACGACAAGTATTAAGACAAGTATTAA3
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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Estructura secundaria
De acuerdo con el modelo de doble heacutelice propuesto por Watson y Crick la estructura
secundaria del ADN consiste en
Una doble heacutelice formada por dos cadenas helicoidales de polinucleoacutetidos enrolladas la una
alrededor de la otra a lo largo de un eje imaginario comuacuten
El enrollamiento es dextroacutegiro (sentido de las agujas del reloj)
Las cadenas son antiparalelas se disponen en sentido opuestos Una va en sentido 3rarr5 y
la otra en sentido 5rarr 3
Las bases nitrogenadas se situacutean en el interior de la doble heacutelice mientras que el azuacutecar (la
pentosa) y el aacutecido fosfoacuterico forman el esqueleto externo los planos de las bases quedan
perpendiculares al eje de la heacutelice
Las dos cadenas estaacuten unidas por puentes de hidroacutegenos formados entre los pares
adenina-timina (A=T) dos puentes y guanina-citosina (GequivC) tres puentes Esta correspondencia entre
las bases explica el hecho de que las dos cadenas de la doble heacutelice posean secuencias
complementarias
Esta estructura secundaria
hace posible explicar el papel del ADN
como moleacutecula que posee el mensaje
geneacutetico capaz de duplicarse o
replicarse para transmitir este mensaje
a las dos ceacutelulas hijas y transcribir por
otra parte este mensaje para formar
moleacuteculas de ARN responsables de la
siacutentesis de proteiacutenas Estas dos
importantes funciones se basan como
veremos maacutes adelante en la
complementariedad de sus bases
Estructura terciaria
La disposicioacuten que adopta la
doble heacutelice de ADN al asociarse con
proteiacutenas se conoce como estructura
terciaria Vista al microscopio parece la estructura de un collar de perlas
FUNCIONES DEL ADN
El ADN contiene la informacioacuten celular heredable es decir informacioacuten geneacutetica que se transmite en la reproduccioacuten El modelo de la doble heacutelice permite comprender coacutemo puede
desempentildear esta funcioacuten atendiendo a las caracteriacutesticas que requiere esta misioacuten 1ordm capacidad de replicacioacuten 2ordm capacidad de contener informacioacuten y 3ordm posibilidad de mutacioacuten
La replicacioacuten de la moleacutecula original para formar dos moleacuteculas hijas ideacutenticas se explica
mediante la complementariedad de las bases si las dos cadenas se separan cada una puede servir de
molde para la siacutentesis de una nueva cadena complementaria De esa manera la informacioacuten geneacutetica
en la secuencia de bases puede transmitirse fielmente
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
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aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
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La informacioacuten estaacute contenida en la secuencia de bases Una determinada secuencia de
nucleoacutetidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoaacutecidos de acuerdo con
la hipoacutetesis ldquoun gen-una enzimardquo Mediante el proceso de transcripcioacuten se transfiere la informacioacuten
(secuencia de bases) a otra moleacutecula el ARNm (mensajero) que traslada sus oacuterdenes al citoplasma
donde los ribosomas traducen esta informacioacuten fabricando una determinada cadena polipeptiacutedica
ARN AacuteCIDO RIBONUCLEICO
El Aacutecido Ribonucleico estaacute constituido por la unioacuten de nucleoacutetidos formados por la pentosa Ribosa y
no aparece la base nitrogenada timina que es sustituida por el uracilo
Los nucleoacutetidos se unen formando una cadena con una ordenacioacuten en la que el primer nucleoacutetido tiene
libre el carbono 5rsquo de la pentosa El uacuteltimo nucleoacutetido tiene libre el carbono 3rsquo Por ello se dice que
la ordenacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos va desde 5rsquo a 3rsquo
En la ceacutelula aparecen cuatro tipos de ARN con distintas funciones que son el ARN mensajero el
ARN ribosoacutemico el ARN transferente y el ARN heteronuclear
ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal que contiene la informacioacuten copiada del ADN para sintetizar una proteiacutena Se forma en
el nuacutecleo celular a partir de una secuencia de ADN Sale del nuacutecleo y se asocia a ribosomas donde se
construye la proteiacutena A cada tres nucleoacutetidos (codoacuten) corresponde un aminoaacutecido distinto Asiacute la
secuencia de aminoaacutecidos de la proteiacutena estaacute configurada a partir de la secuencia de los nucleoacutetidos
del ARNm
ARN ribosoacutemico (ARNr)
El ARN ribosoacutemico o ribosomal unido a proteiacutenas de caraacutecter baacutesico forma los ribosomas Los
ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoaacutecidos para formar proteiacutenas a
partir de la informacioacuten que transmite el ARN mensajero Hay dos tipos de ribosomas el que se
encuentra en ceacutelulas procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos y el que se encuentra
en el hialoplasma o en el retiacuteculo endoplaacutesmico de ceacutelulas eucariotas
ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente o soluble es un ARN no
lineal En eacutel se pueden observar tramos de doble
heacutelice intracatenaria es decir entre las bases
que son complementarias dentro de la misma
cadena Esta estructura se estabiliza mediante
puentes de Hidroacutegeno
Ademaacutes de los nucleoacutetidos de Adenina Guanina
Citosina y Uracilo el ARN transferente presenta
otros nucleoacutetidos con bases modificadas Estos
nucleoacutetidos no pueden emparejarse y su
existencia genera puntos de apertura en la heacutelice
produciendo bucles
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos) En
uno de ellos (1 en la figura) aparece una secuencia
de tres nucleoacutetidos denominada anti codoacuten Esta
secuencia es complementaria con una secuencia
del ARNm el codoacuten En el brazo opuesto (2 en la
figura) en el extremo 3 de la cadena se une un
COLEGIO SAN BUENAVENTURA DEP DE BIOLOGIacuteA Y PP CAPUCHINOS ndash MURCIA GEOLOGIacuteA
aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN
COLEGIO SAN BUENAVENTURA DEP DE BIOLOGIacuteA Y PP CAPUCHINOS ndash MURCIA GEOLOGIacuteA
aminoaacutecido especiacutefico predeterminado por la
secuencia de anti codoacuten La funcioacuten del ARNt
consiste en llevar un aminoaacutecido especiacutefico al
ribosoma En eacutel se une a la secuencia
complementaria del ARNm mediante el anti
codoacuten A la vez transfiere el aminoaacutecido
correspondiente a la secuencia de aminoaacutecidos
que estaacute formaacutendose en el ribosoma
ARN heteronuclear (ARNhn)
El ARN heteronuclear o heterogeacuteneo
nuclear agrupa a todos los tipos de ARN
que acaban de ser transcritos (pre-
ARN) Son moleacuteculas de diversos
tamantildeos
Este ARN se encuentra en el nuacutecleo de
las ceacutelulas eucariotas En ceacutelulas
procariotas no aparece
Su funcioacuten consiste en ser el precursor
de los distintos tipos de ARN