funciones quimicas y biopolimeros 02-11
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BIOELEMENTOS, BIOMOLECULAS INORGANICAS Y EL AGUA
Niveles de organizacin de los seres vivos
Los seres vivos estn constituidos por:Atomos del mismo elemento: bioelemento Atomos enlazados Molculas: orgnicas e inorgnicas
Complejos macromoleculares
Macromolcula: polisacridos, lpidos, protenas ,cidos nucleicos
BIOELEMENTOSH Li Na K Rb Cs Fr Be Mg Ca Sr Ba Ra Sc Y La Ac * ** Ti Zr Hf Rf V Nb Ta Db Cr Mo W Sg Mn Tc Re Bh Fe Ru Os Hs Co Rh Ir Mt Ni Pd Pt Ds Cu Ag Au Rg Zn Cd Hg B Al Ga In Tl C Si Ge Sn Pb N P As Sb Bi O S Se Te Po F Cl Br I At He Ne Ar Kr Xe Rn
* **
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Pm Np
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Eu Am
Gd Cm
Tb Bk
Dy Cf
Ho Es
Er Fm
Tm Md
Yb No
Lu Lr
Los cuatro Elementos elementos bsicos importantes del organismo
Elementos traza esenciales
No se sabe si funcionan en el organismo
BIOELEMENTOS Elementos qumicos que constituyen los seres vivos.CLASIFICACION SEGN SU ABUNDANCIA
PRIMARIOS C,H,O, N 99.3%
SECUNDARIOS Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg, Fe: 0.6%
OLIGOELEMENTOS Mn, I, Zn, Mo, Se, Co, F, B, Si Trazas:< 0.1%
Bioqumica. Lozano.
BIOELEMENTOSCLASIFICACION SEGN FUNCION EN EL ORGANISMO
PLASTICA, ESTRUCTURAL H, O, C, N , P, S Estructura
CATALITICA Fe, Co, Cu, I Reacciones bioqumicas
ESQUELETICA Ca, Mg, P ,F, Si Rigidez
ENERGIA C, O , H , P, N Molculas, energa
OSMOTICA Y ELECTROLITICA Na+, K+ y ClRegulacin, fenmenos osmticos
OLIGOELEMENTOS ESENCIALES Y DEFICIT CARENCIAL Cobalto (Co) Cobre (Cu) Flor (F) MolibdenoAnemia, retraso del crecimiento Anemia, defectos esquelticos, degeneracin del SNC, desmielinizacin, lesiones cardiovasculares. Caries, altera sea Anormalidades neurolgicas severas, desplazamiento del cristalino de los ojos, deficiencia mental, excrecin aumentada de algunos compuestos y reduccin de los niveles de sulfato y urato en la orina y en el suero sanguneo. Retraso del crecimiento Cardiomiopatas, artritis deformante Bocio Inapetencia, retraso del crecimiento, problemas de cicatrizacin.
Maganeso (Mn) Selenio (Se) Yodo (I) Zinc (Zn)
BIOELEMENTOSEnlaces inicos, covalentes. Fuerzas intermoleculares
BIOMOLECULASSon las molculas constituyentes de los seres vivos.
geometra)
sustancias qumicas que no contiene carbono, excepto: CO2, HCO3- (efectos polaridad y
INORGANICAS:
BIOMOLECULAS ORGANICAS:sustancias qumicas que contiene carbono.
Agua Gases: O2, Sales: aniones: PO4-3, cationes: NH4+
Carbohidratos: glucosa, glucgeno. Lpidos: cidos grasos, colesterol, triglicridos. Protenas: enzimas, hemoglobina Acidos nuclicos: ADN, ARN Metabolitos: cido pirvico, cido lctico Vitaminas: A, B, C, D, E
FUERZAS INTERMOLECULARES
A. FUERZAS
ELECTROSTTICAS
B. Puentes de Hidrgeno
C. FUERZA HIDROFOBA 4
Asociacin de dos grupo proteicos inicos de cargas opuestas: Par ion o puente salino
FUERZAS DE VAN DER WAALS
Interacciones dipolo dipolo: -Permanentes -Inducidas Fuerza de dispersin de London
Interacciones inicas dbiles
Interacciones ms dbiles Estabilizan en grado significativo las estructuras proticas
ms dbiles que las anteriores
Da poca estabilidad a las protenasVoet, Voet. Bioqumica
D. PUENTES DISULFURO5
EL PAPEL CENTRAL DEL CARBONOLA QUMICA DE LOS ORGANISMOS VIVOS ES LA QUMICA DE LOS COMPUESTOS QUE CONTIENEN CARBONO O SEA, LOS COMPUESTOS ORGNICOS. PROPIEDADES DEL CARBONO Nmero atmicoMasa atmica Configuracin electrnica Nmero de electrones externos Electronegatividad Energa de enlace
612.01 1s22s22p2 4 2.5 356 kJ/mol
EL PAPEL CENTRAL DEL CARBONO
Tiene 4 electrones de valencia lo que le permite compartir cada uno de estos electrones con otro tomo, formando enlaces covalentes hasta con cuatro tomos.
COMPUESTOS ORGANICOS GRUPOS FUNCIONALES Atomos o grupos de tomos cuya presencia en una molcula le confieren a esta propiedades especficas y un comportamiento qumico caracterstico, independiente del resto de la molcula. Las propiedades qumicas, permite clasificar los compuestos organicos en las diferentes familias o clases de compuestos llamados grupos funcionales
CLASIFICACION DE LOS COMPUESTOS ORGANICOSCOMPUESTOS ORGANICOS
1. HIDROCARBUROS
2. DERIVADOS DE HIDROCARBUROS
ALCANOS R- H
ALCOHOLES Y DERIVADOS ROH, ROR, A-OH
ALQUENOS R-CH=CH-R
COMPUESTOS CARBONILICOS: RCHO, RCOR
ALQUINOS RC|R-C
ACIDOS Y SUS DERIVADOS: RCOOH, RCOOR
AROMATICOS AMINAS: RNH2, R2NH, R2N
HALOGENUROS DE ALQUILO: RX
Grupo funcional Grupo hidroxilo
Familia Alcohol Aldehdo
Frmula R-OH R-C(=O)H R-C(=O)-R' R-COOH R-COO-R' R-NR2
Estructura
Grupo carbonilo Cetona Grupo carboxilo Grupo acilo cido carboxlico Ester Amina amino Amida Grupo sulfidrilo Grupo fosfato Tiol Fosfato R-C(=O)N(-R')-R" -SH P(=O)(OH)2R-SH
CLASIFICACION DE BIOMOLECULASCARBOHIDRATOS LIPIDOS PROTEINAS ACIDOS NUCLEICOS
MONOMEROS
MONOSACARIDOS
ACIDOS GRASOS
AMINOACIDOS
NUCLEOTIDOS
POLIMEROS
DISACARIDOS OLIGOSACARIDOS POLISACARIDOS
DIGLICERIDOS TRIGLICERIDOS
POLIPEPTIDO PROTEINAS
ADN ARN
COLESTEROL
NO LOS FORMA
CARBOHIDRATOS UNIDADES MONOMERICAS Polihidroxialdehdos (aldehdo en el extremo )( polihidroxicetonas en el aldehdo interior (cetonas) Dentro de algunas de sus funciones principales: Fuente inmediata de energa Reserva energtica: hgado, msculos. Precursor para otras biomolculas Papel estructural.
CARBOHIDRATOS UNIDADES MONOMERICAS
CARBOHIDRATOS: DE MONOMEROS A POLIMEROSMONOMEROS POLIMEROS
MONOSACARIDOS
POLISACARIDOSEnlace glucosdico
Ejm: glucosa, fructosa, galactosa Triosas, tetrosas, pentosas, hexosas
LACTOSA:: glucosa + galactosa SACAROSA: glucosa + fructosa MALTOSA:: glucosa + glucosa
POLISACARIDOS: almidn. Glucgeno, celulosa, quitina
Oligosacridos
LIPIDOSLos lpidos incluyen a varias biomolculas cuya propiedad comn es la de la insolubilidad en el agua. LIPIDOS
1. SIMPLES NO ESTERIFICADOS Monmeros: cidos grasos Polmeros: ESTERES diglicridostriglicridos
2. COMPLEJOS
3. ISOPRENOIDES ESTEROIDES: colesterol
FOSFOLIPIDOS
GLICOLIPIDOS
TERPENOS
CONJUGADOS
RETINOLES
DERIVADOS DE IMPORTANCIA REGULADORA
LIPIDOS SIMPLESMONOMEROS
ACIDOS GRASOS
Enlaces esterPOLIMEROS DIGLICERIDOS, TRIGLICERIDOS
LIPIDOS COMPLEJOSBicapa lipdica
liposoma
LIPIDOS COMPLEJOS- BICAPAS- AGUA
Fuente: www.maph49.galeon.com/arn/euovrvw.gif
LIPIDOS ISOPRENOIDES: COLESTEROL- derivados
PROTEINASMONOMEROS
POLIMEROS
POLIPEPTIDO PROTEINAS Las protenas son polmeros creados a partir de monmeros llamados aminocidos. Hay 20 aminocidos, los cuales tienen propiedades diferentes
AMINOACIDOS Cada aminocido tiene un grupo amino y uno carboxilo, unidos por un tomo de carbono. Cada aminocido tiene un grupo caracterstico o grupo R (radical)
Colgeno
hemoglobina
MONOMEROS: AMINOACIDOSLos 20 radicales confieren a los aminocidos propiedades diferentes, incluyendo la solubilidad en la agua. Algunos radicales son no polares; los otros son polares, positiva o negativamente cargados.
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MONOMEROS
POLIMEROS
AMINOACIDOS
Enlace peptdico
POLIPEPTIDO PROTEINAS
El enlace peptdico que une a los aminocidos es una de las ms fuertes uniones, por tener enlaces covalentes.
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Estructura de las protenasLa sntesis de los polipptidos es una unin secuencial de aminocidos (estructura primaria), dependiendo de esta secuencia puede tomar varias estructuras
Fuente: www.maph49.galeon.com/arn/euovrvw.gif
Estructura Primaria de las protenasLa estructura primaria es la secuencia de aminocidos en un polipptido, sin ninguna referencia a como la molcula se arregla en un espacio tridimensional.
Fuente: www.maph49.galeon.com/arn/euovrvw.gif
Estructura secundaria de la protenasLa estructura secundaria se refiere a arreglos regulares por los cuales los polipptidos se doblan en formas ms compactas, estabilizadas por puentes de hidrgeno.
Estructura terciaria de una protenaEn la estructura terciaria existen varios tipos de interacciones: El puente de hidrgeno permite relacionar diferentes sectores de los aminocidos que componen la cadena peptdica desde sus radicales polares Puentes salinos se presentan entre los radicales de los aminocidos cargados positivamente y negativamente. Uniones hidrofbicas, permite relacionar diferentes sectores de los aminocidos que componen la cadena peptdica desde sus radicales apolares Uniones covalentes de dos grupos SH de los radicales de aminocido cistena ya que en su radical contienen azufre
Subunidad de Fosfatasa alcalina
Estructura cuaternaria de las protenasAlgunas protenas contienen mltiples cadenas de polipptidos, dando como resultado la estructura cuaternaria. Se unen por los mismos tipos de uniones qumicas encontradas en la estructura terciaria, incluyendo una variedad de uniones dbiles y de los puentes de disulfuro.
ACIDOS NUCLEICOS
MONOMEROS
POLIMEROS
NUCLEOTIDOSuna molcula de anillo (base) que pertenece a las purinas o pirimidinas Un azcar de 5 carbonos o pentosa Uno o ms grupos fosfato
ACIDOS NUCLEICOS: ADN, ARN Los cidos nuclicos estn construidos por la polimerizacin de los nucletidos. Funcionan como molculas que almacenan y dan informacin para la produccin de secuencias de aminocidos.
MONOMEROS
POLIMEROS
NUCLEOTIDOS
ACIDOS NUCLEICOS: ADN, ARN
MONOMEROS
GRUPOS FOSFATOS Y NUCLEOTIDOS - Los nucletidos tienen uno, dos o tres grupos fosfato. Los nucletidos con dos o tres grupos fosfato son buenos donadores de energa. -Los grupos fosfato se unen por medio de enlaces fosfodister. Tambin pueden unirse a otras molculas, como los azcares
Cmo se relaciona el agua con biomolculas como: carbohidratos, lpidos, protenas, cidos nucleicos?
Relacin del agua con carbohidratosOH O OH OH OH OH
glucosa
Relacin del agua con aminocidos
Relacin del agua con aminocidos y protenas
Relacin del agua con lpidos
Relacin del agua con lpidos
Relacin con cidos nuclicos
FORMA Carbohidrato s Estructura: MEC: GAG, peptidoglicanos, Fosfolpidos y Colesterol en membranas, lipoprotenas Colgeno, actina, microtbulos, queratinas, vimentinas Ribosomas
ENERGIA Glucosa, disacridos, polisacridos, glucgeno cidos grasos= triglicridos
SEALES Glucoprotenas de membrana: receptores Prostaglandinas, tromboxanos
EVOLUCION Glucolpidos: grupos sanguneos
Lipidos
Protena
Enzimas, transportadores de electrones, canales, bombas ATP, ADP
Hormonas, receptores, segundos mensajeros AMP, AMPc
Modificaciones postranscripcion ales: epigentica ADN, ARNt, r, mi
Nucletidos Acidos nucleicos