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Tipos Celulares Básicosy BioMoléculas

Manuel J. GómezLaboratorio de Bioinformática

Centro de Astrobiología INTA-CSIC

Organismos acelularesVirusViroides

Organismos celulares,super-reinos:

EucaryotaBacteria (eubacterias)Archaea (arquebacterias)

Célula ProcariotaBacteria y ArchaeaEscherichia coli, E. coli, EcoMembrana, Citoplasma

Célula EucariotaMembrana, CitoplasmaNucleo, Orgánulos

Golgi, REMitocondria, CloroplastoTeoría endosimbiótica

VirusCapside, ProteínasADN, ARNParásitos

Biomoléculas

H2O / Sales minerales

Moléculas Macromoléculas

MONOSACARIDOS POLISACARIDOS

ACIDOS GRASOS GRASAS/LIPIDOS

AMINOACIDOS PROTEINAS

NUCLEOTIDOS ACIDOS NUCLEICOS

La molecula de AGUA es DIPOLAR.Por eso, diferentes moléculaspueden unirse por PUENTES DEHIDROGENO.Los ángulos de enlace se explicanpor los orbitales atómicos deloxigeno.

Biomoléculas







HIDRATOS DE CARBONO(CH2O)n. Moléculaslineales o ciclicas.

MonosacáridosDisacáridosPolisacáridos

Uno puede encontrarglúcidos en:Almidón,Celulosa, Glucógeno,Quitina, ADN, ARN,Proteínas.

D-Glucosa

Glicerol

QuitinaSacarosa

Glucógeno

Celulosa

Biomoléculas







LípidosFosfolípidosMembranas

Los FOSFOLIPIDOS son una clase muy común de lípidos.Son los principales constituyentes de las membranas biológicas.Tienen una cabeza polar y una cola hidrofóbica, por lo que se dice que tienen caracter ANFIPATICO.

FosfolípidosAcidos GrasosHidrofóbico = apolarHidrofílico = polarAnfipáticos

Fosfolípidos en unabicapa lipídica, comolas que forman parte delas membranas celulares.

LípidosAnfipáticosMonocapa lipídicaMicelasDetergentes

Colesterol

Membrana biológicaBicapa lipídicaLípidos anfipáticos, Proteínas integrales y periféricasSeparación Espacio Extracelular : CitoplasmaBarrera de permeabilidadTransportadores y Poros

Membranas, donde: Citoplásmica Nuclear Mitocondrias Cloroplastos Golgi Retículo endoplásmico Vesiculas

Biomoléculas







α

Las PROTEINAS estánhechas de aminoácidos.Todos los aminoácidostienen un grupo AMINO(NH2), un grupo ACIDO(COOH) y una cadenalateral (R) que esdiferente en cada unode los 20 tipos deaminoácidos.

20 aminoácidosCadenas lateralesApolaresPolaresAcidosBásicos

Enlace peptídicoPéptidosProteínasExtremo aminoExtremo carboxilo

Enlace peptídicoFormas resonantes

Ejemplo de proteínaformada por cuatroaminoácidos.

La secuencia deaminoácidos puederepresentarse comouna cadena de letrasen un codigo de trescaracteres o uncaracter.

Estructura: Primaria, SecundariaTerciaria y Cuaternariaα-helices, β-sheet, turns, loopsDominios

α-hélicePuentes de Hidrógeno3.6 aa por vuelta

α-hélice, ribbonCadenas lateralesorientadas haciaafuera

β-sheet β-strand Paralelas Anti-paralelasCadenas lateralesalternando lado

Estructuras

Proteínas, donde y qué: solubles, de membrana, transportadores, enzimas, estructurales, contráctiles

Enzimas,Binding site,Centro activo

Electroforesis, SDS PAGEGel de PoliacrilamidaSDSMigraciónCampo eléctricoSeparación por tamaño(peso molecular, MW, dalton)TinciónMarcaje radioactivo

2D electrophoresisElectroforesis bidimensional,Separación por:

1-punto Isoelectrico, pI (IEF)2-tamaño (SDS PAGE)

Detergentes neutrosAnfolitos

Determinación EstructuralCristalografía de Rayos XResonancia magnética nuclear

Biomoléculas







Acidos NucléicosAcidos Nucléicos

El experimentode Griffith (1920),demostró laexistencia deuna “sustanciatransformante”que podíacambiar elfenotipo de unorganismo.

Los Nucleótidos estáncompuestos de:

FosfatoAzucar

Deoxiribosa (ADN)Ribosa (ARN)

Bases NitrogenadasPurinas

Adenina, AGuanina, C

PirimidinasCitosina, GTimina, T (ADN)Uracilo, U (ARN)

¿Habeis visto GATTACA?

ADN Y ARN !!ADN Y ARN !!

Los Acidos Nucleícos estánhechos de NUCLEOTIDOS.

Deoxi-ribosa

FosfatoGuanina

EJEMPLO: Desoxi - Guanidin Mono Fosfato, dGMP, G

Basesnitrogenadas

Fosfato

Azucar

El Acido Deoxiribonucleico (ADN, DNA) está formado por unadoble cadena de nucleótidos. Se dice que las cadenas sonCOMPLEMENTARIAS, porque las bases nitrogenadas estánenfrentadas (apareadas) según unas reglas fijas: A con T yC con G. Las cadenas tienen dirección (extremos 5' y 3') yson antiparalelas. Longitud en nucleótidos o en bp, Kb

ADNADN

Apareamiento debases nitrogenadasPu - PiG - CA - T (en DNA)A - U (en RNA)

Las dos cadenas están enrolladas una sobre la otra, formandouna doble hélice. La estructura del ADN fué descubierta pr Watsony Crick en 1953, por lo que les dieron el premio Nobel en 1962.Usaron datos de Rosalind Franklin, que injustamente no fuépremiada.

DNASurco mayorSurco menor

El genoma, o materialgenético, en bacteriófagos(virus come-bacterias)

Muchos procariotas tienen uncromosoma circular y plásmidos,que son otras moléculascirculares de ADN, mucho máspequeñas (flechas blancas en lafoto de la derecha).

El genoma, o material genético, en células procariotas

Eucariotas:CromosomasDNA mitocondrialDNA cloroplastos

El genoma, o material genético, en células eucariotas

Cromosoma mitótico descompactado de forma artificial

El Acido Ribonucleíco (ARN,RNA) está formado por unaúnica cadena de nucleótidos.Hay tres tipos de ARN:

mRNA, mensajerorRNA, ribosomaltRNA, de transferencia

Son muy importantes paralos procesos de:

TRANSCRIPCION

TRADUCCION

ARNARN

Electroforesis en geles deagarosa,poliacrilamida(secuenciación)

El material gráfico proviene de:

● Horton et al, Principles of Biochemistry, Prentice Hall

● Lewin, Genes VII, Oxford University Press● Access Excellence Graphics Gallery,

(www.accessexcellence.org)● www.bact.wisc.edu/Bact303/Bacteriology

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