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Erick Rojas R. - @mendel.studies
Biomoléculas orgánicas
RESUMEN
Biomoléculas
orgánicas
Erick Rojas Ramírez
@mendel.studies
Erick Rojas R. - @mendel.studies
Biomoléculas orgánicas
- Temario del resumen -
•
Ácidos nucleicos
o
ADN
o
Estructura del ADN
•
Proteínas
o
Enzimas
•
Carbohidratos y lípidos
o
Bioelementos
o
Carbohidratos
o
Lípidos
§
Ácidos grasos
I. Ácidos nucleicos
Son biomoléculas a las que se le atribuye la función de almacenar y transferir
información genética, se pueden distinguir dos tipos de ácidos nucleicos: ADN y ARN
Criterio de comparación
Ácidos Nucleicos
Elementos principales
C, H, O, N, P
(Carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo)
Unidades básicas de
construcción (Monómeros)
Nucleótidos
Tipo de enlace
•
Fosfodiéster
(Dentro de la hebra)
•
Puentes de hidrógeno
(Entre hebras)
Función biológica
Almacenar y transmitir la información genética
Ejemplos
ADN, ARN (Ácido desoxirribonucleico, Ácido
ribonucleico)
Estructura de un nucleótido
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Biomoléculas orgánicas
COMPONENTES DE UN NUECLEÓTIDO
•
Fosfato:
Se ubica en el carbono 5 de la pentosa y aportan la energía para que
se puedan formar enlaces entre nucleótidos. Estos enlaces se denominan
fosfodiéster.
•
Enlace fosfodiéster:
Une los nucleótidos del ADN o del ARN. Es un enlace
covalente que se produce entre un grupo hidroxilo (OH-) en el carbono 3’ y un
grupo fosfato (PO43-) en el carbono 5’ del nucleótido entrante “Se utilizan para
unir nucleótidos de manera vertical y formar una hebra de ADN”
•
Pentosas
•
Puentes de hidrógeno:
Se utilizan para unir nucleótidos de manera horizontal y
conformar la doble hélice
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Biomoléculas orgánicas
•
Bases nitrogenadas
Las distintas bases nitrogenadas se agrupan junto a su base complementaria, la
complementariedad de las bases es la clave de la estructura del ADN y tiene
importantes implicancias, pues permite procesos como la replicación del ADN y la
traducción del ARN en proteínas.
Complementariedad y numero de enlaces entre bases
•
Adenina Timina
(Doble enlace)
•
Citosina Guanina
(Triple enlace)
•
Adenina Uracilo (Doble enlace)
Uracilo
solamente se puede ubicar en caso de ARN
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Biomoléculas orgánicas
ADN
Bases
nitrogenadas
Adenina
Guanina
Citosina
Timina
Pentosa
Desoxirribosa
Características
• Corresponde a la
unión de muchos
nucleótidos
• Está formado por dos
cadenas conformando
una doble hélice
Funciones
Codifica la información
genética, guardando en
forma segura y fiel las
características de los
organismos
1.1.
ADN
El ADN es conocido como la molécula de la herencia que contiene la información
genética para organizar y dar forma a todos los organismos vivos.
El ácido desoxirribonucleico está compuesto por unidades más pequeñas llamadas
nucleótidos. Cada nucleótido está compuesto por un grupo fosfato, una pentosa o
azúcar (Desoxirribosa) y una base nitrogenada
También conocido como DNA, este ácido nucleico contiene toda la información
genética que se utiliza como instrucción para el desarrollo y funcionamiento de todos
los organismos vivos y algunos virus. Así mismo, esta molécula es la responsable de la
información hereditaria y se encarga de almacenar a largo plazo la información
necesaria para construir componentes de células y organismos.
El ADN es una molécula muuuuy poderosa…
Sabías que el primer capítulo de la serie de Netflix “
Biohackers
” fue
almacenado en ADN sintético, el cual al ser utilizado como centro
de almacenamiento permite una gran posibilidad de preservar
información por tiempo prolongado y de manera eficiente.
El ADN Es más impresionante de lo que crees…
Si quieres saber más… ¡Hay un video en YouTube que lo explica!
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Biomoléculas orgánicas
1.2. Estructura del ADN
• El ADN tiene forma de doble hélice,
compuesta por dos largos polímeros
de nucleótidos que se complementan
entre sí.
• Las pentosas y los grupos fosfatos
forman la parte externa de la hélice y
las bases nitrogenadas se encuentran
en el interior.
• Los puentes de hidrógeno están
encargados de enlazar cada base
nitrogenada con su complementaria.
• Complementariedad de las bases
nitrogenadas se debe a su número de
puentes de hidrógeno
• Cada cadena o hélice de nucleótidos
de disponen de forma antiparalela,
5’P (Fosfato) y 3’-OH.
Estructura primaria
Se trata de la secuencia de nucleótidos de
una de las cadenas de ADN. Como el primer
nucleótido tiene libre el carbono 5`y el
siguiente nucleótido tiene libre el carbono 3’,
se dice que la secuencia de nucleótidos se
ordena de 5’ a 3’ (5’→ 3’).
Estructura secundaria
Corresponde a una estructura de doble hebra
antiparalela (5’→3’) y (3’←5’) helicoidal,
donde ambas cadenas son complementarias
por sus bases (A=T y C=G).
Las vueltas de estas hélices se estabilizan
mediante puentes de hidrógeno.
Tip especial de mendelcito para ti
¿Te parece pesado el contenido?
Esta parte de biología tiende a ser un poco densa, por lo que
te recomiendo tomar pausar y estudiarla con calma
Intenta tomar tus propios apuntes… ¡Tú puedes hacerlo!
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Biomoléculas orgánicas
Estructura terciaria
El ADN unido a histonas genera la estructura
denominada Nucleosoma.
Cuatro tipos de histonas: H1, H2A, H2B, H3,
H4.
El nucleosoma se forma por un CORE
(Octámero compuesto por 8 histonas (H2A)2,
(H2B)2, (H3)2 y (H4)2). y un Linker (Formado
por un tramo de ADN que une un nucleosoma
con otro y una histona H1).
Estructura cuaternaria
Corresponde al enrollamiento que sufre el
conjunto de nucleosomas. Recibe el nombre
de solenoide. Los solenoides se enrollan
formando la cromatina.
Dinámica de la estructura del ADN
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Biomoléculas orgánicas
II. Proteínas
Criterio de comparación
Ácidos Nucleicos
Elementos principales
C, H, O, N, S
(Carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre)
Unidades básicas de
construcción (Monómeros)
Aminoácidos
Tipo de enlace
Peptídico
Niveles de organización
Cuatro estructuras (Primaria, secundaria, terciaria y
cuaternaria)
Fuentes en la dieta
Carnes rojas y blancas, lácteos, huevos, legumbres,
frutos secos, etc.
Estructura de un aminoácido
Dentro de los aminoácidos que forman parte de las proteínas, hay que distinguir entre
aminoácidos esenciales y no esenciales. Los primeros son aquellos que el cuerpo
humano no es capaz de sintetizar y debe obtener a través de la dieta; los segundos
pueden ser sintetizados por el cuerpo humano.
Radical
Carbono central
Grupo carboxilo
Grupo amino
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Biomoléculas orgánicas
Esenciales (No se sintetizan)
No esenciales (Se sintetizan)
Isoleucina (Ile, I)
Alanina (Ala, A)
Leucina (Leu, L)
Arginina (Arg, R)
Lisina (Lys, K)
Asparragina (Asn, N)
Metionina (Met, M)
Aspartato (Asp, D)
Fenilalanina (Phe, F)
Cisteína (Cys, C)
Treonina (Thr, T)
Glutamato (Glu, E)
Triptófano (Trp, W)
Glutamina (Gln, Q)
Valina (Val, V)
Glicina (Gly, G)
Histidina (His, H) (niños)*
Prolina (Pro, P)
Serina (Ser, S)
Tirosina (Tyr, Y)
Histidina (His, H) (adultos)*
Enlace peptídico
Es un enlace covalente que se forma por un proceso de condensación entre el grupo
carboxilo (-COOH) de un aminoácido y el grupo amino (-NH2) de otro aminoácido, el
cual libra una molécula de agua.
Niveles de organización de las proteínas
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Biomoléculas orgánicas
Estructura primaria
Se trata de la unión lineal de aminoácidos a
través de un enlace peptídico, como la
insulina.
Estructura Secundaria
Son los aminoácidos de la estructura
primaria interactuando entre sí, mediante
puentes de hidrógeno entre los grupos
amino y carboxilo de distintos aminoácidos.
Estructura Terciaria
Corresponde al plegamiento en el espacio
de la estructura
secundaria, a través
de interacciones
hidrofóbicas,
electroestáticas y
puentes disulfuro.
Las enzimas
corresponden a esta
estructura.
Estructura Cuaternaria
Es la interacción de dos o más estructuras
terciarias. Se puede definir como la
interacción
entre las
subunidades de
una proteína.
Un ejemplo de
esta estructura
es la
hemoglobina
.
Funciones de las proteínas
Función
Característica
Estructural
Forman parte de las membranas celulares, componen el
citoesqueleto y actúan como receptores.
Enzimática
Biocatalizadores de las reacciones químicas
Hormonal
Algunas son de naturaleza proteica como la insulina, glucagón,
hormona del crecimiento, u otras.
Defensa
Forman inmunoglobulinas o anticuerpos
Transporte
Transportadoras de gases respiratorios (Hemoglobina), de lípidos
en sangre (Lipoproteínas), en la membrana plasmática actuando
como carrier.
Contráctil
La actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de
la contracción muscular
Energética
Solo en condiciones extremas, por ejemplo, cuando los
carbohidratos y lípidos han sido utilizados. Es poco eficiente.
f
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Biomoléculas orgánicas
2.1. Enzimas
Las enzimas son catalizadores biológicos. La mayoría de ellas corresponden a
macromoléculas proteicas compuestas por una o varias cadenas polipeptídicas.
Algunas enzimas actúan solas y otras dependen de sustancias inorgánicas y orgánicas.
Características de las enzimas
• Reducen la energía de activación de las reacciones químicas
• Son eficientes, ya que se requieren en pequeñas cantidades
• No se ven alteradas químicamente una vez que catalizan la reacción
• No afectan el equilibrio de la reacción
• Presentan sitio activo
• Son específicas
• Están sujetas a regulación
Existen algunos ARN con actividad enzimática, conocidos como ribozimas.
Energía de activación:
Mínima cantidad de energía que se requiere para activar a
los átomos o moléculas y que puedan experimentar una reacción química
Actividad enzimática
1. Los sustratos
entran en el
sitio activo con
una orientación
específica.
2. El sitio activo
cambia de forma,
promoviendo la
reacción entre
los sustratos
3. Los
sustratos, ya
unidos, salen
de la enzima,
la enzima está
lista para otros
sustratos.
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Biomoléculas orgánicas
Modelos de unión enzima-sustrato
Modelo llave-cerradura
La enzima y el sustrato poseen
complementariedad geométrica. Es
decir, sus estructuras encajan
perfectamente una con la otra.
Modelo de ajuste inducido
Las enzimas son estructuras flexibles,
por lo que el sitio activo podría cambiar
su conformación estructural al
interaccionar con el sustrato, y de esta
forma la enzima podría realizar su
función catalítica.
Factores que afectan la velocidad de reacción
Concentración de sustrato
La velocidad
máxima que
alcanza una
reacción
dependerá de
la
concentración
de la enzima y
el sustrato,
por lo que a
medida que
aumenta la concentración del sustrato también
aumentará la velocidad de la reacción. Por otro
lado, una vez alcanzada cierta concentración
del sustrato todas las enzimas estarán siendo
utilizadas al máximo y ya no se obtendrá mayor
velocidad si se agrega mayor cantidad de
sustrato. Por lo que, si se ha alcanzado una
velocidad máxima el sistema se ha saturado
Temperatura y pH
La actividad de las enzimas dependerá de la
temperatura
y que el pH
sea
adecuado, ya
que cada
enzima tiene
una
temperatura
y pH en los
cuales la reacción es máxima (Valor óptimo).
A medida que se aleja de estos valores
(Aumentando o disminuyendo) disminuirá la
actividad enzimática. Por ejemplo, si se
aumenta la temperatura se producirá un
incremento de la energía cinética de las
moléculas, favoreciendo el choque entre la
enzima y el sustrato, como la inestabilidad de
los enlaces. Una vez alcanzadas ciertas
temperaturas más elevadas, las enzimas se
desnaturalizan y la velocidad de reacción
disminuye drásticamente.
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Biomoléculas orgánicas
III. Carbohidratos y lípidos
3.1. Bioelementos
Las características y propiedades de la materia viva tienen su origen en los átomos
que la componen, que son llamados bioelementos.
Bioelementos
% En la materia viva
Átomos
Primarios
96%
C, H, O, N, P, S
Secundarios
3,9%
Ca, Na, K, Cl, I, Mg, Fe
Oligoelementos
0,1%
Cu, Zn, Mn, Co, Mo, Ni, Si…
La mayor parte de las moléculas que componen los seres vivos contienen una base
de carbono.
Biomoléculas:
•
Biomoléculas orgánicas:
Moléculas formadas por un esqueleto de carbono e
hidrógeno
o Carbohidratos
o Lípidos
o Proteínas
o Ácidos nucleicos
•
Biomoléculas inorgánicas:
Moléculas inorgánicas que no presentan esqueleto
de carbono en su estructura
o
Sales minerales
Entre las funciones que caracterizan a las sales
minerales se encuentra:
§ Participar en la contracción muscular
(Ca
2+
)
§ Participar en el impulso nervioso
(Na
+
y K
+
)
§ Participar en la regulación de la presión sanguínea
(Na
+
)
§ Transportar oxígeno
(Fe
2+
)
§ Formar parte de la clorofila
(Mg
2+
)
o
Agua
Son propiedades del agua:
§ Gran capacidad disolvente
§ Alta tensión superficial
§ Capilaridad
§ Alto calor específico
§ Alto calor de vaporización
§ Punto de ebullición de 100ºc y congelación 0ºc
§ Densidad máxima a 4ºc
§ Capacidad de disociación
o
Gases
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Biomoléculas orgánicas
3.2. Carbohidratos
Criterio de comparación
Ácidos Nucleicos
Elementos principales
C, H, O
(Carbono, hidrógeno, oxígeno)
Unidades básicas de
construcción (Monómeros)
Monosacáridos
Ej. Glucosa
Tipo de enlace
Glucosídico
Clasificación
1. Monosacáridos
2. Disacáridos
3. Oligosacáridos
4. Polisacáridos
Función biológica
Energética a corto plazo, reserva y estructural
Fuentes en la dieta
Origen animal:
Leche y sus derivados
Origen vegetal:
Legumbres, cereales, harinas,
verduras y frutas
Ejemplos
Glucosa, fructosa, maltosa, glucógeno, celulosa, etc.
Monosacáridos
Hexosas
Poseen seis carbonos en su estructura
Pentosas
Poseen cinco carbonos en su estructura
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Sin duda el mejor consejo que puedes recibir cuando estudias
ciencias es relacionar todo lo que estás leyendo con alguna
experiencia personal o algo que alguna vez hayas escuchado…
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Biomoléculas orgánicas
Disacáridos
Unión de dos monosacáridos a través de enlace glucosídico
¡ÁNIMO ÁNIMO ÁNIMO!
One, two… One, two, three, four, five
¡Llevas mucho avanzado!... Cada vez queda menos guía.
Es muy bueno siempre recordar el objetivo de tu trabajo para
motivarte y no olvidar por qué lo haces.

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