Moléculas de la vida Compuestos orgánicos Son todos aquellos compuestos que son sintetizados por las células Presentan el elemento carbono como átomo principal y al menos un hidrógeno Moléculas típicas de los seres vivos: Carbohidratos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos
Las células mantienen y reponen sus reservas de compuestos orgánicos pequeños. Estas moléculas se conocen como monómeros. Las moléculas grandes o macromoléculas, se conocen como polímeros y se forman por la unión de tres a millones de monómeros. Las macromoléculas a su vez pueden ser separadas en unidades más pequeñas hasta obtener monómeros Carbohidratos Molécula biológica más abundante La mayoría consta de carbono, hidrógeno y oxígeno en proporciónes 1:2:1 Las células los utilizan como materiales estructurales, formas transportables o formas de almacenamiento de energía Hay tres tipos principales Monosacáridos: (azúcares simples) Oligosacáridos: (carbohidratos de cadena corta) Polisacáridos: (carbohidratos complejos) Monosacáridos Carbohidratos simples Mayoría de sabor dulce, solubles en agua Mayoría tienen de 5 a 6 átomos de carbono como esqueleto Glucosa (6 C) Fructosa (6 C) Ribosa (5 C) Desoxirribose (5 C)
Disacáridos Tipo de oligosacárido 2 monosacáridos covalentemente enlazados Formados por una reacción de condensación o síntesis por deshidratación
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Polisacáridos Cadenas rectas o ramificadas de muchos monómeros de azúcar Los más comunes están compuestos enteramente por glucosa: Celulosa Almidón Glucógeno Celulosa y Almidón Difieren en patrones de enlace entre monómeros Celulosa - resistente, indigerible, material estructural en plantas Almidón - fácilmente digerible, almacenamiento de azúcares en plantas Glucógeno Forma de almacenamiento de azúcares en animales Gran almacenamiento en células musculares y hepáticas Cuando el azúcar en la sangre decrece, células del hígado degradan glucógeno y liberan glucosa Quitina Polisacárido Grupos que contienen Nitrógeno se adhieren a los monómeros de glucosa Material que refuerza el exoesqueleto y otras partes duras de invertebrados, también refuerza las paredes celulares de muchos hongos
La mayoría incluyen ácidos grasos:
Lípidos
Grasas Fosfolípidos Ceras Esteroles y sus derivados son lípidos que carecen de ácidos grasos Tienden a ser insolubles en agua
Grasas Ácidos grasos unidos a glicerol Triglicéridos son los más comunes
Ácidos grasos Cadena de carbonos (hasta 36 C) Saturados – Enlaces símples entre carbonos Insaturados – Uno o más dobles enlaces
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Glucógeno
Fosfolípidos Tienen una cadena principal de glicerol, con dos colas de ácido graso Principales componentes de la membrana celular
Ceras Ácidos grasos de cadena larga unidos a alcoholes largos o anillos de carbono Consistencia firme, repelen agua Importantes en aislamiento del agua Abejas construyen panales con sus propias ceras La cutícula de las plantas está constituida de ceras y del lípido llamado cutina: esta capa impide la pérdida de agua y sirve de defensa contra ciertos parásitos Las secreciones cerosas protegen, lubrican e imparten flexibilidad a la piel y al cabello. Las aves secretan ceras, ácidos grasos y grasas de sus glándulas cebáceas para proteger sus plumas contra el agua y parásitos
Esteroles y sus derivados Sin ácidos grasos Esqueleto rígido de 4 anillos de carbono unidos Colesterol – el más común en animales
PROTEÍNAS Son las macromoléculas más diversas Están formadas por monómeros conocidos como aminoácidos Las enzimas son proteínas que permiten que las reacciones ocurran más rápido que si se
llevaran a cabo por sí solas. Entre ellas están las que constituyen alas de mariposa, plumas, huesos, telas de araña y muchas otras Otras cumplen funciones en transporte, como hormonas, en la defensa del organismo, etc. Síntesis proteica Proteína es una cadena de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. Un enlace peptídico es un tipo de enlace covalente, formado por la unión del grupo amino de un aminoácido con el carboxilo de otro. Se forma a través de una reacción de condensación o síntesis por deshidratación
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Estructura primaria Definida por la secuencia de aminoácidos, la cual es única para cada proteína. Un dipéptido se forma con la unión de 2 aminoácidos y cuando se unen 3 o más se llama polipéptido. Estructura secundaria Puentes de hidrógeno y posición de los grupos R definen la forma que adquiere la cadena simple. Con frecuencia se producen estructuras en lámina (hoja) y hélice
Estructura terciaria Estructura tridimensional que adquiere la proteína por las interacciones.
Estructura cuaternaria Integración de diferentes cadenas peptídicas
Polipéptidos con compuestos orgánicos adheridos Lipoproteínas: Proteínas combinadas con colesterol, triglicéridos, fosfolípidos Glucoproteínas : Proteínas combinadas con oligosacáridos Desnaturalización Pérdida de la forma tridimensional Ruptura de los enlaces débiles Causas de denaturalización: pH Temperatura La destrucción de la forma de la proteína impide su funcionamiento
ACIDOS NUCLÉICOS Se encuentran aquí el ADN (Acido desoxirribonucléico) y el ARN (Acido ribonucléico) Desempeñan papeles vitales de almacenamiento y recuperación de información hereditaria en
todas las células Polímeros formados por monómeros conocidos como nucleótidos UCR-Sede de Guanacaste B-106 Biología General Capítulo 3
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Estructura de los Nucleótidos Azúcar: Ribosa o desoxirribosa Al menos un grupo fosfato Base Nitrogenada: Estructura de 1 o 2 anillos Función de los nucleótidos Acarreadores energéticos Coenzimas Adenosín Trifosfato (ATP) Mensajeros químicos Constituyentes de los ácidos nucleicos Ácidos nucleicos Compuestos por nucleótidos De una hebra o dos Esqueleto de azúcar-fosfato La unión de nucleótidos se da entre el azúcar de uno de ellos con el grupo fosfato del otro ADN Doble hebra 4 tipos de nucléotido Adenina se enlaza con Timina Citosina se enlaza con Guanina ARN Hebra simple 4 Tipos de nucleótido (Uracilo en lugar de Timina) 3 tipos de ARN involucrados en la síntesis de proteínas: ARN mensajero, ARN de transferencia y ARN ribosomal
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ARN
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ADN
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Resumen de los principales compuestos orgánicos en los seres vivos
Categoría CARBOHIDRATOS
Principales subcategorías Monosacáridos (azúcares simples)
Contienen un grupo aldehído o cetona y uno o Oligosacáridos más grupos hidroxilo
Algunos ejemplos Glucosa
Funciones Fuente de energía
Sacarosa (disacárido)
Forma más común del azúcar; forma que se transporta a través de las plantas Almacenamiento de energía. Papeles estructurales
Polisacáridos (carbohidratos complejos Lípidos con ácidos LÍPIDOS grasos Son principalmente Grasas hidrocarburos, en general Fosfolípidos no se disuelven en agua, Ceras pero si en sustancias no polares como otros Lípidos sin ácidos lípidos grasos Esteroides Proteínas fibrosas PROTEÍNAS Largas cadenas o Son una o más cadenas placas de cadenas polipeptídicas, cada una polipeptídicas; a hasta con varios miles de menudo resistentes e aminoácidos enlazados de insolubles en agua manera covalente Proteínas globulares Una o más cadenas pollipeptídicas plegadas en forma globular; diversos papeles en la actividad celular ÁCIDOS NUCLEICOS Fosfatos de adenosina (Y NUCLEÓTIDOS)
Almidón, glucógeno, celulosa Grasas, aceites Ceras en la cutícula Almacenamiento de energía Componente clave de las membranas celulares Conservación del agua en las plantas
Son cadenas de unidades (o unidades individuales) cada una de las cuales consta de un azúcar de 5 carbonos, un grupo fosfato y una base nitrogenada
NAD+, Transferencia de electrones, protones (H+), de un NADP+, FAD sitio de reacción a otro
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Coenzimas de nucleótidos
Colesterol
Queratina Colágeno
Componente de las membranas de las células animales; precursor de muchos esteroides y de la vitamina D Componente estructural del cabello y las uñas Componente estructural de los huesos
Enzimas Hemoglobina Insulina Anticuerpos
Gran aumento en las velocidades de reacción Transporte de oxígeno Control del metabolismo de la glucosa Defensa de los tejidos
ATP, AMPc
Portador de energía Mensajero en la regulación hormonal
Acidos nucleicos ADN, ARN Cadenas formadas por miles a millones de nucleótidos
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Almacenamiento, transmisión, traducción de información genética
