A L G E B R A

ACADEMIA RAIMONDI Siempre los primeros, dejando huellaCOMPENDIO ACADMICO I BIOLOGA

BIO: Vida - LOGOS: Estudio

Definicin.- Ciencia que estudia a los seres vivos su origen, estructura, funcin, evolucin, desarrollo y sus relaciones con otros seres vivos y con el medio ambiente. Lamarck (1801): considerado como padre de la Biologa. (Treviranus 1802). Ciencia de la vida.

Vida.- El concepto de lo que es vida es algo abstracto sin embargo algunos cientficos dieron conceptos acerca de ello: Lamarck Conjunto de movimientos orgnicos, Pichat La vida es el conjunto de fenmenos que se opone a la muerte, Spencer La vida es la contina adaptacin entre las condiciones externas e internas, es decir entre el organismo vivo y el medio ambiente. Polavo 1964 La vida es la consecuencia de una organizacin compleja basada en ingredientes minerales.SISTEMA VIVIENTE - FORMA VIVIVENTE SER VIVO

Sistema altamente complejo, organizado, autocontrolado con estructuras fsicas y qumicas determinadas capaces de utilizar la materia y energa de su medio ambiente para crecer, reproducirse, relacionarse y sentir.

Energa (E).- Se define como la capacidad de un sistema fsico para ejecutar un trabajo. Fuerza vital de los seres vivos. El flujo continuo en el tiempo y en el espacio a travs de los seres vivos es la vida. La E sufre transformaciones en los seres vivos. Los seres vivos utilizan la energa de diferente manera en relacin con su metabolismo. La materia viva puede captar y almacenar E potencial, del mismo modo la E de sustancias qumicas pueden extraerse o utilizarse y liberarse en forma de E cintica.

Componentes que habitan el ambiente natural.- Son dos:

1)Los animados o seres vivos (dos grandes grupos animales y vegetales) llamados tambin biticos, orgnicos o vivientes, manifiestan vida, implica animacin o actividad, estos cumplen un ciclo vital se forman, nacen, crecen, se reproducen y mueren. Metablicamente: vegetales = auttrofos, animales = hetertrofos.2)Los elementos inanimados.CARACTERISTICAS DE LOS SERES VIVOS

A. Organizacin Especfica o Niveles de Organizacin.- Los seres vivos tienen un alto grado de organizacin y complejidad, relacionada con su heterogeneidad estructural y funcional. La vida se estructura en niveles jerrquicos de organizacin, donde cada nivel proviene de otro previo y luego este se constituye como la base de otro superior, as se inicia en el nivel sub-atmico, pasando a los tomos que se agrupan para formar las molculas, a su vez al organizarse y asociarse dan lugar a la clula (nivel celular o citolgico). El conjunto de clulas conforman los tejidos (nivel tisular o histolgico) y los rganos, estos dan lugar a los aparatos y sistemas (nivel sistmico). El conjunto de todos ellos realizan trabajos de manera integrada constituyendo al ser viviente o individuo.

B. Metabolismo.- Son todas aquellas reacciones qumicas y cambios energticos que se producen en el interior de la clula con el fin de permitir su crecimiento, conservacin desarrollo y reproduccin. El metabolismo implica formacin y ruptura de enlaces qumicos, dichos enlaces qumicos constituyen E potencial que proveen E a los tomos y molculas.

Los procesos metablicos son dos:Anabolismo.- (Reacciones Endergnicas). Implican procesos de Biosntesis con formacin de enlaces qumicos, donde se aprovechan o asimilan sustancias qumicas, es decir se produce la nutricin de la clula aprovechando los nutrientes que ingresen en el protoplasma. Se producen sustancias complejas a partir de sustancias simples, lo que se explica como energa de almacenamiento, produccin de nuevos materiales celulares y crecimiento; p.e. Sntesis de Glucosa a partir de Luz, CO2 H2O y minerales.

Catabolismo.- (Reacciones Exergnicas). Proceso Degradativo, de desasimilacin, con ruptura de enlaces qumicos, es decir significa el desdoblamiento de molculas complejas en simples con liberacin de energa; p.e. Degradacin de Glucosa para la produccin de ATP y liberacin de CO2 y H2O (gluclisis).*Excrecin.- Significa la expulsin de productos de desecho que resulta de los procesos metablicos dentro de la clula como son el agua, CO2, amoniaco, urea, etc. Este fenmeno es diferente en cada organismo p.e. en los unicelulares directamente por difusin, en pluricelulares a travs de rganos especializados como nefridios riones, etc.

C. Movimiento.- Se define como la capacidad de desplazarse de un lugar a otro. As esta caracterstica es fcilmente observable en muchos organismos principalmente animales, pero esta afirmacin muestra algunas observaciones especiales; Las esponjas son organismos sedentarios, pero el tipo de movimiento que efectan es muy poco apreciable, esta funcin lo realizan los cilios de la membrana interna, los que remueven el medio haciendo circular agua y con ella los alimentos. En el caso de las plantas tambin se produce movimientos algunos producidos por fenmenos giroscpicos (turgencia y cohesin) y gracias a la accin de estmulos como la luz en el girasol.

D. Crecimiento.- Es la capacidad de aumentar de tamao durante su vida o Aumento de masa celular, puede producirse por el tamao de las clulas (unicelulares) o su cantidad (pluricelular).Durante el crecimiento = Biosntesis ( Degradacin. Existen dos tipos:

Crecimiento Cerrado o Limitado.- Propio de los organismos animales, este es solo hasta alcanzar el tamao o dimensin caracterstica de la especie.

Crecimiento Abierto o Continuo.- Tpico de los organismos vegetales.

E. Irritabilidad o Excitabilidad.- Es la capacidad de responder o reaccionar frente a un estimulo.

Estimulo.- Es cualquier agente externo o cambio fsico-qumico capaz de provocar una respuesta o cambio en el comportamiento de un organismo.

El poder de respuesta tiene importancia para el ser, por que le permite dirigirse hacia las fuentes de alimento, evita que le causen dao, etc. Es decir es muy importante en la supervivencia y adaptacin de los organismos.

Para que las respuestas sean efectivas frente a los estmulos, estas deben ser coordinadas. En los animales esta es una caracterstica evidente y muy especializada a diferencia de las plantas. En los animales el sistema nervioso y un sistema de sustancia qumicas reguladoras (sistema glandular) coordinan las acciones, en las plantas este ultimo es el mas desarrollado y mas importante. Las repuestas pueden ser de los siguientes tipos:

a. Tactismos.Propios de organismos unicelulares (protozoos, bacterias, etc) aunque tambin se presentan en invertebrados (por ser primitivos). Movimientos en direccin (+) o en contra (-) de un estimulo. p.e. Fototactismo, termotactismo, tigmotactismo.

b. Tropismos.Propios de las plantas. Crecimiento de una parte u rgano de la planta frente a un estimulo, a favor (+) o en contra (-) de el. p.e. Fototropismo, termotropismo, tigmotropismo, hidrotropismo, geotropismo, etc.

c. Nastias.Evidente en las plantas. Movimientos de curvatura que se realizan independientemente de la direccin del estimulo, debido fundamentalmente a la naturaleza de su estructura anatmica del rgano vegetal. p.e. Nictinastia, quimionastia, tigmonastia o sismonastia, etc.

F. Reproduccin.- Propiedad principal de los seres vivos y es un proceso biolgico que conduce a la perpetuacin de la especie y la continuidad de la vida. Proceso que se da como consecuencia del metabolismo.

La reproduccin tanto en animales y plantas puede ser:

a. Reproduccin Asexual.- Caracterstico de organismos inferiores, la mas comn es la fisin binaria, donde se produce a partir de una clula madre, dos clulas hijas idnticas a su progenitora. (Mitosis).

b. Reproduccin Sexual.- Propio de los organismos mas evolucionados, participan dos progenitores: un masculino y un femenino, los que producen clulas especializadas llamados gametos (Espermatozoide y vulo), los cuales se unen por medio de la fecundacin, para originar la nueva clula llamada huevo o cigoto. (Meiosis).

G.- Desarrollo y Diferenciacin.- El desarrollo implica = crecimiento + diferenciacin.

Desarrollo, son todos los cambios estructurales y bioqumicos perfectamente organizados que ocurren desde la formacin del cigoto hasta el adulto. Este fenmeno esta regido y controlado por el ADN, el cual determina segn las instrucciones hereditarias, si un cigoto se transforma en rana, ballena, o un hombre.

Diferenciacin o especializacin, proceso regido por los genes donde a partir de un grupo inicial de clulas (germinales o embrionarias) se originan varios tipos de clulas cada uno con estructura y funcin especial o nica. (Maduracin, alto grado de especializacin).

H. Adaptacin.- Es la habilidad que tienen los seres vivos para sobrevivir bajo las condiciones que su medio ambiente les ofrece. Esta habilidad es representada por un cambio o transformacin estructural o funcional inmediato o paulatino que es el producto de la sensibilidad celular que le va ha permitir aprovechar los recursos que su medio ambiente le ofrece y de este modo aumentar sus posibilidades de permanencia.COMPOSICIN QUMICA DE LOS SERES VIVOS

La materia viva desde la ms primitiva a la ms evolucionada y el componente abitico muestran uniformidad en los niveles de organizacin atmica y molecular, ya que los elementos y las molculas que los constituyen son prcticamente los mismos.

La uniformidad en la composicin qumica representa una manifestacin del proceso evolutivo que marca un origen comn entre los seres vivos.

La evolucin biolgica debi ir precedida de una evolucin qumica; las primeras formas de vida surgen mediante un proceso evolutivo, a partir de sustancias inanimadas.

Los elementos qumicos de la materia viva se encuentran en el medio ambiente.

Los componentes en mayor proporcin d en los seres vivos son: C, H, N, O ya que forman parte de molculas orgnicas como los glcidos, lpidos y protenas.

En la hidrosfera, el H y O constituyen el 99%.

En la litosfera es tpico la concentracin de elementos como Ca, Na, K, Si, Mg, Al, Fe, etc.

En la atmsfera, que es la capa gaseosa inmediata a la tierra y en la que viven los seres vivos, el O se halla en 21%,N en 78,3 %, C en 0.03 %, y prcticamente no existe H.

Durante el proceso de la evolucin qumica, debieron ensayarse la utilizacin de diferentes elementos para la construccin de la materia viva y prevalecieron los que desde el punto de vista qumico, aportaban mayores ventajas.

As, el C, elemento central de las molculas biolgicas.

El H y O que acompaan al carbono en todas las molculas adems de formar el H2O.

BIOELEMENTOS O ELEMENTOS BIOGENSICOS

Son los elementos qumicos que se hallan en la materia viva se denominan as ya que son exclusivos de los seres vivos. Aproximadamente son 40. Bertrand los clasifica en:1.Elementos plsticos o fundamentales o macronutrientes.- Son elementos mayoritarios que se hallan en la materia viva, que intervienen en la conformacin de molculas metablicas, energticas y estructurales.2.Oligoelementos o vestigiales o micronutrientes.- Se llaman as por su bajsima concentracin y por ejercer de manera general funcin cataltica.

Distribucin de los elementos en los seres vivos.

Macronutrientes:

O 65 %

C 18 %

H 10 %

N 3 %

Ca 2 %

P 1 %

99 %

K, S, Cl, Na, Mg 0,9 %

Micronutrientes: Fe, Mn, Cu, I, Co, Zn, B, Mo, F, Si, Ni, Ba, Li 0.1 %PRINCIPIOS BIOLOGICOS INMEDIATOS DE LOS SERES VIVOS

De las combinaciones y mezclas en cantidades determinadas de los bioelementos resultan la Biomolculas inorgnicas y orgnicas, que forman parte de la estructura de clulas y tejidos. Estos compuestos se clasifican en dos grupos:

I. Principios Inmediatos Inorgnicos.- Como el H2O, sales, amoniaco, O, H, N.

II. Principios Inmediatos Orgnicos.- Como glcidos, lpidos, protenas, cidos nucleicos, que constituyen la clave de nuestro conocimiento acerca del metabolismo, crecimiento, reproduccin; as como otros compuestos como enzimas, vitaminas, hormonas que integran la estructura y actividad del protoplasma.I. PRINCIPIOS INMEDIATOS INORGANICOS

Es el componente dominante en la materia viva y en todo ser vivo representa la fraccin que representa un mayor porcentaje, de manera que el concepto de vida va asociada ella, ya que todas las reacciones biolgicas se realizan en un medio acuoso.

Qumicamente llamada protxido de hidrogeno, la molcula de agua esta constituida por dos tomos de H y uno de O, unidos mediante enlaces covalentes. La distribucin asimtrica de los e- en la molcula de agua, convierte a esta en una molcula angular, triatmica y bipolar.

La estructura polar del agua le proporciona una capacidad altamente ionizante o disociante; la mayora de los compuestos formados por enlaces inicos se ionizan en mayor o en menor grado al disolverse en agua, tales compuestos se llaman electrolitos, p. e.

NaCl H2O Na+ + Cl-

Su peso molecular es de 18.016 uma. Dentro de sus caractersticas organolpticas es un compuesto incoloro, inspido e inodoro. Su densidad depende del estado de la materia en el que se encuentre alcanzando al estado liquido el mximo valor (1.00 g/ml a 4 C). Su capacidad calorfica es de 1cal/g C y forma un sistema cristalino hexagonal. El agua es un electrolito dbil, que difcilmente puede conducir corriente elctrica. Tambin es considerada como una molcula anftera ya que puede tener un comportamiento cido y bsico, por eso puede reaccionar con ella misma en condiciones fsicas especiales.

Enlaces de Hidrgeno.- Cuando se acercan dos molculas de agua, se producen interacciones electrostticas entre sus extremos positivos y negativos, dando lugar a enlaces de H. Las molculas de agua no solo forman enlaces de H unas con otras, sino tambin con otras molculas bipolares como las protenas, etc. Comparados con los enlaces covalentes, los enlaces de H son bastante dbiles, pero en gran numero confieren estabilidad a estructuras tridimensionales de macromolculas biolgicamente importantes, como protenas y cidos nucleicos. Finalmente los puentes de hidrgeno son geomtricamente muy precisos.

Contenido de AguaEn los animales terrestres, el contenido de agua oscila entre el 60 70%, algunos organismos marinos contienen hasta 99% (medusas), una bacteria 5 % y un paramecio 75%.

En relacin al humano, una persona joven adulto tiene aproximadamente 60% de agua, de los cuales 40% es agua intracelular y 20 % extracelular. Adems el contenido de agua depende de la edad, sexo, clima, etc p.e. en el caso de los embriones humanos tienen de 90 95 % de agua, un nio de 1 ao 65 75 %, un varn adulto 60 % y una mujer adulta 50%.

En nuestro organismo el contenido de agua diferente, segn los fluidos corporales, tejidos y rganos, as tenemos: La saliva = 99.5% de agua, la sangre = 79%, en los msculos = 75%, tejido seo = 22%, en el rin =80 - 85%, en los dientes = 1%. De acuerdo a esta distribucin se puede decir que el contenido de agua es directamente proporcional con la actividad fisiolgica.

En las clulas el agua se encuentra bajo dos formas:

a) Agua Libre.- Representa el 95% del agua total y se utiliza como solvente metablico.

b) Agua Ligada.- Representa del 4 a 5 % y es la que se halla unida a la protena mediante enlaces de hidrogeno. Adems el agua de Inhibicin, es la que acompaa a todo material biolgico, unido lbilmente y que se separa por desecacin a 100 C.

Ingestin y Excrecin de Agua

En el adulto el equilibrio metablico la ingestin de agua debe estar en balance con la excrecin de la misma.

Por da en un hombre normal, en condiciones de trabajo moderado es la siguiente:

Propiedades del Agua

1. Poder Solvente.- Solvente Universal. Es el mejor disolvente de la mayora de los principios inmediatos (Biomolculas). Puede formar soluciones verdaderas, soluciones coloidales siendo estas responsables del estado fsico de la materia viva y de sus propiedades caractersticas.

2. Calor de Vaporizacin.- Elevada Capacidad Calorfica, es decir a la temperatura corporal normal de 37 OC, se necesita 574 caloras para que un gramo de agua se evapore. Esta gran cantidad de calor necesaria para que el agua se transforme en vapor, hace que sea de utilidad para controlar la temperatura corporal mediante la evaporacin y la transpiracin. Se puede mencionar tambin que Capacidad trmica que es la capacidad del agua para absorber grandes cantidades de calor mientras que su temperatura no cambia significativamente, de acuerdo a esto el agua protege a los seres vivos de cambios bruscos e temperatura. Si consideramos la alta Conductividad Calorfica, es la capacidad que tiene el agua de distribuir de manera uniforme el calor en el cuerpo.

3. Accin Lubricante.- El agua sirve como lubricante en muchas regiones del cuerpo e impide la friccin de superficies que estn sometidas a un roce continuo durante su actividad p. e. en la pleura, peritoneo, en las articulaciones, donde los huesos, ligamentos, etc.

4. Accin Cataltica.- El agua participa como medio optimo de reaccin para la realizacin de las reacciones qumicas biolgicas (reacciones enzimticas).

5. Hidrlisis.- Significa descomposicin bajo influencia el agua p. e. en el proceso digestivo se realizan reacciones hidroliticas para descomponer las molculas grandes de los alimentos en molculas mas pequeas.

Ionizacin i Disociacin del Agua

H+ + OHLos tomos constituyentes de la molcula de agua estn unidos por enlaces covalentes; la molcula presenta una ligera tendencia disociante y formar iones. El ncleo de H ocasionalmente adquiere suficiente energa para disociarse del oxigeno, con el cual estaba covalentemente unido.

El agua libera en igual cantidad los iones H+ y los iones OH, cuyas concentraciones moleculares son:

H+ = [107]

En un litro de pura a 25 OC.

OH- = [107]

pH.- Es el logaritmo negativo de la concentracin de iones hidrogeno.

pH = log [H+]

Para el agua pura:

pH = log [107]

pH = [ 7]

pH = 7 del agua pura

En si, el pH es el exponente de la concentracin inica de H cambiado de signo.

Escala del pH

Neutro

0 cidos

Alcalinos

14

77 indica neutralidad (agua destilada) por que libera igual cantidad de iones H e iones OH.

Los valores inferiores a 7 indican acidez

Los valores superiores a 7 indican alcalinidad.

P. e. en el estomago la pepsina puede actuar solo en pH = 1.

Sistemas Buffer

Llamados tambin amortiguadores o tampones, estn compuestas por una solucin de un cido dbil y una sal del mismo cido p. e. cido actico y acetato sdico. Los sistemas buffer impiden las bruscas variaciones de pH.Los seres vivos disponen de sistemas Buffers que aseguran pequeas variaciones de pH, p.e. macromolculas biolgicas como las protena, cidos nucleicos, dependen del pH, as las enzimas, que son que son de naturaleza proteica son biocatalizadores de reacciones qumicas que tienen lugar en la clula, cuya accin cataltica depende del pH.Cada tipo celular mantiene el pH adecuado al cual realiza sus funciones p.e. en el hombre la sangre debe mantenerse, en un pH alrededor de 7,4; el pH de las clulas hepticas es cercano a 6,5. Entre los principales sistemas amortiguadores de pH de los organismos vivos tenemos:

1.El sistema bicarbonato.- Es el principal amortiguador extracelular.

2.El sistema fosfato.- Es el tampn intracelular mas importante.

3.Protenas.- Actan como tampones debido a la presencia de grupos ionizables en los aminocidos que forman la molcula.

El dixido de carbono tambin llamado como anhdrido carbnico, carbono anhdrido o gas cido carbnico, es un gas incoloro inspido con una densidad de 1.5 veces la del aire, poco reactivo, no corrosivo, ni conductor elctrico, cuya principal reserva es la atmsfera (troposfera) de donde por medio de la fotosntesis incorpora el C a la materia viva.La concentracin de CO2 en la atmsfera en los ltimos 200 aos se ha incrementado en 80 ppm a partir de 350 ppm, ello se constituye como un fenmeno determinante en el cambio climtico global. Los factores que contribuyen en el aumento de su concentracin entre otros son, el uso de combustibles fsiles, la deforestacin (quema), y la actividad humana industrial.El CO2 por sus propiedades fsicas es usado industrialmente p. e. el la industria de la refrigeracin, ya que por su baja temperatura condensa el vapor del agua, as en su estado slido el CO2 toma el nombre de nieve carbnica o hielo seco cuya temperatura es de 79 C y gracias a su capacidad de penetracin es considerado como un buen refrigerante. Tambin es utilizado en la fbrica de bebidas gaseosas como componente efervescente.En relacin al aspecto fisiolgico que desempea dentro del organismo humano, el CO2 se origina internamente como producto final de los procesos metablicos de oxidacin de molculas combustibles. La sangre lleva aproximadamente 4.3 ml/lt en condiciones normales, por encima de un aumento del 10% ocasiona narcosis, caracterizada por presentarse un cuadro de estupor e inconciencia denominada como sueo artificial. Esto podra explicarse si se toma en cuenta que el CO2 reacciona reversiblemente con el agua formando el cido carbnico (CO2 + H2O = H2CO3), que no es otra cosa que la acidosis, que puede ser metablica o respiratoria.

Qumicamente son el resultado de las reacciones de neutralizacin entre cidos y bases. Las sales originan a los electrolitos cuando se disuelven en el liquido corporal, se disocian en cationes (Na+, K+), y en aniones (Cl-, HPO4=, SO4=). Los electrolitos cumplen las siguientes funciones: Son estructurales, las sales no ionizables forman esqueletos de fosfato, carbonato, calcio, magnesio.

Contribuyen a mantener el balance cido-bsico, requerido para las actividades celulares normales. Intervienen en los procesos metablicos de la respiracin celular. Controlan la osmosis del agua en los compartimientos corporales. Cuando existe retencin de iones en la clula, se produce un aumento en la presin osmtica y por consiguiente la entrada de agua. En el interior de la clula existe una concentracin alta de iones K+ y Mg++, en cambio en el liquido extracelular se concentran los iones Na+ y Cl-.Iones Biolgicamente ImportantesCalcio.- Catin ms abundante. Que se halla formando huesos y dientes. Interviene en la coagulacin sangunea, contraccin y excitabilidad muscular, transmisin de impulsos nerviosos, activacin de enzimas, permeabilidad celular y glucogenolisis. El 99% se halla en huesos, el resto en el plasma y msculos. En los huesos el in Ca esta unido a los iones fosfato y carbonato. El nivel calcico en la sangre es controlado por las hormonas Calcitonina y Paratohormona.

Fsforo.- Anin mas abundante. Interviene en la formacin de huesos y dientes, forma parte del sistema Buffer- Fosfato, como radical fosfato es constituyente de cidos nucleicos, protenas, fosfolipidos, fosfoproteinas o formando parte de enzimas, coenzimas como el ADP, ATP.

Potasio Sodio Cloruro.- Iones que intervienen en el equilibrio de agua, electrolitos cidos bsicos; el K es el catin fundamental en el liquido intracelular, interviene en la transmisin de impulsos nerviosos y en la contraccin muscular; El Na es el catin principal del liquido extracelular participa en la absorcin de glucosa y forma parte del sistema Buffer Bicarbonato; El Na y K estn controlados por la hormona Aldosterona; El Cloruro es el anin principal del liquido extracelular; Los iones Na y Cl son importantes en los lquidos digestivos, en la bilis, jugo pancretico en forma de bicarbonato de Na y en el jugo gstrico como HCl.

Magnesio.- Como activador de enzimas. Su elevada concentracin inhibe la contraccin muscular.

Hierro.- En su forma no ionizada es constituyente de los complejos hierroporfirinas llamados Hemos; Hemoglobina, mioglobina, citocromos. El hierro se almacena en el hgado, en el bazo, en mayor cantidad en la medula sea en forma de una protena llamada ferritina o hemosiderina.

Yodo.- Es constituyente de la Tiroxina, es principio activo de la glndula tiroides que posee una notable capacidad de captacin y almacenamiento del yodo, los alimentos marinos son fuente abundante de yodo. Por dficit de yodo se produce el Bocio.

Cu, Mo.- Conforman complejos enzimticos como; citocromooxidasas, xantoxidasas.

Mn .- Componente de complejos enzimticos como; hidrolasas y transferasas, adems participa en la sntesis de glucoproteinas y proteoglucanos.

Co.- Componente de la vitamina B12. (Eritropoyetina).

Fluor.- Como fluoruroapatita, es considerado esencial, por brindar resistencia a los dientes y el desarrollo de un esqueleto seo normal.Zn.- Acta en la sntesis y estabilizacin de protenas, sntesis de cidos nucleicos, trascripcin de genes, crecimiento fetal y embrionario y tambin en la espermatognesis.

II. PRINCIPIOS INMEDIATOS ORGANICOS

Llamados tambin glcidos, hidratos de carbono, glucsidos o azucares.

En su composicin intervienen los tomos CHO es decir son compuestos ternarios.

Qumicamente son derivados aldehdicos o cetnicos de alcoholes polihidroxilicos (polidridroxialdehidos y polihidroxicetonas). Compuestos polihidroxilicos por que cada tomo de carbono lleva el grupo hidroxilo a excepcin de aquel que transporta el grupo funcional aldehdo o cetona.El grupo aldehdo se encuentra en el carbono final y proviene de la oxidacin de alcoholes primarios, p.e: Gliceraldehido. CH2 OH CHOH C = O

H

El grupo cetona se encuentran en el segundo tomo de carbono y provienen de la oxidacin de alcoholes secundarios, p.e: Dihidroxiacetona. CH2 OH C CH2OH

O

Frmula Emprica de los carbohidratos: Cn(H2O)n o (CH2O)n. Nos indica la relacin de una molcula de agua por un tomo de carbono.

Son compuestos extremadamente polares que se unen entre si para formar polmeros.

Los carbohidratos son los compuestos orgnicos ms abundantes en la biosfera constituyndose como la fuente principal de energa para todos los seres vivos sean unicelulares o pluricelulares aerbicos o anaerbicos, procariontes o eucariontes.

Son productos de la fotosntesis, para ello la planta toma el CO2, H2O y minerales y por medio de la clorofila capta la energa solar para convertirla en energa qumica contenida en el carbohidrato sintetizado.

6CO2 + 12H2O Fotosintesis C6H12O6 + 6O2 + 6H2OFUNCIONES

Constituyen la fuente principal de energa para la vida de los organismos (Glucosa).p.e. 1 gr de CH rinde 4.1 Kcal. Aproximadamente el 55% de las caloras requeridas por da deberan provenir de los carbohidratos con un ingesta mnima diaria de 100gr.

Almacenan energa en el organismo p.e. almidn y glucgeno.

Componentes estructurales p.e. en la pared celular de las clulas vegetales la celulosa.

Participan regulando el metabolismo de los cidos grasos p.e. si no se consumen glcidos, los lpidos se metabolizan anormalmente y se forman cuerpos cetnicos que ocasiona la cetosis, que se representa por el aumento de acetona en el organismo lo que agrava la diabetes. Tambin influyen en la actividad metablica de las protenas.

CLASIFICACIN DE LOS CARBOHIDRATOS

* Los azucares se clasifican segn el nmero de unidades que se combinan en una molcula en 3 grupos:

1. Monosacridos: (1 molcula): Azcares simples; glucosa, fructosa, galactosa, etc.

2. Oligosacridos: (2 9 monosacridos): Disacridos, trisacridos, etc.

3. Polisacridos: (ms de 10 monosacridos): Almidn, glicgeno, celulosa.

1. MONOSACRIDOSSon azcares o molculas simples que estn constituidos slo por unidades o monmeros de carbono (3 8 tomos de C) (osas).

Qumicamente son cadenas polihidroxilicas simples, de consistencia slida, cristalizables y solubles en agua. Son azucares de fcil absorcin por lo que generan rpida y directamente energa. Existen dos criterios para su divisin:

A) Por el grupo funcional.

a) Aldosas.-Con el grupo funcional aldehdo p. e. Gliceraldehido (aldotriosa), Eritrosa (aldotetrosa), Ribosa (aldopentosa), Galactosa (aldohexosa), Glucosa (aldohexosa).

b) Cetosas.- Con el grupo funcional cetona p. e. Dihidroxiacetona (cetotriosa), Eritrulosa (aldotetrosa), Ribulosa (cetopentosa), Fructosa (cetohexosa).

B) Por el numero de tomos de carbono.

a)Triosas.- Azcares de 3 tomos de carbono (C3H6O3): Gliceraldehdo y dihidroxiacetona. Intervienen en el metabolismo de los carbohidratos como productos intermedios p. e. son el resultado de la gluclisis.

b)Tetrosas.- Azcares de 4 tomos de carbono (C4H8O4): Eritrosa y eritrulosa.

c)Pentosas.- Azcares de 5 tomos de carbono (C5H10O5). Entre las ms importantes tenemos a la ribosa y la desoxirribosa, ambas componentes de los cidos nuclicos.

Ribosa.- Componente estructural del cido ribonuclico (ARN): C5H10O5. Tambin presente en el ATP, NAD, NADP, flavoproteinas, vitaminas B2 y B3.Desoxirribosa.- Componente estructural del cido desoxirribonuclico (ADN): C5H10O4

Ribosa

Desoxirribosa

Las estructuras de la Ribosa y Desoxirribosa difieren en que el 2do tomo de carbono de la ltima.Arabinosa.- Constituyente de glucoproteinas. Se encuentra en la goma de las plantas (goma arbiga, goma de ciruela, de cerezo, etc.), en muclagos y pectinas.

Ribulosa.- Importante durante la fotosntesis de las planta, participa en la fijacin del CO2 durante la fase oscura.Xilosa.- Componente de la madera (hemicelulosa= xilosa + (- glucosa). Forma proteoglucanos y glucoaminoglucanos.Xilulosa.- Presente en la orina como producto de la va del cido urinico.Lixosa.- Presente en el msculo cardiaco. Constituyente de la lixoflavina.

D. Hexosas.- Azcares simples de 6 carbonos (C6H12O6), tienen mucha importancia desde el punto de vista biolgico. Ej.: glucosa, fructosa, galactosa, etc.

Glucosa.- Llamada tambin azcar de la uva o Dextrosa. Importante para la clula enla respiracin celular y produccin de energa vital bajo la forma de ATP.

- Respiracin anaerbica.

1 molcula de glucosa 2 molculas de ATP

- Respiracin aerbica.

1 molcula de glucosa 36 molculas de ATP

Producto directo de la fotosntesis. Bioqumicamente es una aldohexosa con anillo piranosico, que es la unidad monomerica de gran parte de polisacridos como el almidn, el glucgeno y la celulosa. Presente a nivel intra y extracelular (citoplasma y plasma sanguneo).En la sangre se encuentra en una cantidad de 1 mg/ml. Su concentracin es regulada por la actividad de la Insulina, el aumento de glucosa en la sangre es por deficiencia de esta hormona, cuya afeccin se denomina Diabetes. Si la concentracin es baja se produce entonces la Hipoglicemia donde participan el glucagon y la adrenalina.

Fructosa.- Llamada tambin Levulosa o azcar de la fruta . Presente en los frutos, en la miel, se halla libre o formando parte de la Sacarosa, en los animales presente en el hgado e intestino. Tambin es fuente energtica. Bioqumicamente representa una cetohexosa con anillo furanosico. Al llegar al hgado se transforma en glucosa.Galactosa.- Se encuentra formando parte de la lactosa, en el tejido nervioso se combina con los lpidos formando los cerebrsidos. Sintetizado por las glndulas mamarias. En el hgado tambin se transforma en glucosa.Manosa.- Constituyente de glucoproteinas en animales, siempre se encuentra en forma combinada, obtenida por hidrlisis.2. OLIGOSACRIDOSSon molculas que estn constituidas por 2 o ms monosacridos (menos de 10).

A) Disacridos.- Formados por la condensacin de 2 monmeros o monosacridos unidos por medio de un enlace covalente, el enlace glucosdico que se establece entre el grupo aldehdo y el grupo hidroxilico alcohlico, donde durante su formacin hay prdida de H2O. Su frmula es: C12H22O11. Por hidrlisis, se descomponen en 2 azucares simples. Solubles en agua, cristalizables. El poder reductor del disacrido depende del grupo aldehdo o cetona libre. Los ms importantes son:

Maltosa Glucosa + Glucosa

Celobiosa

Glucosa + Glucosa

Lactosa.- Llamada tambin azcar de leche. Es el disacrido que se encuentra en la leche de los mamferos: en la leche de vaca = 4.8 %, en la leche humana = 6 %. Est formada por 2 monmeros, 1 de galactosa y otro de glucosa, en las frmula estructural se ve que el enlace (1 4) se establece entre el carbono 1 de la galactosa y el carbono 4 de la glucosa.Lactosa Galactosa + GlucosaSacarosa.- Llamada tambin sucrosa o azcar de la caa (remolacha). Resulta de la polimerizacin de una glucosa y una fructosa con enlace ( (1 - 2) .Sacarosa Glucosa + Fructosa

Trehalosa.- Presente en hongos, levaduras y hemolinfa de insectos. Resulta de la unin de dos glucosas con enlace ( (1 1) (.

B) Trisacaridos. (C18H32O16)

Rafinosa.- Presente en la remolacha. Formado por galactosa + glucosa + fructosa.Melicitosa.- Presente en las conferas. Formado por glucosa + fructosa +glucosa.

Maltotriosa.- Formada por la unin de tres glucosas.3. POLISACARIDOSLlamados tambin glucanos o glicanos. Son polmeros de alto peso molecular, formados por un gran numero de monosacridos unidos por enlaces glucosdicos. Su formula es (C6H10O5)n. Por su alto peso molecular y por los tipos de enlace, los polisacridos son insolubles en agua e inspidos, forman dispersiones coloidales, sin carcter reductor. Se pueden diferenciar:

Homopolisacaridos.- Cuando la unidad que se repite es un solo tipo de monosacrido.

Heteropolisacarido.- En los que se repiten dos o ms tipos de monosacridos.

Los polisacridos de acuerdo a la funcin que realizan se pueden clasificar en:

A) Polisacridos de Reserva.

Polisacridos de almacenamiento (energticos) que se depositan en forma de grnulos en el citoplasma de las clulas. Los ms importantes son:

a)Glucgeno.- Polmero con casi 30 000 residuos de glucosa en cadenas muy ramificadas. Propio de organismos animales. En la estructura lineal del glucgeno, los monmeros de glucosa se unen mediante enlaces glucosdicos (14) y en la estructura ramificada los enlaces glucosdicos son (1-6) con 12 a 14 residuos de glucosa. Se conocen dos tipos de grnulos de glucgeno; las partculas Alfa ((), se hallan en las clulas hepticas, las partculas Beta (() se hallan en las clulas musculares, desde all la glucosa resultante de la despolimerizacin del glucgeno es utilizada por las clulas como fuente de energa.

b)Almidn.- Cadena (-glucosdica, propia de clulas vegetales, polmero formado por monmeros de glucosa, en cadenas no ramificadas y ramificadas, constituido por aprox. 12 000 unidades o residuos de glucosa. El almidn esta constituido por dos polmeros:

La Amilosa.- (15-20%). Es la cadena lineal con estructura helicoidal, que da la coloracin azul, cuyos enlaces glucosdicos son (14).

La Amilopectina.- (80-85%). Son cadenas ramificadas, con 24 a 30 residuos de glucosa con enlaces glucosdicos (1-6), que dan la coloracin violeta.

El Almidn Es el producto de la fotosntesis y como tal se almacena el las semillas, races tubrculos, hojas, etc. En nuestro organismo el almidn se degrada hasta glucosa en presencia de agua y enzimas. La Hidrlisis del almidn se puede resumir en:

ALMIDON AMILASA DEXTRINA AMILASA (PANCRETICA) MALTOSA MALTASA GLUCOSAOtros polisacridos de importancia.

Inulina.Formada por unidades de fructosa, frecuente en tubrculos y plantas compuestas p. e. alcachofa, cebolla, dalia, diente de leon, etc.

Fructanos.Se halla en las plantas constituido por fructosa.

Dextranos.Se hallan en levaduras y bacterias, constituidos por glucosa.

Monanos.Se halla en levaduras, bacterias hongos constituidos por manosa.

Xilanos.Formados por xilosa.

B) Polisacridos Estructurales.

Tienen por funcin dar forma, elasticidad o rigidez a las clulas y tejidos vegetales y animales, adems de brindar proteccin y soporte a organismos unicelulares y pluricelulares.

a. Celulosa.- Formada por mas de 10 000 residuos de glucosa, formando una cadena lineal con enlaces glucosdicos ( (1-4) (, es un componente estructural de las paredes celulares de las plantas (sustancia esqueltica de los vegetales), en ellas se encuentra en forma de microfibrillas, organizadas paralelamente una a continuacin de otra que permite soportar presiones osmticas altas y evitar la deformacin. La celulosa en la alimentacin humana no suministra carbohidratos aprovechables, solo aade volumen y restos no digeribles al contenido intestinal, pero en los rumiantes la celulosa es digerida por las enzimas producidas por bacterias simbiontes alojadas en su tubo digestivo. La celulosa presenta importancia industrial como materia prima para diferentes productos como el algodn, papel, celofn, seda artificial, etc.

b. Lignina.- Lat.: Ligneus = Madera. Polmero de la cual depende la dureza e ndole leosa de los tallos y races. Forma parte de la madera. Permite al xilema actuar como soporte adems de ser tejido de conduccin.

c. Quitina.- Gr. Chiton = Tnica. Polmero estructural que forma parte de exoesqueleto de insectos y crustceos (artrpodos en general), aunque tambin presente en la pared celular de hongos y bacterias y tegumento de nematelmintos. De estructura cristalina resistente a disolventes enzimticos y a la degradacin bacteriana. Polisacrido que lleva unidades de acetil glucosamina.

d. Agar.- Polmero de algas marinas (Rodfitas), contienen galactosa (D y L).

C) Polisacridos Complejos.

Mucopolisacridos.- Constan de cadenas de carbohidratos complejos caracterizadas por el contenido de aminoazcares y cidos urnicos.a.Mucopolisacridos neutros.

Peptidoglucano o Mureina.-Es constituyente estructural de la pared celular de las bacterias. Brinda proteccin osmtica evitando el ingreso de agua en el citosol bacteriano En las bacterias Gram (estafilococcus, estreptococcus), adems de peptidoglucano, contiene en su pared los cidos teicoicos, y teicuronicos y las bacterias Gram (salmonella y shigella) contienen diversos lipopolisacaridos. El peptidoglucano es un heteropolisacarido que presenta cadenas paralela unidas por enlaces covalentes de cadenas peptdicas transversales. La unidad bsica es el mucopeptido, disacrido conformado por la N-acetilglucosamina y el cido N-acetilmuramico.

b.Mucopolisacridos cidos.- Contienen en su molcula H2SO4 y otros cidos, y son de importancia biolgica entre ellos:

cido Hialurnico.- Se halla en el lquido sinovial, en el humor vtreo, donde ejerce accin lubricante.

Heparina.- Con propiedades anticoagulantes, de la sangre, se halla en el hgado, bazo y pulmones. Inhibe la conversin de protrombina en trombina durante la coagulacin.

Sulfato de condroitina.- Se halla en tejido cartilaginoso.

Sulfato de dermatano y queratano.- Se halla en la piel, y en epitelios.

Glucoproteinas.- Formado por carbohidratos que en muchos casos es un oligosacrido unido a protenas.Los ms importantes son:

a.En el plasma:

Fibringeno.- Interviene en la coagulacin sangunea.

Inmunoglobulina.- Participa en mecanismos de defensa.

b.Hormonas:

Gonadotropina carionica, FSH = Hormona folculo estimulante, TSH = Hormona estimulante de la tiroides.

c.Enzimas.- Ribonucleasa y desoxirribonucleasa, producidas en el pncreas.

Son molculas orgnicas constituidas por C, H, O (a veces P, N y S) que representan cadenas hidrocarbonadas con funcin cida carboxilo ( COOH).

Se caracterizan por ser insolubles en agua y solubles en solventes orgnicos como cloroformo, ter, benceno, alcohol.

FUNCIONES

1.Presentan estrecha relacin con el metabolismo energtico, siendo importantes en la dieta alimenticia. Tienen un elevado contenido energtico en relacin con su peso y en comparacin con otras molculas, as por ejemplo:

1 g

lpidos

9.3 kcal/g.

1 g

protenas

4.1 kcal/g.

1 g

carbohidratos

4.1 kcal/g.

2.Son unidades estructurales de las membranas celulares.3.Algunas hormonas y vitaminas son de naturaleza lipdica y realizan funciones especficas de regulacin en el organismo.

4.Acta como aislante trmico en tejidos subcutneos y alrededor de ciertos rganos.

5.Lpidos no polares actan como aislantes elctricos (tejido nervioso con abundante grasa).

CLASIFICACIN DE LOS LPIDOS1. LPIDOS SIMPLESConstituidos solo por C,H,O. Formados por la unin de un alcohol ms cidos grasos. Se dividen en:

A) Acilglicridos (glicridos o grasas neutras).

B) Ceras (cridos).

A) Acilglicridos: Glicerol + cidos Grasos (Saturados o Insaturados)

Glicerol, glicerina o propanotriol, muestra la siguiente estructura:

CH2 OH

CH OH

CH2 OH

cidos Grasos.- Son cadenas hidrocarbonadas, que en los sistemas biolgicos contienen un nmero par de tomos de carbono. De acuerdo a la presencia o no de enlaces simples o dobles, se pueden clasificar en:a) cidos Grasos Saturados.- Presentan solo enlaces sencillos entre los carbonos. Dan poca permeabilidad a la membrana celular. Son de origen animal, p.e. manteca de cerdo, cebos de res, cordero, de gallina, etc. Tambin pueden presentar mohos, bacterias y plantas superiores, tienen un punto de fusin alto, son slidos. Entre las grasas saturadas ms abundantes que se hallan en los seres vivos estn:

Lurico.

Con 12 carbonos: CH3 (CH2)10 COOH: C11H23 COOH

Mirstico.

Con 14 carbonos: CH3 (CH2)12 COOH: C13H27 COOH

Palmtico.

Con 16 carbonos: CH3 (CH2)14 COOH: C15H31 COOH

Esterico.

Con 18 carbonos: CH3 (CH2)16 COOH: C17H35 COOH

Lignocrico.Con 24 carbonos: CH3 (CH2)22 COOH: C23H47 COOH

b) cidos Grasos Insaturados.- Se caracterizan por presentar un doble enlace entre sus carbonos. Dan mayor permeabilidad a la membrana celular. Son de origen vegetal (p.e aceites vegetales). Tienen un punto de fusin bajo y son de consistencia fluida. Entre los de mayor abundancia en el organismo animal estn:

Palmitoleico.- Con 16 carbonos y un doble enlace entre el 7 y 8:

CH3 (CH2)5 CH=CH (CH2)7 - COOH

Olico.- Con 18 carbonos y un doble enlace entre el 9 y 10:

CH3 (CH2)7 CH = CH (CH2)7 COOH

Los cidos con ms de un doble enlace se llaman Poliinsaturados, y los de importancia fisiolgica son:

Linolico.- Con 18 carbonos y dos dobles enlaces, entre el 6 y 7, 9 y 10:

CH3 (CH2)4 CH = CH CH2 CH = CH (CH2)7 COOH

Linolnico.- Con 18 carbonos y tres dobles enlaces, entre 3 y 4, 6 y 7, 9 y 10:

CH3 CH2 CH = CH CH2 CH = CH CH2 CH = CH (CH2)7 COOH

Araquidnico.- Con 18 carbonos y 4 dobles enlaces.

A los tres ltimos cidos se les llama cidos grasos esenciales, debido a que en los organismos no se sintetizan pero se deben incluir en la dieta alimenticia.

(Los acilglicridos se forman por procesos de esterificacin que sufre el glicerol al unirse a los cidos grasos, estableciendo as el enlace ster, con prdida de molculas de agua. Dicho enlace, se forma por la prdida de un OH del grupo carboxilo del cido graso y un tomo de H del grupo OH del glicerol

CH2O H

HO OC(CH2)nCH3

H2O

CH O H + HO OC(CH2)nCH3

+H2O

CH2O H

HO OC(CH2)nCH3

Hidrlisis

Glicerol cidos Grasos

CH2 O C (CH2)n CH3CH2 O C (CH2)n CH3CH2 O C (CH2)n CH3

Enlace Ester

Los acilglicridos a su vez se dividen de acuerdo al nmero de esterificaciones en:

a) Monoglicridos.- Glicerol + 1 cido graso

b) Diglicridos.- Glicerol + 2 cidos grasos

c) Triglicridos.- Glicerol + 3 cidos grasos. Llamados tambin como grasas neutras y dependiendo del tipo de cidos grasos pueden ser:

Grasas Simples u Homoglicridos.- cidos grasos iguales p.e. Tripalmitina.

Grasas Mixtas o Heteroglicridos.- cidos grasos diferentes p. e. la grasa humana tiene 2 cidos oleicos y 1 cido esterico.

B) Ceras o Cridos:Estn formados por un alcohol monovalente (monohidrico) de peso molecular elevado que se esterifica a un cido graso superior. Funcin principal, proteccin. Pueden ser:

a)De origen vegetal.- Las que se hallan recubriendo hojas, frutos, semillas.

b)De origen animal.- La cera de abeja, la lanolina (se extrae de la grasa de la lana), el cerumen humano, el palmitato de colesterilo (en el plasma sanguneo).2. LPIDOS COMPLEJOS, COMPUESTOS o HETEROLIPIDOS: CHO+P,NSon los componentes principales de las membranas biolgicas, se subdividen en:

A) Fosfolpidos: Glicerol + cidos Grasos + cido Fosfrico (H3PO4)

G + AG + APa. Fosfoglicridos: Glicerol + cidos Grasos + cido Fosfrico +Alcohol aminado

El alcohol aminado que contiene la base nitrogenada puede ser colina, etanolamina o serina (tambin inositol). Los cidos que contienen los fosfoglicridos presentan largas cadenas hidrocarbonadas que tienen carcter hidrofbico y es la parte polar que tambin se conoce como colas; en cambio la parte hidroflica que es el grupo polar, que tambin se llama cabeza contiene a cido fosfrico que puede ionizarse positiva o negativamente. Por esta caracterstica de doble naturaleza, a los lpidos se las cataloga como molculas anfipticas.Los fosfoglicridos como componentes de las membranas biolgicas sitan la cabeza hidroflica hacia el interior y exterior de a clula en relacin con el ambiente acuoso; mientras que las colas hidroflicas se dirigen hacia el interior de la membrana, formando una bicapa lipdica entre las que se hallan molculas de protena. La fluidez de la membrana depende de la naturaleza de los cidos grasos, de los fosfoglicridos, siendo ms rgida cuando predominan los cidos grasos saturados. Dentro de los fosfoglicridos ms importantes tenemos:

( Lecitinas: G + 2 AG + AP + Colina = Fosfatidilcolina

Que tienen alcohol animado a la colina, son constituyentes de las membranas celulares, adems presentan como cidos grasos al palmtico y olico. Las lecitinas son consideradas como reserva corporal de colina que bajo la forma de acetil colina acta en la transmisin de los impulsos nerviosos. Son los fosfolpidos ms abundantes de la membrana celular y se ubica en mayor proporcin en la lmina externa. El dipalmitoil lecitina, es un agente de superficie que evita la adherencia entre las superficies internas de los pulmones, su ausencia en lactantes produce afecciones respiratorias.

( Cefalinas: G + 2 AG + AP + Serina = Fosfatidilserina

G + 2 AG + AP + Etanolamina = FosfatidiletanolaminaSe hallan en el cerebro y distribuidos en mayor concentracin en la lamina interna de la membrana celular.

(Algunos venenos de serpientes actan sobre los fosfoglicridos desprendindoles una molcula de cido graso y las lecitinas y cefalinas se convierten en Lisolecitinas y Lisocefalinas que son compuestos con propiedades hemolticas (destruyen los glbulos rojos).

( Cardiolipinas: 3G + 4AG + 2AP = FosfatidilglicerolLlamadas tambin como difosfatidilgliceroles, se hallan en las membranas de las mitocondrias, en el msculo cardiaco y en membranas de bacterias.

b. Fosfoesfingolipidos (Esfingomielinas):

Esfingosina + cidos Grasos + cido Fosfrico + Colina

Son componentes de las membranas celulares. Se encuentran en grandes cantidades en el encfalo y en el tejido nervioso. La combinacin de la esfingosina con un cido graso se llama ceramida y son comunes en el tejido nervioso, el pulmn, y el bazo.

B) Glucolpidos: Lpidos + CarbohidratosLpidos ampliamente distribuidos e todos los tejidos corporales en particular importantes en los tejidos nerviosos (encfalo). Se presentan en la membrana celular sobre todo en la lmina externa cumpliendo funciones de comunicacin y contacto intercelular en la cual contribuyen a los carbohidratos de la superficie de la clula. Se subdividen en:

a. Glucoacilglicridos: Glicerol + 2 AG + Carbohidratos (Glucosa o Galactosa)

b. Esfingolpidos o Glucoesfingolpidos: Esfingosina + AG + Carbohidrato

Ceramida + Carbohidrato

Son los glucolpidos ms importantes en los organismos animales, pueden ser:

(Cerebrsidos.- E + AG + CH

Si llevan galactosa toman el nombre de galactosilceramida y si tienen glucosa glucosilceramida. La galactosilceramida abunda en el cerebro, tejido nervioso, especialmente en la sustancia blanca con funcin estructural en la formacin de las vainas medulares bajo la forma de, Cerebrona (cido cerebronico), cerasina (cido lignocrido) neurona (cido neurnico). En los tejidos extraneurales abunda la glucosilceramida.

(Ganglisidos.- E + AG + CH + cido Silico (1/+)

Derivados de la glucosilceramida. El cido neuramnico constituye el principal cido silico presente en los tejidos humanos. Tambin en gran cantidad en los tejidos nerviosos, al parecer cumplen funciones receptoras (toxinas). El ganglisido ms sencillo es el GM3 (con 1 NeuAc). Distribuidos en la sustancia gris del cerebro.

(Sulfatidos.-

E + AG + CH + cido Sulfrico (H2SO4)

Derivados de la galactosilceramida, que se presentan en gran cantidad en la mielina.

C) Lipoprotenas:Lpidos + ProtenasLpidos no polares (TAG) y anfipticos (fosfolpidos) unidos a protenas mediante interacciones hidrofbicas y electrostticas. Se forman a nivel de las clulas intestinales y luego se secretan al sistema linftico y posteriormente a la circulacin. Todos los productos hidrfobos y liposolubles de la digestin forman lipoprotenas, con lo cual se facilita su transporte entre tejidos en un ambiente acuoso, el plasma. De manera general las lipoprotenas permiten el transporte de los lpidos en el organismo para fines de su utilizacin y almacenamiento. Existen cuatro grupos de lipoprotenas:

a.Quilomicrones.- Se encuentran en el quilo formado solo en el sistema linftico que drena el intestino, transporta el 96 % de TAG y colesterol, desde el intestino delgado al tejido adiposo e hgado.

b.Lipoprotenas de muy baja densidad (VLDL).- Transporta 60 % de TAG y 15% de colesterol desde el hgado hacia los tejidos extrahepaticos.

c.Lipoprotenas de baja densidad (LDL).- Transporta 50% de colesterol y 10% de TAG hacia tejidos perifricos, donde regula su sntesis en estos tejidos.

d.Lipoprotenas de alta densidad (HDL).- Transportan apenas 3 % de TAG, 18% de colesterol y 50% de protenas desde los tejidos perifricos al hgado.

3. LIPIDOS DERIVADOS

A) EsteroidesSon compuestos derivados de hidrocarburos tetraciclicos (4anillos), del ciclo pentano perhidrofenantreno, que contiene un esqueleto de 17 tomos de carbono, que al ser hidrolizados no dan cidos grasos. a. Esteroles.- El ms representativo es el Colesterol.

(Colesterol.- Distribuido en todas las clulas del cuerpo en particular en el sistema nervioso. Componente importante de las membranas biolgicas, y de las lipoprotenas plasmticas. Tambin se halla en le plasma sanguneo (200 mg/dl); se le relaciona con procesos de arterioesclerosis (endurecimiento de las arterias por acumulacin de colesterol). Como derivados del colesterol tenemos:

cidos Biliares.- Que se conjugan con el aminocido glicina o con un derivado de la cistena que es la taurina, dando lugar las sales biliares, con propiedades emulsificantes, que ayudan ala digestin de los lpidos.

Pregnenolona.- Precursor de las hormonas esteridicas como; andrgenos (hormona sexual masculina) y estrgenos (hormona sexual femenina), y a las hormonas adrenocorticales como; corticosteroma y aldosterona.

Estradiol.- Regula los caracteres sexuales secundarios.

(7 dihidrocolesterol.- Que en la piel por accin de la luz solar se transforma en vitamina D3 o colicalciferol.

(Ergosterol.- Que es el esterol vegetal, tambin por irradiacin se transforma en vitamina D2 o calciferol.

B) Terpenos o Isoprenoides

Derivados de la polimerizacin del isopreno (2 metil 1,4 pentadieno), formando sistemas de doble enlace conjugados.

a.Monoterpenos: Vegetales (olor y sabor); mentol alcanfor limonero, geraniol, gomas, resinas.

b.Sesquiterpenos: U de 3 isoprenoides; farnesol.

c.Diterpenos: U de 4 isoprenoides; fitol (parte de la clorofila, precursor de la vitamina A)

d.Triterpenos: U de 6 isoprenoides; escualeno y lanosterol (precursor del colesterol)e.Tetraterpenos: U de 8 isoprenoides.Carotenos (Lipocromos): Presentes formando parte de aceites esenciales y aromticos, solubles en grasas. Los naturales derivan del licopeno.

- Vit. A (retinol-prpura visual-rodopsina)

- Vit. E (tocoferol - antioxidante)

- Vit. K (naptoquinona - antihemorragica)

- Alfa y Beta carotenos (precursor de la vitamina A)XantofilasC) Prostaglandinas (Eicosanoides):

Se originan del cido araquidonico, se puede aislar de la membrana plasmtica. Con funciones reguladoras hormonales.Funciones:

- Favorecen la flexibilidad de los eritrocitos.

- Disminuyen la secrecin gstrica.

- Participan en el ciclo reproductor femenino.

- Inducen el parto.

- Estimulan la secrecin de renina durante la fiebre.

- En el SNC alteran la actividad de los neurotransmisores.

- Actan en procesos alrgicos e inflamatorios.

Propiedades Qumicas de los Lpidos

1.Hidrogenacin.- Los cidos grasos no saturados, pueden transformarse en saturados al reaccionar con hidrgeno (H).

CH3 (CH2)7 CH=CH (CH2)7 COOH + H

CH3 (CH2)16 COOH

cido oleico. No saturado-Fluido

cido esterico. Saturado-Slido

Comercialmente, esta propiedad se utiliza para transformar los aceites vegetales en oleomargarinas que son slidas.

2.Hidrlisis.- Las grasas, por hidrlisis y en presencia de la enzima lipasa, se desdoblan en glicerol y cidos grasos.3.Saponificacin.- Cuando la hidrlisis se realiza en medio alcalino, se obtiene glicerol y sales de cidos grasos y jabones.4.Consistencia.- Una grasa de origen animal es slida y predominan los cidos grasos saturados, p.e. el cebo, la manteca, y es fluida al la temperatura del ambiente como los aceites de origen vegetal y predominan los cidos grasos no saturados.5.Solubilidad.- Insolubles en agua y solubles en solventes orgnicos.

AMINOCIDOS

Aminocido (Aa)

R

H2N

C (

COOH

H

R

R

HOOC C ( NH2

-OOC C ( NH3+

H

H

Tericamente

Biolgicamente

Los aminocidos son las unidades monomericas y forman el esqueleto polipeptdico de las protenas. En la naturaleza existen aproximadamente 300 Aa de los cuales solo 20 llamados como (-aminocidos son los ms importantes. Dentro de las funciones que desempean podemos citar que participan en la transmisin nerviosa, regulacin del crecimiento celular, biosntesis de porfirinas, purinas y pirimidinas, comunicacin celular, etc.

Propiedades fsico-qumicas de los Aminocidos

1.- Actividad ptica.- Capacidad de desviar el plano de luz polarizada. Se debe ala configuracin tetradrica del carbono. Sus valores son medidos en rotacin ptica y rotacin especfica. * Todo compuesto con carbono asimtrico tiene actividad ptica.

Los aminocidos pueden ser L y D-estereoismeros, que son el resultado de la direccin a la cual gira la luz polarizada. Son L-aminocidos si la luz gira a la izquierda = Levgiro; y D-aminocidos, si la luz gira a la derecha = Dextrogiro.

Los aminocidos biolgicamente activos son los L-A, y son los que conforman las protenas.

COO

COO

NH3+ C H

H C NH3+

CH3

CH3

L- Alanina

D-AlaninaLos D-A, tambin participan en la actividad biolgica dentro de la clula, pero en la estructura y funciones de las protenas.

* La Glicina sale de la regla porque no presenta carbono asimtrico (R = H)

2.- Carcter cido y bsico de los aminocidos.- Se debe a la presencia de COO- y NH3+, propiedad conocida como el anfoterismo. Se comporta como cido cuando dona protones y se comporta como bsico cuando acepta protones. Cerca del pH neutro los grupos amino y carboxilo de los aminocidos se ionizan y contienen una carga (+) y una (-), por lo que se les denomina anfteros. A un pH mas bajo suprime la disociacin del grupo carboxilo y hace que la molcula se cargue positivamente. A un pH ms alto el ion hidrgeno unido al grupo amino se disocia y la molecula se carga negativamente.

NH3+

NH3+

NH2

OH

O

O R C C

R C C R C C

O

O

O

H

H

H

* El punto isoelctrico es cuando el aminocido se encuentra en su forma neutra a un pH de 7, donde las cargas estn equilibradas, generalmente en medio acuoso no acepta ni dona electrones. A la forma ionizada se le denomina como switerion.

3.- Capacidad tamponante.- Se comportan como tampones o buffers, por estar en un momento como cido y en otro como base. Las protenas, por esto forman parte de este sistema de amortiguamiento; p.e. la histidina, que forma parte de la hemoglobina, tampona a un pH cercano a 7.

Clasificacin de los Aminocidos

1. Desde el punto de vista diettico

A) Aa Esenciales.-No son sintetizados por el hombre ni animales superiores ey se tienen que ingerir en los alimentos.Valina (Val) V

Leucina (Leu) L

Isoleucina (Ile) I

Lisina (Lis) K

Metionina (Met) M

Fenilalanina (Fen) (Phe) F

Triptofano (Trp) (Try) W

Treonina (Tr) (Thr) T

Histidina (His) H *

Arginina (Arg) R *B) Aa No Esenciales.- Son sintetizados por el organismo humano y no requieren ser ingeridos con los alimentos.Glicina (Gli) (Gly) G

Alanina (Ala) A

Prolina (Pro) P *(Iminoacido)

Acido Aspartico (Asp) D

Acido Glutmico (Glu) E

Asparragina (Asn) N

Glutamina (Glu) Q

Serina (Ser) S

Cisteina (Cis) (Cys) C

Tirosina (Tir) (Tyr) Y2. Desde el punto de vista biolgicoA)Aminocidos proticos.- Aquellos que forman parte de las protenas. Los 20 A.Pueden ser:

a.A codificables.- Representan la informacin gentica durante la sntesis de protenas y no sufren reacciones adicionales.

b.A no codificables.- Cuando no llevan informacin gentica porque sufren modificaciones post-traduccionales, como metilacin, acetilacin, fosforilacin, etc.

B) Aminocidos no proticos.- No forman parte de las protenas, pero son precursores o intermediarios en la sntesis de A, o que se encuentran en las paredes celulares, entre stos tenemos a los D-A, p.e. la citrulina y la ornitina, intermediarios de la sntesis de arginina, la D-serina (gusanos de tierra), D-alanina (larvas de gusanos), -aminobutlico (impulsor de las reacciones nerviosas), D- aspartato, D- serina (encfalo humano)

3. Desde el punto de vista bioqumicoA) Aminocidos alifticos.- Tienen cadena abierta y se subdividen en:

a. Neutros.- Con un grupo carboxilo y un grupo amino. Comprende:

* Simples: Gli, Ala, Val, Leu, Ile.

* Azufrados: Cis, Met.

* Hidroxilados: Ser, Tr.

b. cidos.- Con dos grupos carboxilo y un grupo amino: Asp, Glu.

c. Bsicos.- Con un grupo carboxilo y dos grupos amino: Lis, Arg.d. Aminocidos que contienen amido.- Con cadenas laterales amdicas: Asn, Gln.

B. Aminocidos aromticos.- Con cadenas cerradas o anillos: Fen, Tir.

C. Aminocidos heterocclicos: Pro, Trp, His.

R O

H R

( H2N C C OH + N C COOH

H

H

H

R O H R

(

H2N C C N C COOH + H2O

H

HCARACTERSTICAS GENERALES DE LAS PROTEINAS

Son el grupo de molculas con mayor versatilidad de funciones biolgicas. Cumplen funciones estructurales y fisiolgicas:

Constituyen del 40 a 50 % del peso seco de la clula.

Su importancia se debe a que estn presentes en todas las especies, independientemente de la actividad biolgica que desarrollen.

Su composicin se fundamenta bsicamente en los 20 ( aminocidos.

Cada clase de protena tiene una secuencia nica de aminocidos que est genticamente determinada y su alteracin puede producir un funcionamiento anormal.

Las protenas, junto con los cidos nuclicos, son la base molecular de la herencia y llevan la informacin gentica.

Por tener gran tamao molecular, las protenas forman soluciones coloidales que no atraviesan las membranas semipermeables.

Las cadenas polipeptdicas de las protenas no presentan ramificaciones.

Las protenas estn formadas por ms de una cadena polipeptdica.

Presentan un elevado peso molecular y por lo general estn constituidos de entre 100 a 300 restos de aminocidos, pero algunas presentan ms de 300, p.e., la seroalbmina = 500 restos de A y la miosina = 1800 restos de A.

Las protenas presentan niveles estructurales elevados, basados en la secuencia de A, la conformacin de las cadenas polipeptdicas y la asociacin de los mismos.

NIVELES ESTRUCTURALES DE ORGANIZACIN DE LAS PROTENAS

1. Estructura primaria.- Se refiere a la composicin de aminocidos, su secuencia lineal especfica y orden (da lugar a varios tipos de secuencia). Frederick Sanger, estableci la secuencia de aminocidos de la insulina de res y postul a que esta secuencia est determinada genticamente. La estructura primaria es importante para determinar la funcin de la protena.

2. Estructura secundaria.- Se refiere a la posibilidad de establecer enlaces de carcter no covalente entre los grupos funcionales de una o varias cadenas peptdicas, permiten adoptar conformaciones de menor energa libre. La estructura secundaria se refiere a la conformacin de la protena que da lugar a enrrollamientos y plegamientos de la cadena polipeptdica. Los enlaces que participan y estabilizan esta estructura son los puentes de hidrgeno entre los grupos imino (NH) y carbonilo (CO), que presentan las siguientes conformaciones:

a.( Hlice.- La cual completa una vuelta cada 3.6 residuos de aminocidos. La altura o distancia de cada vuelta es de 55 nm. Muestran un enrrollamiento dextrgiro, en cambio, las protenas cancergenas, se enrollan a la izquierda (levgiro). La ( hlice est formada por L- aminocidos o D-aminocidos, pero nunca por la combinacin de ambos. En la ( hlice, los grupos R estn orientados hacia fuera de la hlice.

b.( Hlice u hoja plegada.- Los enlaces de hidrgeno se establecen entre grupos carboxilo y amino de cadenas peptdicas distintas. Es una estructura estirada y puede ser de forma paralela (cadenas interactan en un mismo sentido) y antiparalela (en sentidos contrarios).

H3N+

NH3+

NH3+

COO

= O ...... H

= O ...... H

H ...... O =

COO

COO

COO

NH3+

Paralela

Antiparalela

c.Estructura al azar.- De igual importancia que ( hlice y ( hlice. No se identifican sus estructuras. Por lo general, las protenas al estado natural, tienen este tipo de conformacin.

3. Estructura terciaria.- La protena adquiere una configuracin tridimensional al doblarse en el espacio; estos pliegues sitan en el interior los grupos hidrfobos y en el interior los grupos hidrfilos. La estructura terciaria de las protenas queda conformada por las siguientes interacciones.

a.Enlace covalente.- Poseen el enlace peptdico y el disulfuro que se forman entre dos cistenas.

b.Enlace no covalente.- Comprende:

*Interacciones polares.- Los puentes de hidrgeno que estabilizan la estructura terciaria y las interacciones inicas entre los grupos con carga elctrica contraria.

*Interacciones no polares.- Aquellas interacciones hidrofbicas de las cadenas laterales de aminocidos no ionizables.

4. Estructura cuaternaria.- Cuando se asocian cadenas polipeptdicas para dar lugar a la protena activa, p.e, la hemoglobina tiene una estructura tetramrica, formada por 2 subunidades ( y 2 subunidades (, siendo la molcula activa (2(2.

FUNCIONES BIOLGICAS DE LAS PROTENAS

1.Catlisis enzimtica.- Las enzimas son protenas biocatalizadoras que aumentan la velocidad de las reacciones qumicas en los sistemas biolgicos.

2.Transporte y almacenamiento.- Las protenas transportan iones y molculas especficas, p.e., la hemoglobina, transporta oxgeno en la sangre; la transferina, en el plasma sanguneo, transporta hierro y se almacena en el hgado bajo la forma de ferretina o hemosiderina.

3.Estructural.- Forman parte de estructuras permanentes, p. e.: las protenas de las membranas, la queratina en el pelo y las uas, el colgeno en la piel y los huesos.

4.Proteccin inmune.- Los anticuerpos son protenas que reconocen y se combinan con antgenos como las bacterias y los virus, formando un complejo antgeno-anticuerpo, que da la reaccin de precipitina que inmoviliza las sustancias extraas.

5.Reguladora y hormonal.- Existen hormonas de naturaleza polipeptdica y protica, como la insulina, el glucagon (metabolismo de la glucosa), la hormona adenocorticotrpica (ACTH).

6.Energtica.- Producto de su oxidacin tambin generan energa aprovechable.

CLASIFICACIN DE LAS PROTENASDe acuerdo a su composicin y solubilidad, las protenas se clasifican en 3 grupos: simples, conjugadas y derivadas.

1. PROTENAS SIMPLESCuando, por hidrlisis, las protenas dan lugar a aminocidos. Estas a su vez pueden ser:

a.Albminas.- Son solubles en agua pura, como:

Ovoalbmina, en el huevo.

Seroalbmina, en la sangre.

Lactoalbmina, en la leche.

b.Globulinas.- De forma esfrica u ovoidea, insolubles en agua destilada:

Ovoglobulina, en el huevo.

Gammaglobulina, en la sangre (forman anticuerpos).

c.Glutelinas.- Insolubles en agua pura y soluciones salinas diluidas, pero solubles en cidos o bases diluidas:

Gluten (trigo).

Orizena (arroz).

d.Gliadinas.- Se hallan en las semillas de los cereales:

Gliadina (trigo).

Zena (maz).

Hordena (cebada).

e.Histonas.- De reaccin bsica, debido a aminocidos diaminos. Se hallan en el ncleo, con el ADN:

Histona del timo.f.Protaminas.- Son protenas bsicas, solubles en agua, se hallan en los espermatozoides de los peces:

Salmina, en el salmn.

Esturina, en el esturin.

f.Escleroprotenas.- Son slidas, insolubles en agua, forman fibras y realizan la funcin de proteccin y soporte:

Queratina, en pelos, uas, plumas, pezuas.

Colgeno, en tendones, piel y huesos.

Elastina, en ligamentos.

Las protenas parecidas a las escleroprotenas, por ser fibrilares, son la actina y la miosina, responsables de la contraccin muscular y el fibringeno, que interviene en la coagulacin de la sangre.

2. PROTENAS CONJUGADASAquellas que estn formadas por protena y un grupo prosttico o no protico. Estas, se subdividen en:

a.Nucleoprotenas.- Son protenas unidas a los cidos nuclicos (ADN y ARN):Desoxirribonucleoprotenas.

Ribonucleoprotenas.

b.Fosfoprotenas.- Aquellas que tienen como grupo prosttico al cido fosfrico:

Casena de la leche.

c.Cromoprotenas.- El grupo prosttico es el grupo porfirina (porfirinoprotenas), que suele contener un tomo metlico:

En la hemoglobina, la porfirina contiene hierro.

En la clorofila, la porfirina contiene magnesio.

En la hemocianina, la porfirina contiene cobre.d.Glucoprotenas.- El grupo prosttico son polisacridos.

e.Lipoprotenas.- El grupo prosttico son lpidos.3. PROTENAS DERIVADAS

Son protenas que resultan del desdoblamiento de protenas conjugadas, de la hidrlisis de protenas simples o de las alteraciones estructurales de protenas nativas, lo que se conoce como desnaturalizacin. Estas son:

a.Proteosas, peptonas, pptidos.- Se obtienen por hidrlisis enzimtica o qumica de las protenas.

b.Protenas desnaturalizadas.- Por su naturaleza frgil y su complicada estructura, las protenas se pueden desnaturalizar por altas temperaturas y otras condiciones fisiolgicas, alterando as su estructura.

El nombre de enzima, que fue propuesto en 1867 por el fisilogo alemn Wilhelm Khne, deriva de la frase griega en zym, que significa 'en fermento'. En la actualidad los tipos de enzimas identificados son ms de 2000.La clula es un pequeo laboratorio, donde se sintetizan y degradan varias sustancias. Estos procesos son realizados por las enzimas a la temperatura normal del organismo, con moderada concentracin inica y dentro de limites estrechos de pH.Sustancias orgnicas especializadas compuestas por polmeros de aminocidos, que actan como catalizadores en el metabolismo de los seres vivos (biocatalizadores). Regulan la velocidad de muchas reacciones qumicas implicadas en dicho proceso.

Representan el grupo de molculas ms extenso y ms especializado. Son los productos ms importantes de los genes.

*Catalizador: Sustancia que acelera las reacciones qumicas sin modificarse (puede utilizarse varias veces)

Propiedades

Biocatalizadores de naturaleza proteica, por lo que pueden sufrir desnaturalizacin

Las enzimas (E), presentan uno o ms sitios activos (exactamente complementario al sustrato especifico), a los que se une el sustrato (S), formando el complejo enzima-sustrato (ES). Luego la enzima se libera y el sustrato se transforma en uno o ms productos (P).

El sitio activo es una entidad tridimensional, con una secuencia especial de aminocidos.

Especificidad con respecto al sustrato.

Solubles en agua y soluciones salinas y alcohlicas.Especificidad

Cada tipo de enzima cataliza un tipo especfico de reaccin qumica. Una enzima especfica (E) acta solo sobre un determinado sustrato (S), p.e., las enzimas proteolticas y las glucosidasas, actan sobre protenas o polisacridos, respectivamente.La especificidad puede ser de 3 tipos: Especificidad absoluta

: La E acta nicamente sobre un tipo de S.

Especificidad de grupo: La E acta sobre un grupo determinado de sustratos.

Especificidad de clase

: La actividad de la E depende del tipo de enlace y no de S.

Teoras que explican la formacin del complejo enzima-sustrato1. Teora de la llave y la cerradura: Planteada por Fisher. La especificidad entre el S y la E se explica como la relacin de una llave (sustrato) y su cerradura (enzima). En la estructura de la E existe una zona especfica, denominada sitio (centro) activo o cataltico, a la cual se une la molcula del S complementario para formar el complejo ES (transformacin cataltica).2. Teora de la adaptacin inducida: Los grupos funcionales del centro cataltico de la E no se hallan en posiciones ptimas para promover la catlisis; al encontrar un S que tiene afinidad, el centro cataltico de la E se ve obligado a reordenarse o adoptar una conformacin compatible con dicho S, para formar el complejo ES.Estructura y composicin

Holoenzima: Enzima funcional (activa) = Apoenzima + Cofactor

a) Apoenzima: Porcin proteica (enzima inactiva). Necesita a la coenzima para convertirse en una enzima funcional o activa.

b) Cofactor: Grupo prosttico no protico, que se une a la E para activarla. Puede ser de dos tipos:

Coenzima: Son cofactores enzimticos (molculas) de naturaleza orgnica. Ejemplos:

NAD: Nicotinamida adenn dinucletido - Coenzima de las deshidrogenasas.

NADP: Fosfato de nicotinamida adenn dinucletido - Coenzima de las deshidrogenasas.

FMN: Flavn mononucletido

FAD: Flavn adenn dinucletido

AMP: Adenosn monofosfato

ADP: Adenosn difosfato

ATP: Adenosn trifosfato

CoA: Coenzima A

Fosfato de piridoxal Coenzima de transaminasas y descarboxilasas.

Pirofosfato de tiamina Activador: Grupo prosttico. Se diferencia de la coenzima por ser un cofactor de naturaleza inorgnica, que son iones metlicos livianos, p.e. Ca (ATPasa), Fe (citocromos, peroxidasas), Mg (fosfatasas), Mn (peptidasas), Cu (tirocinasa, citocromo oxidasa), Co (peptidasas), Zn (peptidasas, alcohol deshidrogenasa), Mo (nitrato reductasas), Na, K, etc.

*Cimgenos.- Pre-enzima o precursor enzimtico, que se halla dentro de la clula en estado inactivo cuando es sintetizada. Al salir fuera es cortada en lugares especficos y es activada por las enzimas proteasas o por compuestos inorgnicos. P.e. Las enzimas producidas por el pncreas son sintetizadas como tripsingeno y quimiotripsingeno.

*Isoenzimas.- Son mltiples formas de una misma enzima que tienen pequeas diferencias en su composicin aminoacdica y a veces en su regulacin, p.e. el grupo de las deshidrogenasas lcticas (DHL).

Nomenclatura

Para dar nombre a una enzima, se pueden dar dos casos:a)De acuerdo al sustrato: se menciona primero el nombre del sustrato + sufijo asa, p.e., amilasa, lipasa, sacarasa, etc. b)De acuerdo a su funcin: el nombre del sustrato + nombre de la coenzima (si interviene) + funcin que realiza + terminacin asa, p.e., transaminasa, aminopeptidasa, etc.

*Algunas enzimas como la tripsina, ptialina y pepsina, escapan a estas reglas y mantienen su nombre anterior a esta nomenclatura.

Clasificacin

La mayor parte de las enzimas catalizan la transferencia de electrones, tomos o grupos funcionales. La clasificacin de las enzimas se realiza de acuerdo con el tipo de reaccin de transferencia, el grupo dador y el grupo aceptor, y se reconocen 6 grupos principales:1. Oxidorreductasas: Transferencia de electrones o H; p.e., citocromos b y c.

2. Transferasas: Transferencia de grupos funcionales; p.e., glucoquinasa, transaminasa.

3. Hidrolasas: Reacciones de hidrlisis o transferencia de grupos funcionales al agua; p.e., lactasa.

4. Liasas: Adicin de grupos a dobles enlaces. Ruptura o formacin de dobles enlaces; p.e., descarboxilasas.

5. Isomerasas: Transferencia de grupos en el interior de la molcula para originar ismeros; p.e., triosa fosfato isomerasa.

6. Ligasas: Forman enlaces covalentes, acoplados a la ruptura de ATP (gasto de E); p.e., polimerasas.Actividad enzimticaLas enzimas (E), presentan uno o ms sitios activos, a los que se une el sustrato (S), formando el complejo enzima-sustrato (ES). Luego la enzima se libera y el sustrato, qumicamente modificado, se transforma en uno o ms productos (P). Esta es una reaccin reversible. La enzima liberada, que conserva su estructura original, puede recombinarse con ms sustratos especficos.

En esta unin participan interacciones electrostticas, enlaces puente de hidrgeno y fuerzas de Van der Wall (enlaces no covalentes), por ser un complejo temporal el cual, luego tiene que separarse, lo que no ocurrira si los enlaces fueran covalentes

En trminos generales, pueden considerarse dos etapas en el funcionamiento de una enzima:1.Formacin del complejo especfico (Enzima-Sustrato).

2.Etapa cataltica propiamente dicha, en la que se producen los diferentes mecanismos de catlisis (hidratacin, deshidratacin, transferencia de grupos, etc.)[E] + [S]

[ES] Primera etapa[ES] [P] + [E] Segunda etapa

Factores que influyen en la actividad enzimtica

La actividad cataltica de una enzima est determinada sobre todo por su secuencia de aminocidos y por la estructura terciaria, es decir, la estructura de plegamiento tridimensional de la macromolcula.

Concentracin de la enzima.- A > concentracin de la E: > rapidez de la reaccin (actividad enzimtica).

Concentracin del sustrato.- A > concentracin del S: > rapidez de la reaccin.

Temperatura.- Al alcanzar la T ptima, la velocidad de la reaccin aumenta hasta el mximo; cuando la T aumenta, la velocidad de la reaccin disminuye hasta detener su actividad (desnaturalizacin por calor). La T ptima de las E es prxima a la del organismo.

pH.- A un pH ptimo, la velocidad de reaccin llega al mximo. Si este pH aumenta (desequilibrio de radicales ionizados cidos y bsicos), la velocidad disminuye (desnaturalizacin).

Activadores.- Iones metlicos livianos (Fe, Cu, Mn, Mg, Co, K, Zn, etc.) que ayudan a la unin de la E con el S.

Inhibidores.- Iones pesados (Pb, Hg) o molculas que limitan la actividad de una E, reversible o irreversiblemente.Inhibicin enzimticaLos inhibidores son molculas que se unen a las E para disminuir la velocidad de la reaccin enzimtica. La inhibicin puede ser reversible o irreversible.

1. Inhibicin reversible.- Cuando el inhibidor (I) y la enzima (E) se unen mediante enlace no covalente. Comprende:a) Inhibicin competitiva.- I y S tienen semejante conformacin y compiten por el sitio activo o cataltico de la E, desplazando el I al S. Como resultado se forma el complejo enzima-inhibidor (EI). Es reversible, porque al aumentar la concentracin del S, se desplaza al inhibidor. Ejm., la succinato deshidrogenasa, tiene como sustrato el succinato y como inhibidor al malonato.b) Inhibicin acompetitiva.- La E tiene un solo sitio cataltico y el complejo ES ya est formado y el I acta sobre l, formando un complejo ternario ESI. Generalmente ocurre en reacciones enzimticas con dos sustratos. Si aumentamos la concentracin del S, no recuperamos la E libre sino el complejo ES.c) Inhibicin no competitiva.- Cuando la E presenta ms de un sitio cataltico, entonces no existe competencia por el sitio activo, el S se une a uno de ellos y el I a otro, formando el complejo ESI. No puede ser anulada por concentraciones altas de S. La velocidad disminuye.2. Inhibicin irreversible.- Cuando el inhibidor (I) y la enzima (E) se unen mediante enlace covalente, lo cual ocasiona una modificacin del sitio cataltico (alteracin de uno o ms grupos funcionales) de la E volvindola inactiva. Este tipo de inhibicin tambin puede deberse a la desnaturalizacin de la enzima.

El trmino fue introducido por Funk (1911), quien lo utiliz en alusin a la carencia de aminas vitales. En la actualidad, este trmino se emplea para referirnos a sustancias orgnicas de bajo peso molecular, esencial en el metabolismo y necesario para el crecimiento y, en general, para el buen funcionamiento del organismo.

Las vitaminas son requeridas en pequeas cantidades y deben ser obtenidas a partir de los alimentos, ya que, a excepcin de la vitamina D, no pueden ser sintetizadas por el cuerpo humano. La carencia de stas da origen a una amplia gama de disfunciones metablicas y de otro tipo que, en general, se conocen como enfermedades carenciales o avitaminosis.

Funciones generalesLas vitaminas participan en la formacin de hormonas, clulas sanguneas, sustancias qumicas del sistema nervioso y material gentico. Las diversas vitaminas no estn relacionadas qumicamente, y la mayora de ellas tiene una accin fisiolgica distinta. Por lo general actan como catalizadores, combinndose con las protenas para crear metablicamente enzimas activas que a su vez producen importantes reacciones qumicas en todo el cuerpo. Sin las vitaminas muchas de estas reacciones tardaran ms en producirse o cesaran por completo.Clasificacin

Las 13 vitaminas identificadas se clasifican de acuerdo a su capacidad de disolucin en grasa (vitaminas liposolubles) o en agua (vitaminas hidrosolubles). 1. Vitaminas liposolubles.- Suelen consumirse junto con alimentos que contienen grasa y, ya que se pueden almacenar en la grasa del cuerpo, no es necesario tomarlas todos los das. No son fcilmente absorbibles. Son las siguientes:

Vit. A o Retinol

Vit. D o Calciferol

Vit. E o Tocoferol

Vit. K

Las vitaminas liposolubles pueden bloquear el efecto de otras vitaminas o causar intoxicacin grave si se consumen en exceso.

2. Vitaminas hidrosolubles.- No se pueden almacenar y, por tanto, se deben consumir con frecuencia (diariamente), excepto algunas vitaminas B. Son fcilmente absorbibles. Tenemos:

Vitamina C o cido ascrbico

Vitaminas del Complejo B.- En total son 8:

Vit. B1 o Tiamina

Vit. B2 o Riboflavina

Vit. B3 o Niacina - cido nicotnico - Nicotinamida

Vit. B5 o cido pantotnico

Vit. B6 o Piridoxina - Piridoxal - Piridoxamina Biotina

Vit. B12 o Cobalamina

cido flico o Folato - cido pteroilglutmicoVITAMINAFUNCINFUENTEDEFICIENCIA

A

Retinol Componente de la Rodopsina, que participa en los procesos visuales.

Mantenimiento de epitelios (piel).

Regulacin de las actividades de los osteoblastos. Vegetales verdes y Amarillos (carotenos).

Hgado.

Productos lcteos. Ceguera nocturna, xeroptalmia.

Atrofia y queratinizacin de los epitelios, lesiones cutneas.

Desarrollo lento de huesos y dientes.

D

Calciferol Absorcin y utilizacin de Ca y P en el tracto gastrointestinal. Trabaja con la hormona Paratiroidea que regula el metabolismo del Ca.

Formacin de huesos. Productos lcteos.

Huevos.

Aceite de hgado de peces seos.

Luz ultravioleta. Raquitismo en nios.

Osteomalacia en adultos.

Perdida del tono muscular.

E

Tocoferol Antioxidante; evita la oxidacin de los cidos grasos.

Formacin de las membranas celulares.

Formacin del DNA y RNA y glbulos rojos.

Proteccin del hgado contra txicos. Vegetales verdes.

Aceite de germen de trigo.

Aceite de hgado de bacalao.

Semillas oleaginosas.

Yema de huevo, carne. Catlisis de las membranas de los glbulos rojos. Anemia Hemoltica.

Distrofia muscular en monos.

Androesterilidad en ratas y reabsorcin del feto en las hembras.

K

Naftoquinona Antihemorrgica, coagulacin sangunea especficamente participa en la sntesis de protrombina (factor II) por el hgado. Vegetales verdes; alfalfa, espinaca, coliflor, repollo.

Hgado. Inhibicin de la coagulacin sangunea.

C

cidoAscrbico Participa en la sntesis de colgeno y mucopolisacridos del tejido conectivo, huesos y dientes, y de los vasos sanguneos.

Actan con los anticuerpos, neutralizando la accin de los venenos. Ctricos.

Vegetales de hoja verde.

Tomates. Escorbuto; Comprende encas inflamadas, aflojamiento de dientes, pobre cicatrizacin de heridas, hemorragias.

Retardo en el crecimiento.

Baja resistencia a las infecciones.

B1

Tiamina Metabolismo de los carbohidratos.

Regulacin de las funciones nerviosas y cardiacas.

Descarboxilacin del cido pirvico en CO2 y H2O. (Sntesis de acetilcolina) Carne de cerdo, vsceras, hgado, cerebro.

Cereales, habas, nueces, levadura, pan. Metabolismo inadecuado de carbohidratos (produccin de cidos pirvico y lctico e insuficiencia energtica de clulas musculares y nerviosas.

Produce el beri-beri

Produce la Polineuritis.

B2

Riboflavina Acta como coenzima en las reacciones metablicas; FMN y FAD, actan en el transporte de H en el metabolismo de los carbohidratos, cidos grasos y aminocidos. Carnes rojas; res, cordero, huevos.

Pan integral.

Esprragos, guisantes, man, remolacha. Utilizacin inadecuada del , que provoca, visin borrosa, cataratas y ulceras de la cornea.

Queilosis (estomatitis angular), Glositis (lengua repapilada).

Dermatitis (agrietamiento de la piel). Lesiones de la mucosa intestinal.

Fotofobia.

B3

Niacina

Factor PP Actan como coenzima bajo la forma de NAD, transportando H (reacciones de oxido reduccin en la respiracin celular).

En el metabolismo lipidito inhibe la produccin de colesterol, colabora con la descomposicin de las grasas. Hgado, carne de gallina, pescado.

Cereales.

Legumbres.

Pan integral (levaduras).

Derivado del Triptofano. Pelagra; Ulceraciones y trastornos en la mucosa digestiva, diarrea, dermatitis y disturbios psicolgicos.

B5

cido Pantotenico Participa en procesos metablicos al formar parte de la Coenzima A (ciclo de Krebs).

Conversin de lpidos y aminocidos en glucosa.

Sntesis de colesterol. Hgado, riones, huevos, lcteos.

Levaduras cereales y vegetales verdes.

Sintetizado por bacterias gastrointestinales. Degeneracin neuromuscular (calambres y descoordinacin en las extremidades).

Fatiga, cefalea,

Trastornos digestivos nauseas, clicos, flatulencias, vmitos.

B6

Piridoxina Coenzimas en el metabolismo normal de los aminocidos (transfieren grupos amino). Tambin de los cidos grasos.

Produccin de anticuerpos circulantes. Hgado, carne, salmn.

Cereales (leguminosas, maz), levaduras.

Tomates espinacas, pltano.

Yogurt.

Sintetizado por bacterias del tracto gastrointestinal. Dermatitis en ojos, nariz y boca.

Neuritis (convulsiones).

Crecimiento retardado.

B12Ciano-cobalamina Coenzima del metabolismo de cidos nucleicos (sntesis de ncleo protenas).

Estimulacin de la medula sea roja para la formacin de hemates.

Sntesis del aminocido metionina.

Sntesis de colina. Productos de origen animal.

Microorganismos.

No estn presentes en los vegetales. Anemia perniciosa de Addison, hemates inmaduros (megaloblastos).

Dao irreversible del sistema nervioso (degeneracin de los axones de las neuronas de la medula espinal). Corteza cerebral aumento del tamao celular y muerte.

Biotina

Vitamina H Coenzima para la sntesis de cidos grasos. Tambin en el metabolismo de los aminocidos.

Sntesis de purinas. Carnes, rin, hgado.

Verduras, legumbres.

Yema de huevo Si se consume abundante clara de huevo la ovoidina se une con la biotina evitando su absorcin, esto genera nauseas, fatiga, dolor muscular y depresin mental.

Anorexia y anemia leve.

cido Flico En su forma coenzimtica que es el cido tetrahidroflico, actan en el metabolismo de los cidos nucleicos; sntesis de bases pricas y pirimdicas.

Conversin de Homocisteina en metionina, serina en glicina. Vegetales de hojas grandes verdes.

Hgado, levaduras,

Alimentos ricos en Fosfato.

Sintetizado por bacterias gastrointestinales. Anemia macroctica, hemates no maduran, inmaduros o megaloblastos.

Continuar...

VITAMINAS

ENZIMAS

FORMACIN DEL ENLACE PEPTDICO

pH=6-7

pH=9-10

pH=2-3

C:Carbono central Alfa; Asimtrico (quiral) o Simtrico

NH2:Grupo Amino

COOH:Grupo Carboxilo

R:Radical; diferente para cada aminocido.

PROTEINAS

+ 3H2O

O

O

O

Formacin de un triglicrido o triacilglicrido (TAG)

LPIDOS

+ H2O

O

H

OH

OH

OH

OH

H

CH2OH

H

H

O

H

OH

OH

OH

OH

H

CH2OH

H

H

0

+ H2O

O

H

H

OH

OH

OH

H

CH2OH

H

OH

O

H

H

OH

OH

OH

H

CH2OH

H

OH

( - D - Glucopiranosa

O

H

H

OH

OH

OH

H H

CH2OH

H

OH

O

O

H

H

H

OH

H

H

H

OH

H

H

H

OH

OH

OH

HOH2C

HOH2C

CARBOHIDRATOS

Sales e Iones

CO2

Excrecin:

Respiracin 850 ml

Orina1050 ml

Heces 100 ml

2000 ml

Ingestin:

Lquidos 950 ml

Alimentos 800 ml

EMBED Equation.DSMT4 de oxidacin 250 ml

2000 ml

AGUA

99 %

0,9 %

99.9 %

EMBED Equation.DSMT4

EMBED Equation.DSMT4

EMBED Equation.DSMT4

48www.antorai.com.pe

47www.antorai.com.pe

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