Biología Genética

Prof.:Jesús Fuentes

Esta estrechamente relacionado con la vida, pues la mayoría de los constituyentes primarios de los organismos incluyen átomos de ese elemento. Conforma casi el 18 % total de la materia

EL CARBONO: ELEMENTO BASE DE LOS COMPUESTOS

ORGANICOS

El carbono.• Porcentaje muy elevado si se tiene en cuenta que el

resto de esa materia es principalmente agua. Los compuestos químicos carbonados se denominan compuestos orgánicos, ya que antiguamente se creía que estaban presentes solo en los seres vivos.

• El carbono generalmente se encuentra asociado en la naturaleza a átomo de Hidrogeno (H), Oxigeno(O) y Nitrógeno(N).

• El átomo de carbono posee cuatro electrones en su capa mas externa. Esto le permite formar cuatros elementos químicos con otro átomos de carbono, forma complejas estructuras de muchas moléculas

RAZONES POR LA CUAL EL CARBONO FORMA PARTE DE LA VARIEDAD DE COMPUESTOS

• La capacidad de formar cadenas estables. La mayoría de los compuestos orgánicos están formados por cadenas en la que los átomos de carbono se unen entre si, por medio de enlaces sensillos.la estabilidad de esas cadenas se debe a que los enlaces entre los átomos de carbono son muy fuertes, por lo que se requiere de mucha energía para romper esas uniones.

• La cadena carbonada pueden ser abiertas (ramificadas o no ), cuando los átomos de carbono se establecen de manera lineal, o cerradas, cuando forman estructuras geométricas llamadas anillos( como pentágonos y hexágonos).

RAZONES POR LA CUAL EL CARBONO FORMA PARTE DE LA VARIEDAD DE

COMPUESTOS • La capacidad de formar enlaces múltiples. El tamaño

relativamente pequeño delos átomos de carbono, en comparación con otros átomos, y el número de electrones disponibles, facilita el acercamiento y la formación de enlaces múltiples(dobles y triples) con átomos de carbonos o de otros elementos.

• Los compuestos orgánicos se encuentran en la estructuras de la célula y de los tejidos, participan en las reacciones metabólicas y las regulan, son fuente de energía en los procesos biológicos y trasmiten la información genética.

• OHHOOC-CH2-C-CH2-COOH

COOHÁcido Cítrico

Ejemplos.

O

C-OHO CH3C OÁcido Acetilsalicílico

• Es difícil imaginar la relación entre una clara de huevo y un envase de agua mineral, o entre una película de fotografía y el material genético de una célula. Sin embargo, cuando se indaga acerca de la composición de estos materiales, se encuentra que muchas de sus moléculas constituyentes comparten algunas características.

Polímeros o macromoléculas.

• Están formadas por unidades estructurales llamadas monómeros, que se repiten de acuerdo con un patrón determinado, por esa particularidad se les confiere el nombre de polímero

• Todas poseen una elevada masa molecular (mayor de 10000 unidades de masa atómica , uma) por que están constituidas por miles de átomos.

• Debido a esto se las conoces con e nombre de macromoléculas.

• Muchos de los polímeros conocidos, como lo que forman los envases de agua mineral y las películas fotográficas, son sintéticos. sin embargos, también en la naturaleza se encuentra una gran cantidad de polímeros, a los que se llaman comúnmente biopolimeros. Algunos de estos como el látex, el algodón y la madera.

Polímeros o macromoléculas.

GENÉTICA MOLECULAR.• es el campo de la biología que estudia la estructura

y la función de los genes a nivel molecular. La genética molecular emplea los métodos de la genética y la biología molecular.

CARBOHIDRATOS.• A pesar de que el azúcar para endulzar es, en

apariencia, diferente de la fécula de maíz, ambos poseen un agradable sabor dulce y pertenecen al grupo de los carbohidratos, también llamados glucósidos, glúcidos o azúcares . La denominación de carbohidrato se deben a que la mayoría posee la formula general (CH2O)n, y a que e un principio se creyó que cada carbono estaba asociado al agua (Hidratado) en la proporción 1:1

CARBOHIDRATOS.• Los carbohidratos, también llamados glúcidos, se

pueden encontrar casi de manera exclusiva en alimentos de origen vegetal. Constituyen uno de los tres principales grupos químicos que forman la materia orgánica junto con las grasas y las proteínas.

• Los carbohidratos son los compuestos orgánicos más abundantes de la biosfera y a su vez los más diversos. Normalmente se los encuentra en las partes estructurales de los vegetales y también en los tejidos animales, como glucosa o glucógeno. Estos sirven como fuente de energía para todas las actividades celulares vitales

CLASIFICACION DE LOS CARBOHIDRATOS

• De manera general, los carbohidratos se pueden dividir en simples y complejos. Los azucares simples como la glucosa, son carbohidratos que no pueden ser hidrolizados en moléculas mas ,pequeñas. Los carbohidratos complejos están constituidos por la unión de dos o mas azúcares simples. Por ejemplo , la sacarosa de un dímero compuestos por dos unidades de glucosa, mientras que la celulosa es un polímero de la glucosa .

METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS

• El metabolismo es el conjunto de transformaciones fisoquimicas que ocurren en un organismo vivo , así como su integración y regulación.

• Gluconeogénesis: es la producción de nueva glucosa. Si molécula no es necesitada inmediatamente se almacena bajo la forma de Glucógeno. Generalmente en personas con requerimientos de glucosa bajos (poca actividad física), el glucógeno se encuentra almacenado en el hígado pero este puede ser utilizado y metabolizado por 2 enzimas la enzima desrramificante y la glucógeno fosforilasa.

El proceso de Gluconeogénesis se hace de muchas formas posibles, siendo las tres más importantes

Desde ácidos grasos• El mecanismo empieza cuando los ácidos grasos

mediante el proceso de lipidolísis se degradan hasta propionato, luego éste mediante una serie de reacción, ingresa al ciclo de Krebs (proceso que explicaremos más adelante), mediante la molécula de Succinil S Coa (coenzima A) y luego pasa a fumarato, luego malato y es ahí en donde se produce un pequeño inconveniente, debido a que la membrana de la mitocondria no es permeable para malato. Debido a esto es que se tendría como respuesta a la pregunta de por que están dificil bajar de peso, al no ser permeable a malato la célula tiene que ingeniársela para sacar esta molécula es así que la saca bajo la forma de oxal acetato en donde se produce las reacción anteriores hasta llegar a glucosa.

Desde láctico• El desplazamiento de las moléculas de lactato y

piruvato (en condiciones de requerimiento de energía) esta hacia piruvato esto es realizado por la enzima lactato dehidrogenasa, desde piruvico es casi imposible detener el proceso y este se carboxila (mediante la piruvato carboxilasa) para poder entrar a la mitocondria como oxal acetato. El oxal acetato pasa a Malato mediate la malato deshidrogenasa de tipo A, deacargando su protones sobre el NAD+, el malato vuelve a Oxal acetato pero Fuera de La mitocondria (debido a lo explicado anteriormente, de que el malato no es permeable en mitocondria), mediante la malato deshidrogenasa tipo b ,este pasa a Fosfo enol piruvato mediante la Fosfo enol Piruvato carboxi quinasa, para empezar nuevamente el proceso de Gluconeogenesis.

Actividad N1 Con el material que el profesor le suministró colocarse en grupos de 5 y analizar e interpretar el ciclo de krebs, de una manera analítica y explicita valor 1 pto, y 1 pto la defensa.

PROTEINAS.• son macromoléculas formadas por cadenas lineales

de aminoácidos. El nombre proteína proviene de la palabra griega πρώτα ("proteios"), que significa "primario" o del dios Proteo, por la cantidad de formas que pueden tomar.

• Las proteínas desempeñan un papel fundamental para la vida y son las biomoléculas más versátiles y más diversas. Son imprescindibles para el crecimiento del organismo. Realizan una enorme cantidad de funciones diferentes, entre las que destacan:

PROTEINAS• Reguladora (insulina y hormona del crecimiento), • Transportadora (hemoglobina), • Inmunológica (anticuerpos), • Enzimática (sacarasa y pepsina), • Contráctil (actina y miosina). • Las proteínas están formadas por aminoácidos.• Las proteínas de todos los seres vivos están determinadas

mayoritariamente por su genética (con excepción de algunos péptidos antimicrobianos de síntesis no ribosomal), es decir, la información genética determina en gran medida qué proteínas tiene una célula, un tejido y un organismo.

• Las proteínas se sintetizan dependiendo de cómo se encuentren regulados los genes que las codifican. Por lo tanto, son susceptibles a señales o factores externos. El conjunto de las proteínas expresadas en una circunstancia determinada es denominado proteoma.

FUNCIÓN DE LAS PROTEINAS

• Las proteínas ocupan un lugar de máxima importancia entre las moléculas constituyentes de los seres vivos (biomoléculas). Prácticamente todos los procesos biológicos dependen de la presencia o la actividad de este tipo de moléculas. Bastan algunos ejemplos para dar idea de la variedad y trascendencia de las funciones que desempeñan. Son proteínas:

• Casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones químicas en organismos vivientes;

• Muchas hormonas, reguladores de actividades celulares; • La hemoglobina y otras moléculas con funciones de transporte en la

sangre; • Los anticuerpos, encargados de acciones de defensa natural contra

infecciones o agentes extraños; • Los receptores de las células, a los cuales se fijan moléculas capaces de

desencadenar una respuesta determinada; • La actina y la miosina, responsables finales del acortamiento del músculo

durante la contracción; • El colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén.

PROPIEDADES DE LAS PROTEINAS

• Solubilidad: Se mantiene siempre y cuando los enlaces fuertes y débiles estén presentes. Si se aumenta la temperatura y el pH, se pierde la solubilidad.

• Capacidad electrolítica: Se determina a través de la electroforesis, técnica analítica en la cual si las proteínas se trasladan al polo positivo es porque su molécula tiene carga negativa y viceversa.

• Especificidad: Cada proteína tiene una función específica que está determinada por su estructura primaria.

• Amortiguador de pH (conocido como efecto tampón): Actúan como amortiguadores de pH debido a su carácter anfótero, es decir, pueden comportarse como ácidos (aceptando electrones) o como bases (donando electrones).

CLASIFICACION DE LS PROTEINAS

• Proteínas simples: Producen solo aminoácidos al ser hidrolizados.Albúminas y globulinas: Son solubles en agua y soluciones salinas diluidas (ej.: lactoalbumina de la leche).Glutelinas y prolaninas: Son solubles en ácidos y álcalis, se encuentran en cereales fundamentalmente el trigo. El gluten se forma a partir de una mezcla de gluteninas y gliadinas con agua.Albuminoides: Son insolubles en agua, son fibrosas, incluyen la queratina del cabello, el colágeno del tejido conectivo y la fibrina del coagulo sanguíneo.Proteínas conjugadas: Son las que contienen partes no proteicas. Ej.: nucleoproteínas.Proteínas derivadas: Son producto de la hidrólisis.

• En el metabolismo, el principal producto final de las proteínas es el amoníaco (NH3) que luego se convierte en urea (NH2)2CO2 en el hígado y se excreta a través de la orina

METABOLISMO• En este apartado se incluye una multitud de

actividades, como, la sintesis de proteinas (que es la actividad que mas energia consume, del 30 al 40 % de las necesidades) el transporte activo y la trasmisión nerviosa (otro tanto) y los latidos del corazón y la respiración (alrededor del 10 %).

• Existen grandes diferencias en el consumo de energia por los distintos organos. El cerebroconsume el 20 % de la energia utilizada en reposo, lo mismo que toda la masa muscular, aunque en peso representan el 2% y el 40 % respectivamente. La energia que una personaprecisa para cubrir el metabolismo basal depender; en consecuencia del numero de celulas

METABOLISMO • metabolicamente activas que posea, y en

consecuencia de su peso. Por supuesto, como ya se ha visto, no todos los tejidos consumen la misma proporción de energia (el esqueleto y el tejido adiposo son poco activosmetabolicamente, por ejemplo), pero en una primera aproximación, pueden considerarse las necesidades energéticas de una persona no especialmente obesa como una función de su peso. La estimación que se utiliza generalmente es de 1 kilocalorica por kilogramo de peso corporal y por hora.

TIPOS DE PROTEINAS• Son de cuatros tipos:• Proteinas Primarias: es la forma de organización más básica de las

proteínas. Está determinada por la secuencia de aminoácidos de la cadena proteíca, es decir, el número de aminoácidos presentes y el orden en que están enlazados por medio de enlaces peptídicos. Las cadenas laterales de los aminoácidos se extienden a partir de una cadena principal. Por convención, (coincidiendo con el sentido de sintesis natural en RER) el orden de escritura es siempre desde el

grupo amino-terminal hasta el carboxi-terminal.

TIPOS DE PROTEINAS• Proteína secundarias:es el plegamiento regular

local entre residuos aminoacídicos cercanos de la cadena polipeptídica. Se adopta gracias a la formación de enlaces de hidrógeno entre las cadenas laterales (radicales) de aminoácidos cercanos en la cadena.

• Proteinas Terciarias:es el modo en el que la cadena polipeptídica se pliega en el espacio. Es la disposición de los dominios en el espacio.

• Proteínas cuaternarias: es la disposición espacial de las distintas cadenas polipeptídicas de una proteína multimérica, es decir, compuesta por varios péptidos.

Actividad Nº2

• Observar el video y con la ayuda del profesor redactar un informe técnico en su cuaderno de biología