DOCENTE:

Blgo. M. Sc. David Lara Ascorbe

BIOLOGA GENERAL

Ciencia que estudia al ser

vivo, las leyes y principios

que lo rigen y las relaciones

con su entorno a travs del

tiempo y espacio.

El trmino fue

propuesto indepen-

dientemente por

Lamarck y

Treviranus (1801)

Etimolgicamen

te proviene de

02 voces

griegas:

LOGOS BIO

DESCRIBIR

(Primera funcin)

(Lo que ms se hace)

EXPLICAR

(Segunda funcin)

PREDECIR

(Tercera funcin)

Importancia

de la Biologa Por qu?

inicia la fascinante oportunidad

de conocer

el entorno y las reacciones que se

tiene en respuesta a la

accin que ejerce el

medio

La Biologa no es, nicamente, un

compendio de hechos o ideas, sino es el

resultado de un proceso de

investigacin y del esfuerzo del

hombre, utilizando tcnicas para llegar

a la verdad conocido como Mtodo

Biolgico o Mtodo Cientfico

OBSERVACIN

HIPTESIS

EXPERIMENTACIN CONCLUSIN

COMPARACIN

GENERALIZACIN

Fundamentales para

llegar a la verdad

3.0. Mtodo Biolgico o Mtodo Cientfico.

Pasos del Mtodo Cientfico

Pasos del Mtodo Cientfico

1. Enunciar preguntas bien formuladas y verosmilmente fecundas.

2. Arbitrar conjeturas, fecundas y contrastables con la experiencia.

3. Derivar consecuencias lgicas de las conjeturas.

4. Someter las conjeturas a contrastacin.

5. Interpretar los resultados.

6. Formular nuevos problemas originados por la investigacin.

4.0. Relacin de la Biologa con las carreras profesional:

BIOLOGA

Sabemos que la biologa es la ciencia que se encarga del estudio de los seres vivos, abarcando

todos los aspectos en que estos pueden ser analizados, como son los aspectos morfolgicos o

anatmicos, funcionales o fisiolgicos, de clasificacin, etc.

El objeto primario y fundamental de las diferentes ramas de la Biologa es el ser vivo, y

Qu es un ser vivo?

La definicin ms simple que podramos indicar es aquel que cumple con la curva de la vida

Nace Muere

Crece

Reproduce

Declina

ME

TA

BO

LIS

MO

ADULTA Anab Catab

Anab

Anab

Catab

Catab

=

> <

TIEMPO

CUANDO VEMOS LA MARAVILLA DE LA NATURALEZA, VEMOS CUN GRANDE ES DIOS

Es un sistema material muy complejo, altamente

organizado, dinmico y que posee

autoreproduccin

DEFINICIN

Unidad de constitucin Fsico qumica

Unidad de funcionamiento Unidad de estructura

Entre los seres vivos observamos grandes diferencias

pero a pesar de su diversidad morfolgica tienen tres

unidades fundamentales comunes:

SE

R V

IVO

CARACTERSTICAS:

Poseen una Organizacin

muy compleja

Movimiento

Excitabilidad o sensibilidad

Metabolismo

Crecimiento

Reproduccin

Evolucin

EL SER VIVO Es considerado

un sistema

termodinmico

abierto

En el anlisis y estudio de

las leyes termodinmicas que

aparecen en el metabolismo, la

primera Ley se cumple en el ser

vivo, debido a que no puede crear o

destruir energa, sino solamente

transformarla.

En las transformaciones energticas existe

prdida de ella en forma de calor:

ENERGA INICIAL = Trabajo + Calor

La Segunda Ley Termodinmica,

menciona que la transformacin de

una energa en otra, generalmente, la

capacidad de producir trabajo til va

disminuyendo, producindose un

aumento de la entropa.

Segn la ecuacin de GIBBS:

G = H T. S

Donde:

G: Energa Libre, cantidad de energa capaz de

transformar en trabajo til.

H: Entalpa: Funcin de estado cuya variacin mide la

cantidad de calor suministrada o cedida por un sistema

cuando evoluciona a presin constante.

S: Entropa: Magnitud que determina el grado de

desorden molecular que existen en los sistemas

termodinmicos.

El valor positivo (+) o negativo (-) de G,

permite clasificar en Endergnicos y Exergnicos

respectivamente.

+ G: Endergnicos: Anabolismo, captador o

consumidor de energa y creador de orden (Sntesis de

molculas)

- G: Exergnico: libera energa al medio que lo

rodea, aumenta la entropa y el desorden: Catabolismo,

liberador de energa y degradador de estructura (crea

desorden molecular).

Eucariotas

Procariotas Se caracterizan por la falta de un verdadero ncleo por

la falta de envoltura nuclear

Clulas de la mayora de los organismos, poseen un

ncleo bien diferenciado porque poseen envoltura nuclear

CELULA

Unidad de

estructura

y funcin

Se a establecido

02 grandes

grupos de

organismos

Unicelulares Pluricelulares

Segn su

estructura

interna

Cuadro 1. Clasificacin de los seres vivos, segn Whittaker.

Eucariontes

Eucariontes

REINOS

Prokariotae

Organismos

representativos

Protistas Hongos Vegetales Animales

Bacterias

Cianobacterias

Protozoos

Diatomeas

Levaduras

Mohos

Hongos

verdaderos

Clorofitas

Rodfitas

Feofitas

Briofitas

Traqueofitas

Metazoarios

Clasificacin

Celular Procarintes

Eucariontes

Unicelulares Pluricelulares

PROCARIOTAS EUCARIOTAS

Organizacin celular Principalmente unicelulares Unicelular y la mayora

pluricelular

Organismos Bacterias y Cianobacterias Protistas, hongos, vegetales y

animales

Tamao celular Generalmente de 1 a 10 um Generalmente de 10 a 100 um.

Envoltura nuclear Ausente Presente

ADN Circular y disperso en el citosol Muy largo y organizado en

cromosomas

ARN y Protena Sintetizados en el mismo

compartimento.

ARN sintetizado en el ncleo y las

protenas en el citoplasma.

Cromosomas nico Mltiples

Nucleolo Ausente Presente

Ribosomas 70 s (50 s + 30 S) 80 s ( 60 s + 40 s)

Comparacin de la organizacin celular en PROCARIONTES y EUCARIONTES.

PROCARIOTAS EUCARIOTAS

Mitocondrias

Ausente, pero presenta enzimas

respiratorias y fotosintticas en la

membrana.

Presentes

Cloroplastos Ausentes Presente en clulas vegetales.

Pared Celular No celulsica Celulsica, en clulas vegetales

nicamente.

Endomembranas Ausentes

Presentes: Retculo endoplasma-

tico, Complejo de Golgi, Lisoso-

mas, Peroxisomas, Glioxisomas.

Exocitosis y endocitosis Ausente Presente

Divisin Amitosis: Fisin Binaria Por mitosis (o meiosis )

Metabolismo Anaerbico y aerbico Aerbico.

PROKARIOTAE PROTISTAS FUNGI PLANTAE ANIMALIA

Tipo celular Procaritico Eucaritico Eucaritico Eucaritico Eucaritico

Membrana

celular Presente Presente Presente Presente Presente

Pared celular

No celulsica

(polisacridos y

peptidoglu-

cano)

Presente en

algunas formas,

de varios tipos.

Quitina y otros

polisacridos

(no celulsi-

cos).

Celulosa y otros

polisa-cridos. Ausente

Envoltura

nuclear Ausente Presente Presente Presente Presente

Cromosomas

Molculas de

DNA nica,

continua

Mltiple,

constituido por

DNA e histonas

Mltiple,

constituido por

DNA e histonas

Mltiple,

constituido por

DNA e histonas

Mltiple,

constituido por

DNA e histonas

Ribosomas Presentes

(pequeos) Presentes Presentes Presentes Presentes

Retculo

endoplamtico Ausente Presentes Presentes Presentes Presentes

Mitocondrias Ausentes Habitualmente

presentes Presentes Presentes Presentes

PROKARIOTAE PROTISTAS FUNGI PLANTAE ANIMALIA

Plastidios Ausentes Presente en

algunas formas Ausentes Presentes Ausentes

Complejo de

Golgi Ausentes Presentes Presentes Presentes Presentes

Lisosomas Ausentes Habitualmente

presentes

Habitualmente

presentes

Estructuras

similares

(compartimen-

tos lisosmicos

presentes)

Habitualmente

presentes

Peroxisomas Ausentes frecuentemente

presentes

Presentes en

algunas formas

Habitualmente

presentes

Habitualmente

presentes

Vacuolas Ausentes Presentes Presentes

Habitualmente

una vacuola

grande en la

clula madura

Pequeo o

ausente

Cilios o Flagelos

(9+2) Ausentes

Habitualmente

presentes Ausentes

Ausentes (en

antfitos)

Habitualmente

presentes

Centrolos Ausentes Habitualmente

presentes Ausentes

Ausentes (en

antfitos) Presentes

Son los organismos

ms sencillos y la

mayora son

inocuos

REINO PROKARYOTAE

Se les encuentra en la

mayora de hbitat

naturales

BACTERIAS

Tienen tres formas principales:

esfrica (cocos: diplococos,

estreptococos, estafilococos),

cilndrica (bacilos) y espiral o

helicoidal (espirilos).

La mayora tienen una Pared

celular (no celulsica) alrededor de

la membrana plasmtica que est

formada por peptidoglucano

Las bacterias, generalmente,

estn adaptadas a un ambiente

hipotnico, pero la pared celular

es de poca ayuda cuando se

encuentran en un ambiente

hipertnico

El antibitico

penicilina

interfiere en la

sntesis de

peptidoglucano.

Se replican

mediante Fisin

Binaria

BACTERIAS

Presentan un diversidad metablica

Se reconocen 02 grandes grupos:

Arquebacterias: Viven en ambientes tan

incmodos como cinegas, profundidades

marinas, aguas salobres y fuentes cidas

calientes. Una de sus caractersticas ms

distintivas es la ausencia de peptidoglucano en la

pared celular.

Eubacterias: Formas ms habituales y estn

ampliamente distribuidas en el ambiente.

Hetertrofos (mayora Saprobiontes)

Autotrtrofos

Fotosintticas

Quimiosintticas

Aerobias (la mayora)

Anaerobias facultativas

Anaerobias obligadas

Diplococo

Diplococo

Estreptococos

Diplococo

Estreptococos

Estafilicocos

Diplococo

Estreptococos

Estafilicocos

Diplococo

Estreptococos

Estafilicocos

Mycobacterium tuberculosis

Diplococo

Estreptococos

Estafilicocos

Mycobacterium tuberculosis

Treponema pallidum

Algunos ejemplos de bacterias:

Clostridium tetani, causa el ttanos.

Staphylococcus aureus, produce el acn

Treponema pallidum, espiroqueta que causa la sfilis

Escherichia coli, habitante normal del intestino humano y otros animales; determinadas cepas

pueden causar diarrea moderada o grave.

Salmonella typhi, causa Salmonelosis.

Streptococcus pneumoniae, puede causar sinusitis, infecciones del odo medio, meningitis y

neumona.

Vibrio cholerae, produce el Clera.

Neisseria gonorrhoeae, causa la gonorrea.

Mycobacterium tuberculosis, agente causal de la tuberculosis humana.

En la Agricultura: Contribuye a la formacin de

suelos cultivables mediante la mineralizacin

(Rhizobium, Nitrosomonas, Nitrobacter). Los hongos

y las bacterias determinan la descomposicin de las

protenas, quitina, urea, etc., y las bacterias, en

particular, determinan las conversiones qumicas entre

los diversos estados de oxidacin de nitrgeno

incluyendo al amonio, gas nitrgeno, nitrito y nitrato.

Se conoce que las reacciones son semejantes en el

medio acutico y en el terrestre a excepcin de la

asociacin simbitica de Rhizobium, la cual no ocurre

en el agua.

El resultado neto de la descomposicin de la materia

orgnica nitrogenada es la produccin de amonio. Esto

puede ser absorbido directamente por los

microorganismos y algunas plantas superiores, aunque

para estas ltimas el nitrato es a menudo la fuente de

nitrgeno que puede asimilar con ms facilidad. La

nitrificacin, que es la conversin de amonio a nitrato,

en el primer paso de amonio (-NH4) a nitrito (-NO2)

es realizado el gnero Nitrosomonas y nitrito a nitrato (-

NO3) por Nitrobacter. En el mar, Nitrosocystis y

Nitrosococcus, realizan estas funciones

Importancia

En la medicina: Las compaas farmacuticas obtienen el antibitico Bacitracina cuya fuente es la

bacteria Bacillus subtilus .

En la Industria: Muchos alimentos y bebidas se elaboran con la ayuda de bacterias. La obtencin

del cido actico (Acetobacter aceti), acetona; en la conversin la leche en yogurt, queso se usa el

gnero Lactobacillus.

Ecolgica: Las bacterias son miembros fundamentales de la ecosfera. Tienen funciones esenciales

como descomponedores y son importantes en la recirculacin de los nutrientes (Ciclos

biogeoqumicos).

CIANOBACTERIAS (Algas verde azuladas)

Son organismos fijadores de nitrgeno y son la va

principal de la transformacin del carbono y

nitrgeno en molculas orgnicas, penetrando as en

la biosfera. Se les considera como los organismos

ms autosuficientes de los que viven en la

actualidad.

Ejemplos: Nostoc sp.; Oscillatoria sp.; Anabaena

sp.

Nostoc sp.

Oscillatoria sp. Anabaena sp.

REINO

PROTISTAS Eucariotas

Unicelulares,

principalmente

Pluricelulares

simples

cenocticos (multinucleados

pero no multicelulares)

sin tejidos especializados

PROTOZOOS

Unicelulares

Hbitat:

Reproduccin Algunos forman

colonias

acutico (mares,

agua dulce) y

terrestre

Reproduccin asexual por fisin binaria o

biparticin, gemacin

Reproduccin sexual por singamia que

consiste en fusin de gametos idnticos

(isogametos) o gametos de diferente tamao y

estructura (anisogametos), conjugacin

mediante el cual dos individuos se fusionan e

intercambian ncleos.

Modo de vida: Libre, simbitico,

comensales y

algunos parsitos

CL

AS

IFIC

AC

IN

Filo Sarcomastigophoros

Subfilo Mastigohora:

Poseen flagelos en su fase

adulta. Se dividen en

Fitoflagelados

Zooflagelados

Subfilo Sarcodina: Poseen

seudpodos como rganos

de alimentacin o

locomocin.

Amoeba proteus.

Filo Apicomplexa

Llamada as por la presencia de un complejo de

organelos tubulares filamentosos de forma anular. El

ciclo de vida habitualmente implica una fase sexual

y otra asexual

Filo Microspora: Nosema sp.

Ejemplos: Eimeria stidae, produce la coccidiosis en

conejos, Plasmodium sp. , produce el paludismo

cuyo vector es un zancudo del gnero Anopheles

Tienen uno o dos flagelos y poseen cloroplastos, casi todos sus miembros son de vida libre

como:

Euglena sp

Volvox sp

Chlamydomona sp

Peranema sp

Fitoflagelados

Poseen de uno a muchos flagelos, carecen de cloroplasto y son holozoicos o saprozoicos. Algunos

son de vida libre, pero la mayora son comensales, simbiontes o parsitos. Como ejemplos tenemos:

Leishmania brasilensis, que produce la Uta; Trypanosoma cruzi, produce el mal de Chagas,

T. gambiense y T. rhodesiense producen el mal del sueo, cuyo vector es la mosca Tse Tse, etc.

Trypanosoma cruzi Trypanosoma gambiense Leishmania brasilensis

Zooflagelados

Eimeria stidae

Plasmodium sp

Anopheles

CL

AS

IFIC

AC

IN

Filo Sarcomastigophoros

Filo Apicomplexa

Filo Microspora: Nosema sp.

Filo Cilliophora: Paramecium sp.

Filo Laberintomorphos

Filo Mixozoos

Filo Ascetosporos

REINO FUNGI

Caractersticas generales

Su tamao y forma son muy variables

En la mayora de los hongos, la pared celular est constituida de quitina.

Carecen de clorofila y de cloroplastos

Desarrollan mejor en ambientes oscuros y hmedos, pero se les encuentra en todas partes,

siempre y cuando dispongan de materia orgnica. Requieren de agua que lo obtienen del

ambiente hmedo o del sustrato que contaminan. Prosperan en un amplio intervalo de

temperatura, ni siquiera los alimentos refrigerados son inmunes a la invasin fungal.

Algunos hongos soportan medios con pH de 2 a 9, pero el pH ptimo de la mayora es de

5,6

Muchos soportan presiones osmticas elevadas, por lo que pueden desarrollarse en

soluciones salinas concentradas, soluciones azucaradas como la jalea.

La mayora esta compuesta por masas de filamentos cenocticos o multicelulares

Un filamento fngico se denomina Hifa y al conjunto de hifas de un solo organismo se

llama Micelio.

La gran mayora se reproducen por esporas, que pueden provenir en forma sexual o

asexual los que son diseminados, fcilmente, por el viento.

Todos los hongos son hetertrofos, ya sea

saprobiontes o parsitos. Obtienen su alimento

absorbiendo sustancias orgnicas o inorgnicas

disueltas (Los hongos secretan enzimas

digestivas y luego absorben las sustancias

predigeridas a travs de su pared celular y

membrana plasmtica). Los hongos parsitos

tienen hifas especializadas llamadas

haustorios, que absorben sus nutrientes

directamente de las clulas del organismo

hospedador.

Los hongos junto con las bacterias son los

descomponedores principales de la materia

orgnica. Se estima que los 20 cm

superficiales de suelo frtil contienen, en

promedio, casi 5 TM de hongos y bacterias por

hectrea.

Algunos hongos son favorables para la

produccin de pan, queso, vino, antibiticos y

otros medicamentos. Un ejemplo tpico es la

produccin de insulina que se obtiene a partir

de la levadura Saccharomyces cerevisae, en la

cual se clona el gen de la insulina humana.

Esporangio

Esporas

(Reproduccin

asexual)

Hifa

(Esporangiforo)

Micelio

Clasificacin:

Phycomycota (Ficomicetes):

Conformado por hongos terrestres y acuticos. La gran mayora de

Miclogos ubican a los hongos terrestres en el filo Zygomycota

(Cigomicetes), ejemplo: Rhizopus nigricans Moho de pan y a los

acuticos los ubican dentro de los Oomicetes, ejemplo tenemos a

Saprolegnia sp. que genera grandes mortandades en las piscigranjas.

Dentro de las especies que generan prdidas econmicas esta

Phytophthora infestans, que produce la Rancha.

La gran mayora son saprobiontes, algunos parsitos de las plantas,

insectos o pequeos animales del suelo

Ascomycota (Ascomicetes):

Algunas veces se les denomina hongos

de saco, debido a que sus esporas

sexuales se producen en pequeos sacos

llamados Ascos. Dentro de este filo se

incluye a las levaduras, que son

unicelulares y cuya reproduccin

asexual es por gemacin, fisin y

sexualmente en esporas.

Saccharomyces cerevisae es usado en la

fermentacin alcohlica, adems en la

panificacin, pastelera las levaduras

desdoblan el azcar en alcohol y CO2 .

La reproduccin sexual implica en este

filo la formacin de espora denominados

Conidios, como se observa en

Penicillium noctatum

Basidiomycota (Basidiomicetes): Hongos de Sombrerito

Incluyen a los hongos ms conocidos como

los Championes, algunos son parsitos de

vegetales como el tizn de maz.

Presentan un sombrerillo denominado

basidiocarpio, en el borde inferior se

forman los basidos que contienen 4

basidiospora cada una.

Amanita muscaria, ,

hongo venenoso

Agaricus campestres, hongo comestible

Boletus edulis

Trichophyton rubrum Pityrosporum orbiculare

TIA VERSICOLOR

CANDIDIASIS

HONGOS QUE CAUSAN DAOS AL HOMBRE

VIRUS

Los virus no encajan en ninguno de los reinos de los seres vivos, pero dado

a sus capacidades infecciosas han sido tomados muy en cuenta y se conoce

que contienen un tipo de cido nucleico (DNA o RNA) como genoma..

Son parsitos intracelulares obligados, es decir que se replican dentro de las clulas vivas,

apoderndose de las enzimas y otra maquinaria metablica de sus hospederos.

El tamao vara desde los 17 nanmetros hasta , aproximadamente, 300 nanmetros.

Estructuralmente estn conformados por 02 componentes principales:

cido nucleico (DNA o RNA)

Cpside de constitucin proteica

Micrografa del virus de la Influenza

Las protenas de la cpside determinan la

especificidad del virus; una clula puede ser

infectada por un virus siempre y cuando la

protena viral encaje en uno de los sitios

receptores especficos de la membrana

celular

En algunas infecciones virales la cpside queda fuera de la clula, mientras que el cido

nucleico ingresa, en otras , el virus completo ingresa y en el interior de la clula la cpside

proteica es destruida dejando libre al cido nucleico (parte infectante). En los virus que

contienen DNA este se replica y se transcribe a RNAm; en la mayora de virus que

contienen RNA este cido nucleico se replica y sirve como RNAm. Sin embargo, en otros

el RNA viral se transcribe en DNA y a partir del cual se transcribe en RNAm (este tipo

de transcripcin inversa es caracterstico de los virus causantes de cncer y del VIH). El

virus utiliza todo de la clula hospedera (ribosomas, RNAt, aminocidos y nucletidos)

con el fin de sintetizar las protenas que conformarn sus cpsides. Cuando se completa

el ensamblado de las partculas virales, stas abandonan las clulas, a menudo lisando la

membrana celular.

Los virus se clasifican de acuerdo al contenido del cido nucleico:

Deoxivirus o Adenovirus(DNA): Virus de la viruela, hepatitis B, Varicela,

Herpes simple.

Reovirus o Rinovirus (RNA): Virus de la rabia, Influenza, Poliomielitis,

sarampin, Parotiditis, VIH.

Generalmente, ningn agente quimioterpico

ataca a los virus, con pocas excepciones, los

virus han sido impermeables al ataque por

agentes quimioterapeticos; las drogas que

interrumpen exitosamente la replicacin viral

tienen efectos devastadores sobre los procesos

celulares. Sin embargo, los avances recientes

estn dando la esperanza realista para producir

agentes antivirales. Lgicamente, que muchas

infecciones, tanto bacterianas como virales

pueden ser evitadas por inmunizacin.

VIROIDES, son aquellos que atacan a las

plantas causando enanismo y deformaciones

en el crecimiento. Poseen RNA sin cubierta

protenica. El primer viroide reconocido fue

PSTV causante de la enfermedad tubrculo

fusiforme de la papa; en esta enfermedad, la

planta produce papas alargadas y retorcidas,

tambin puede atacar al tomate produciendo

atrofia en el crecimiento y hojas retorcidas.

Lesiones en la hoja de tabaco

producido por el viroide

Sarcoma de Kaposi, unas de las consecuencias del VIH

Bioelementos:

En el universo existen 92 elementos naturales y la clula esta compuesta por un

restringido conjunto de elementos, seis de los cuales constituyen el 99% de su peso

(Azufre, fsforo, oxgeno, nitrgeno, carbono e hidrgeno) SPONCH

Azufre

Fsforo

Oxgeno

Nitrgeno

Carbono

Hidrgeno

S

P

O

N

C

H

0,64

0,63

61,81

5,14

19,37

9,31

Constituyente de la mayora de protenas

Componente de compuestos como ATP ricos en energa.

fosfolpidos, cidos nucleicos y varias coenzimas esenciales

En la Respiracin (O2), constituyente del agua y de casi

todas las molculas orgnicas.

Constituyente de las protenas y cidos nucleicos.

Constituyente fundamental de molculas orgnicas.

Constituyente del agua y de todas las molculas orgnicas.

97,90

0,10

0,71

77,90

0,83

11,34

8,72

0,32

0,60

73,68

3,04

12,14

9,94

Humano Alfalfa Bacteria

99,60 99,72 FUENTE: Helena Curtis

Calcio Cloro Cobalto Cobre Fluor Yodo Hierro Magnesio Manganeso Molibdeno Selenio Potasio Sodio Silicio Vanadio Zinc

Ca

Cl

Co

Cu

F I

Fe

Mg

Mn

Mo

Se

K

Na

Si

V

Zn

Contraccin muscular, componente del hueso.

En la digestin (HCl) y en la fotosntesis.

Parte de la vitamina B12.

Parte del pigmento acarreador de oxgeno en la sangre de moluscos. Factor

de crecimiento. Necesario para el desarrollo del esmalte (dientes).

Parte de la tiroxina (hormona).

Hemoglobina, citocromos. Decremento produce anemia (animales) y clorosis

(vegetales) En la clorofila. Cofactor en algunas reacciones enzimticas

Esencial para algunas reacciones enzimticas

Esencial para algunas reacciones enzimticas

Esencial para el trabajo de muchas enzimas Impulso nervioso, Implicado en smosis y en el balance inico y en la

apertura y cierre de los estomas

Balance salino y en conduccin nerviosa

Revestimiento de diatomeas

Transporte de oxgeno en tunicados

Imprescindible en el crecimiento animal. La deficiencia produce

paraqueratosis en vacunos

70 a 80% del peso de la clula,

mayora de reacciones se

realizan en soluciones acuosas

Concentracin esta de acuerdo

Edad Actividad

metablica

El Contenido

varia segn

los rganos

LIQUIDO

BIOLGICO U

ORGANO

PORCENTAJE

(%)

Saliva 99,50

Leche 89,00

Sangre 79,00

Rin 83,00

Hgado 70,00

Msculo 76,00

Piel 72,00

Cartlago 55,00

Hueso 22,00

Contenido de agua en

algunos lquidos biolgicos y

rganos en el hombre, segn

Polanovski

Caractersticas

generales:

El agua es un termorregulador

Na+

Cl -

Debido a su naturaleza polar, las

molculas de agua tienden

agruparse alrededor de los iones y

otras molculas polares

(hidroflicas)

Las molculas de agua se unen

transitoriamente formando

una red a travs de enlaces de

Hidrgeno.

La naturaleza cohesiva del agua es responsable de sus propiedades

extraordinarias, tales como la elevada tensin superficial, el alto calor

especfico y el elevado calor de evaporacin.

Enlace de Hidrgeno

Acta como

disolvente

universal

Interviene en la actividad

metablica (hidrlisis,

sntesis, reacciones redox,

etc.)

El hombre necesita unos 35 ml de

agua por Kg de peso corporal / da.

La prdida de agua (deshidratacin)

equivalente al 15% del peso corporal

puede ocasionar la muerte.

GRUPOS FUNCIONALES

La gran mayora de las molculas de una clula son compuestos de carbono, debido a que este

elemento tiene la capacidad de formar grandes molculas a travs de enlaces covalentes con

otros tomos o entre s formando cadenas y anillos.

Existe ciertas combinaciones simples de tomos, como el grupo metilo (-CH3), hidroxilo (-OH),

carboxilo (-COOH) y amino (-NH2) que tienen propiedades qumicas y fsicas diferentes que

influyen en el comportamiento de las molculas.

X-OH Grupo Hidroxilo Comn en alcoholes, ligeramente polar, tiende a formar enlaces de

hidrgeno. Soluble en agua.

X-NH2 Grupo Amino Comn en aminocidos, base dbil en el agua, acepta un protn o

hidrgeno y adquiere carga positiva:

X COOH Grupo Carboxilo Comn en aminocidos y otras molculas orgnicas, cido

dbil en el agua, libera un protn o donador de hidrgeno,

cuando pierde un in de hidrgeno adquiere carga

negativa:

X CH3 Grupo Metilo Comn en molculas orgnicas, apolar, es rechazado por molculas

polares, insoluble en agua (hidrfbico).

X COH Grupo Aldehido Ligeramente polar, soluble en agua, comn en azcares.

X CO X Grupo Cetona Ligeramente polar, soluble en agua, comn en azcares.

SALES

MINERALES

Formas

Metales alcalinos

Na, K

Alcalino trreos

Ca, Mg

NH4 +

Funcin

CARBOHIDRATOS

O GLCIDOS

PROTENAS O

PRTIDOS

LPIDOS

CIDOS

NUCLEICOS

CARBOHIDRATOS O

GLCIDOS

Monosacridos

Disacridos

Polisacridos

Enfermedades que se

relacionan con los

carbohidratos

tenemos:

Algunos son

unidades de

cidos nuclecos

Los animales sintetizan

algunos carbohidratos

(Gluconeognesis) pero

el mayor volumen

proviene de los

vegetales

Los vegetales :

Fotosntesis da glucosa

y almacenada como

almidn o convertida a

celulosa Contienen grupos

hidroxilo y un

grupo aldehdo o

cetona

Combustible

principal de

los mamferos

Funciones

estructurales y

metablicas

Distribuidos

en vegetales

y animales Compuestos

terciarios:

C, H, O

- Diabetes mellitus, Galactosemia,

Enfermedad de almacenaje de

glucgeno o enfermedad de Von

Gierke (deficiencia de glucos-6-

fosfatasa)

Monosacridos

(Mono = uno; sakcharon = azcar) Aquellos

que no pueden ser hidrolizados en

molculas ms sencillas

SUBDIVISIN

Aldosas

Cetosas

FORMAS

Cadenas abiertas Como anillos

Gliceraldehido Dihidroxiacetona

D - Ribosa

Cuadro 7. Pentosas de importancia biolgica.

AZCAR FUENTE IMPORTANCIA BIOQUMICA

IMPORTANCIA

BIOLGICA

D Ribosa cido Nucleico

(ARN)

Elemento estructural de los cidos

nucleicos y de las coenzimas: NAD, ATP,

NADP, flavoprotenas: Vit.B2.

Intermediario de la va Pentosafosfato

Desoxirribosa cido Nucleico (ADN)

D Ribulosa Formada en los procesos

metablicos Intermediario de la va Pentosafosfato

D - Arabainosa Goma arbiga. Goma de

la ciruela y cereza Constituyente de glucoprotenas

Alimento de reserva para

las plantas. Permite retener

agua durante la sequa.

D Xilosa

Se obtiene de la madera,

paja. Gomas vegetales,

peptidoglucanos y

glucosaminoglucanos

Constituyente de glucoprotenas

Alimento de reserva para

las plantas. Permite retener

agua durante la sequa.

D Lixosa Msculo cardiaco Es un constituyente de una lixoflavina,

aislada del msculo cardiaco.

L Xilulosa Intermediario en la va del cido urnico Cuando se encuentra en la

orina: Pentosuria esencial

Cuadro 8. Hexosas de importancia fisiolgica

La imposibilidad de

metabolizarla causa

galactosemia y cataratas.

El hgado puede convertirla en glucosa y de

esta forma el organismo puede

metabolizarla. Es sintetizada en las

glndulas mamarias para formas la lactosa

de la leche. Constituyente de las

glucoprotenas y glucolpidos.

Hidrlisis de la

lactosa Galactosa

La intolerancia heredita-ria

de la fructosa condu-ce a la

acumulacin de este

carbohidrato y a

hipoglucemia.

El hgado y el intestino puede convertirla en

glucosa y en esta forma lo usa el organismo.

Jugo de frutas. Miel.

Hidrlisis del azcar

de caa y la Inulina

(procedente de la

alcachofa)

Fructosa

(Levulosa, es

una Acetona )

Presente en la orina

(Glucosuria), y cuando

aumenta en sangre

(Hiperglucemia) se conoce

como Diabetes mellitus

Es el azcar que transporta la sangre y el

que, principalmente, usan los tejidos.

Jugos de frutas.

Hidrlisis del

almidn, el azcar de

caa, maz, maltosa y

lactosa

Glucosa

(Dextrosa, es un

Aldehido,)

IMPORTANCIA

CLNICA IMPORTANCIA FUENTE AZCAR

Las hexosas mencionadas son solubles en agua, se cristalizan y son de sabor dulce. La mayora de

las hexosas son fermentables y las pentosas no lo son.

DISACRIDOS

IMPORTANTES

Maltosa Sacarosa

Lactosa Celobiosa

Formado por 02

glucosas, mediante

enlaces -glucosdicos

entre C1 C4.

Formado por la unin de una glucosa y

una fructosa (C1 C2). En el intestino es

descompuesta en sus dos monosacridos

por hidrlisis. Este proceso es necesario

por que el intestino no puede absorber,

eficientemente, la sacarosa y las clulas

del cuerpo no la pueden metabolizar

Azcar de la leche, formado por la unin de una molcula

de glucosa y una de galactosa (C1 C4).

No es tan dulce como la sacarosa, los adultos carecen de

la enzima que degrada a la lactosa, por lo que, pasa al

colon (intestino grueso) en donde bacterias formadora de

gases lo atacan, causando muchas veces flatulencia

Formado por 02

glucosas, mediante

enlaces -glucosdicos

(C1- C4).

AZCAR FUENTE IMPORTANCIA CLNICA

Maltosa Digestin con amilasa o hidrlisis del

almidn. Cereales germinantes y la malta

Lactosa Leche. Durante el embarazo puede

aparecer en la orina.

En la deficiencia de lactasa, su

mala absorcin produce

diarrea y flatulencia

Sacarosa Azcar de caa, remolacha, sorgo, pia,

zanahorias.

En la deficiencia de sacarasa,

su mala absorcin produce

diarrea y flatulencia

Cuadro 9. Principales disacridos

Polisacridos

Amilopectina

80% en la papa

ALMIDN

Amilosa

20 % en la papa

GLUCGENO: Reserva de los animales, se

almacena a nivel del hgado y msculos. Soluble

en agua y con yodo da un color Pardo

Inulina, Almidn que se encuentra en los tubrculos y

races de dalia, achicoria, alcachofas. Es, fcilmente

soluble en agua caliente pero no forma engrudo.

Compuesta por cadenas lineales puede

contener mil o ms unidades de glucosa,

no ramificada. Se disuelve en agua sin

hincharse y con el yodo da un color azul.

Formada por una cadena principal que se ramifica en

cadenas cortas (entre 24 y 36 glucosas alfa). Puede

contener entre 1000 a 6000 glucosas . Insoluble en

agua fra y al calentarse forma el engrudo, con el yodo

da una coloracin prpura (morado).

Funcin estructural en los vegetales. Es

insoluble en agua y soluble en solventes

orgnicos. Tiene una gran fuerza de

tensin (resistencia mecnica). Los

microorganismos juegan papel importante

en la digestin de la celulosa por los

rumiantes y otros herbvoros. Para el

hombre tiene una importancia industrial

como materia prima para la produccin de

seda artificial, plsticos, papel, celuloides,

celofn, etc

Forma parte de la pared celular, se le

considera como materiales de

semi.reserva. Se encuentran en las

cubiertas de las semillas, en las cscaras

de nueces y tejidos leosos,

generalmente asociadas con lignina. En

ciertos vegetales es fuente de alimento

para la plntula durante su germinacin

Es soluble en agua, le da consistencia a

las jaleas. Es parte estructural de la pared

celular.

Funcin estructural de invertebrados,

constituye el exoesqueleto de crustceos

e insectos

Carbohidratos que contienen

aminoazcares y cidos urnicos.

Estn relacionados con elementos

estructurales de los tejidos como el

hueso, la elastina y el colgeno.

- Cereales

- Legumbres

- Leche (lactosa)

- Frutas y

verduras

- Dulces

REQUERIMIENTOS

Existen variaciones

de acuerdo a la

edad, sexo, situacin

fisiopatolgica

Recomendaciones:

Al menos 100-

125 g/da

50-60%

ingesta calrica

deben ser Carbo-

hidratos

Caries

Diabetes mellitus

Galactosemia

Obesidad

Lpidos Simples

Lpidos Compuestos

Lpidos Derivados

cidos grasos + alcohol + Otro grupo qumico

Saturados

Insaturados

se encuentran los cidos grasos

esenciales que los animales no

pueden sintetizarlos por lo que

necesitan ingerirlos en la dieta

CIDOS GRASOS

ESENCIALES PRESENCIA

cido linoleico

cido Linolnico

cido Araquidnico

Maz, soya, semillas de algodn

Aceite de linaza

Aceite de man, componente importante

de los fosfolpidos en los animales

steres de cidos grasos con alcoholes diferentes al glicerol. En

vegetales son protectores de superficies, recubren hojas, flores y

frutos como impermeabilizantes. Las ceras vegetales son

utilizadas en le elaboracin de los barnices ms caros y de mejores

grados, para zapatos, pisos, muebles y automviles.

LP

IDO

S S

IMP

LE

S

Glicridos o Grasas

Cridos (Ceras)

cido Graso + Glicerol

- Fosfolpidos: Abundantes en el tejido nervioso (30%), yema de huevo, hgado o msculo (10%),

tambin se hallan en vegetales (trigo, soya) y levaduras

2 cidos grasos + Glicerol + Grupo fosfato (Ac. Ortofosfrico) + Grupo variable (Grupo polar)

Colina Lecitinas:

Etanolamina Cefalinas

Serina Fosfatidilserina

Funcin metablica y

estructural en membranas

Poseen 02 colas de cidos grasos, una saturada y la otra insaturada, debido al doble enlace, el cido

graso insaturado toma una configuracin curvada y en lugar del tercer cido graso comn en los

triglicridos, tienen un grupo fosfato que esta unidad a otra molcula orgnica (grupo variable) con

carga elctrica positiva

- Glucolpidos

- Lipoprotenas

Estradiol, Testosterona, Progesterona,

aldosterona (hormona corticosuprarrenal)

LP

IDO

S D

ER

IVA

DO

S

Colesterol

Esteroides

Constituyente principal de la membrana celular y

de las lipoprotenas plasmticas. Compuesto

precursor de todos los esteroides. Existe en las

grasas animales pero no en los vegetales

Sales biliares

- Mantequilla,

margarina,

aceite

-Carne,

pescado

graso,

volatera y

huevo

- Productos

lcteos

REQUERIMIENTOS

Recomendaciones : 30%

caloras de la dieta de origen

lipdico, Repartidas:

7-10% Ac. grasos

saturados

10-15% Ac. grasos

monoinsaturados

Ateroesclerosis

Esteatorrea

Obesidad

2.6. Metabolismo:

En los tejidos los cidos grasos pueden ser oxidados a Acetil CoA ( B- oxidacin) o esterificados a

triglicridos (grasa), constituyendo, de esta manera la principal reserva calrica del cuerpo.

La Acetil CoA formada por B-Oxidacin tiene varios destinos:

Va Ciclo de Krebs, para generar ATP, CO2 y H2O

Formacin de colesterol (Colesterolognesis), como fuente de carbono y

posteriormente dar origen a los esteroides (Esteroidognesis).

En el hgado forma acetoacetato, precursor de los cuerpos cetnicos, que son

combustibles tisulares alternos, bajo ciertas condiciones, como en la inanicin (ayuno).

PROTEINAS

Se desnaturalizan

por accin del

calor,

Termolbiles:

Tienen funcin de reserva

alimenticia, estructural y

muchas protenas funcionan

como parte de las enzimas,

transporte, proteccin,

contraccin, etc.

En cada especie la mayora

de las protenas que poseen

son especficas, pero varan

en algunos de ellos por lo

que se considera que

individuo es nico

Cada tejido posee una

distribucin, cantidad y

tipo de protenas que

determina el

funcionamiento y la

apariencia de la clula

Son componentes

estructurales de

las clulas y

tejidos

En el hombre

constituye el 16% de

su peso total y el 50%

del peso seco.

Elevado peso

molecular

Se supone que

una clula de

mamfero tiene

por lo menos

10 000 protenas

diferentes

Se componen de

carbono,

hidrgeno,

oxgeno, nitrgeno

y a veces fsforo o

azufre.

AMINOCIDOS

Existen, aproximadamente,

300 aminocidos diferentes en

la naturaleza pero slo 20 de

ellos conforman las protenas

con propiedades diferentes e

importantes

Grupo Amino

(bsico)

Grupo Carboxilo

(cido)

Carbono

Grupo variable

+

En los polipptidos, el grupo carboxilo de un

aminocido est unido, por deshidratacin, al

grupo amino del siguiente aminocido y as

sucesivamente. El enlace carboxilo Amino se

conoce como enlace peptdico y una protena

tiene un extremo N terminal o amino y un

extremo C terminal o carboxilo.

En lace Peptdico

AMINOCIDOS

HOMBRE

(mg/Kg peso corporal) OTROS (% en dieta seca)

ADULTO NIO RATA POLLO CERDO PECES

Esenciales

Fenilalanina (Fen) 16 132 0,8 1,34 0,88 2,1

Isoleucina (Ile) 12 80 0,5 0,8 0,63 0,9

Lisina (Lis) 12 97 0,7 1,2 0,95 2,0

Leucina (Leu) 16 128 0,75 1,35 0,75 1,6

Metionina (Met) 10 45 0,6 0,93 0,56 1,6

Treonina (Tre) 8 63 0,5 0,75 0,56 0,9

Valina (Val) 14 89 0,6 0,82 0,63 1,3

Triptfano (Tri) 3 19 0,15 0,23 0,15 0,2

Arginina (Arg) - - 0,6* 0,144 0,25* 2,4

Histidina (His) - 33 0,3 0,35 0,23 0,7

Glicina (Gli) - - - 1,5 - -

Asparagina (Asn) - - 0,4** - - -

Prolina (Pro) - - 0,4 0.2 - -

Dispensables o No esenciales

Cistena (Cis) a a a a a a

Tirosina (Tir) b b b b b b

Ac. Glutmico (Glu) - - - - - -

Alanina (Ala) - - - - - -

Ac. Asprtico (Asp) - - - - - -

Serina (Ser) - - - c - -

Glutamina (Gln) - - - - - -

Requerimiento

Proteico

0,8

g/Kg

2,2

g/Kg 12% 23% 20% 40%

a = Combinada con Metionina b= Combinada con Fenilalanina

c = Combinada con Glicina (*) Slo crecimiento

(**) Por 3 8 das en una dieta de aminocidos.

Los aminocidos se agrupan segn las propiedades de sus cadenas laterales. Los aminocidos con

cadenas laterales no polares son hidrfobos, en tanto que aqullos con cadenas laterales polares son

hidrfilos. Los aminocidos cidos tienen cadenas laterales con un grupo carboxilo. En el pH

celular, el grupo carboxilo se disocia de manera que el grupo R tiene una carga negativa. Los

aminocidos bsicos tienen carga positiva debido a la disociacin del grupo amino en su cadena

lateral. Las cadenas laterales cidas o bsicas son inicas y por tanto, son hidrfilas.

ESTRUCTURA

La Insulina fue la primera protena cuya secuencia

de aminocidos fue conocida, est formada por dos

cadenas de polipptidos de 21 y 30 aminocidos

cada una..

Pauling y Corey propusieron dos conformaciones: La

primera, denominada -hlice abarca la formacin de

espirales de una cadena peptdica. La hlice alfa es una

estructura geomtrica muy uniforme y en cada giro se

encuentran 3,6 aminocidos. La estructura helicoidal se

determina y mantiene mediante enlaces por puente de

hidrgeno entre los aminocidos en los giros sucesivos de

la espiral. En la estructura alfahelicoidal, los puentes de

hidrgeno ocurren entre tomos de una misma cadena

peptdica. -hlice

Puentes de

Hidrgeno

La -hlice es la unidad estructural bsica de las protenas fibrosas como la lana, cabello, piel y uas

Otra conformacin es la Hoja Plisada , donde los puentes de hidrgeno pueden ocurrir entre

diferentes cadenas polipeptdicas (lmina intercatenaria); cada cadena en forma de zigzag est

completamente extendida y los enlaces de hidrgeno ocasionan la formacin de la estructura en

forma de lmina

c) Estructura Terciaria: La estructura terciana

de una molcula de protena est determinada

por la forma que adopta cada cadena

polipeptdica. Esta estructura tridimensional

est determinada por cuatro factores que se

deben a interacciones entre los grupos R:

- Puentes de hidrgeno entre los grupos R de las

subunidades de aminocidos en asas adyacentes

de la misma cadena de polipptidos.

- Atraccin inica entre los grupos R con cargas

positivas y aqullos con cargas negativas.

- Interacciones hidrfobas derivadas de la

tendencia de los grupos R no polares para

asociarse hacia el centro de la estructura

globular, lejos del Lquido que los rodea.

- Los enlaces disulfuro, que son covalentes (-S-

S-), unen los tomos de azufre de dos

subunidades de cistena. Estos enlaces pueden

unir dos porciones de una misma cadena o dos

cadenas distintas.

d) Estructura cuaternaria

Las protenas compuestas de dos o ms

cadenas de polipptidos adquieren una

estructura cuaternaria: cada cadena muestra

estructuras primaria, secundaria y terciaria y

forma una molcula protenica

biolgicamente activa.

La hemoglobina, protena de los glbulos

rojos encargada del transporte de oxgeno, es

un ejemplo de protena globular con

estructura cuaternaria. La hemoglobina est

compuesta por 574 aminocidos dispuestos

en cuatro cadenas polipeptdicas: dos

cadenas alfa idnticas y dos cadenas beta

idnticas entre s. Su frmula qumica es

C3032H48160872S8Fe4

CLASIFICACIN

A) Protenas simples: Compuesto slo por aminocidos, en uno o ms

polipptidos.

B) Protenas conjugadas o complejas: Protenas simples unidas covalente-mente

con radicales no proteicos (Grupo prottico)

C) Glucoprotenas: El grupo prottico es un carbohidrato: Globulinas, hormonas

gonadotrpicas.

Cromoprotenas: Grupo prottico es un pigmento

Lipoprotenas: El grupo prottico es liposoluble: fosfolpidos, grasa,

colesterol.

Nucleoprotenas: Ribosomas, RNA.

Metaloprotenas: Citocromo oxida-sa, hierro, cobre, etc.

Flavoprotenas: Deshidrogenasa succnica, FAD.

Protenas fibrosas: Son importantes para mantener la forma fsica de un organismo. Pueden ser

intracelulares o extracelulares:

Colgeno: Principal componente del tejido conectivo, como los tendones, los ligamentos y las

envolturas musculares, constituye, alrededor de 25% de la protena en los humanos. Posee gran

fuerza tensil; se calcula que una fibra de 1 mm de dimetro es capaz de soportar ms de 10 Kg de

peso. La lisina y la prolina pueden convertirse en hidroxilisina e hidroxiprolina, respectivamente,

despus de incorporarse al colgeno. Estos aminocidos dan origen a enlaces cruzados entre las

cadenas peptdicas del colgeno, dichos enlaces aportan la firmeza y la fuerza de las molculas del

colgeno, que es uno de los principales componentes del cartlago, del hueso y de otros tejidos

conectivos. Es la que convierte a la carne en menos tierna, es insoluble e indigerible, es una

protena de muy baja calidad.

Elastina: Da la elasticidad al tejido conectivo, constituyente de arterias y tejidos elsticos. Con la edad

pierde su propiedad elstica. Si alguien se pellizca el dorso de la mano y la piel regresa

inmediatamente a su posicin normal indica que se es joven.

Queratina: Es la protena del pelo, de la capa externa de la piel, tambin, se le encuentra en la lana,

plumas, garras, uas, cuernos y las escamas. Es una protena, bsicamente, intracelular. Son muy

ricas en uniones disulfuro que entrelazan la molcula, debido a su elevado contenido de cistina

(22%), este tipo de enlaces son responsables de la maleabilidad del pelo. Es decir, algunas mezclas

usadas en la permanente, rompen este tipo de enlace, desnaturalizando de manera reversible la

protena del cabello, lo que permite adoptar formas nuevas estticas.

Por su conformacin estructural se clasifican:

Protenas globulares: Incluyen las enzimas, hormonas proteicas y protenas portadoras de

oxgeno:

Albminas: Son solubles en agua y constituyen una parte significativa de la protena srica y

de la protena del huevo.

Globulinas: Son insolubles en el agua pero su solubilidad aumenta con cambios en la

concentracin de sales neutras.

Mioglobina: Almacena oxgeno. Bajo condiciones de escasez, en un ejercicio excesivo,

el oxgeno almacenado se libera para usarse en las mitocondrias para generar ATP.

Hemoglobina: Realizan 2 funciones importantes: Transportan oxgeno del aparato

respiratorio hacia los tejidos perifricos y desde estos, transportan el CO2 hasta los

pulmones para ser excretados.

Algunas protenas se encuentran entre los de tipo fibroso y globular: Miosina, fibringeno, etc

3.5. Fuentes

- Primarias: Carne, pescado, huevos y lcteos

- Secundarias: Cereales y legumbres

3.6. Requerimientos

Las necesidades son funcin de la calidad de la protena ingerida y situacin fisiolgica o patolgica

- Aminocidos esenciales (3-16 mg/Kg)

- Protena (2,2 g/Kg lactantes; 0,8 g/Kg en adultos)

3.7. Enfermedades relacionadas

- Kwarsiorkor: Dficit protena

- Marasmo: Dficit protena + energa

- Fenilcetonuria: Error innato por dficit del enzima (que transforma Phe en Tyr.)

- Gota: Depsito Ac. rico procedente purinas

ALIMENTO Valor NPU CONTENIDO

PROTEICO (%)

Huevos 94 13

Legumbres 30 21 - 26

Soja 72 37

Harina de trigo 35 10 -12

Papa 67 2

Carne vacuno 76 19

Pescado 80 18 aprox.

Leche 86 3 - 4

Contenido de protena (%) y valor alimenticio de la misma en unidades NPU

NOTA: NPU (net protein utilization) el valor ideal es de 100 NPU

ENZIMAS APOENZIMA COENZIMA

COFACTOR

PARTE PROTEICA PARTE NO PROTEICA

Aceleran

reacciones

qumicas

Sustancias

Importantes

Medicina

Industria qumica

Alimentos

Agronoma

Limpieza

Enfermedades

Hereditarias

Anomalias accin

enzimtica

CATALIZADOR

Estn presentes en pequeas cantidades.

Est conformada por una parte proteica (Apoenzima) y una No Proteica (Coenzima) que es una molcula

orgnica especfica, pequea y termoestable y de bajo

peso molecular.

Durante una reaccin no se modifican de manera irreversible, por lo que, le permite participar en la

catlisis de numerosas reacciones individuales.

Reaccionan en una forma especfica.

La funcin de una enzima es aumentar la velocidad de una reaccin. Las enzimas no modifican los

equilibrios de reaccin. Es decir, no determinan si

una reaccin es favorable o desfavorable.

PROPIEDADES

ENZIMAS

3. FORMA, ESPECIFICIDAD Y ACCIN ENZIMTICA:

Una parte muy importante de las enzimas es el sitio cataltico o sitio activo, que es un nicho o

depresin sobre la superficie de la molcula, su forma y la configuracin de las fuerzas de

unin presentes all hacen que la enzima sea especfica para un sustrato y el complejo formado por

la unin se llama Complejo Enzima Sustrato (E S) cuando la reaccin ha terminado, el

sustrato queda alterado qumicamente formando el Producto, mientras la enzima no sufre ninguna

alteracin y queda libre para seguir actuando en una nueva reaccin del complejo E S.

La reaccin enzimtica puede resumirse de la siguiente manera:

P + E

Enzima Sustrato

S + E E-S Enzima

Producto Enzima Sustrato

Debido a que las enzimas no son estructuras rgidas, la hiptesis de la relacin E S propuesto

por Emil Fischer (1890) qued en desuso (Hiptesis Llave y cerradura), ahora se propone la

hiptesis del ajuste inducido.

Hiptesis del Ajuste Inducido: (Modelo propuesto por Koshland)

Propone, que cuando el sustrato se une al sitio cataltico de la enzima, el sitio cambia para

adaptarse al sustrato, esto origina una tensin sobre el sustrato con el rompimiento qumico de

los enlaces especficos, con ayuda del agua (reacciones hidrolticas)

ENZIMA

SUSTRATO

Sitio cataltico flexible

Aminocido

Sitio Alostrico

El sitio cataltico cambia de

forma y se adapta al sustrato,

lo que origina una tensin y

permite el rompimiento del

enlace R1 R2

Entra el agua

(Reaccin hidroltica)

4. INHIBIDORES ENZIMTICOS:

Inhibicin competitiva: Es cuando el inhibidor compite con el sustrato para tener acceso al sitio

cataltico de la enzima

La inhibicin competitiva se utiliza en el tratamiento de envenenamiento con metanol, que se convierte

en formaldehdo por la enzima alcohol deshidrogenasa; el formaldehdo lesiona muchos tejidos, en

especial los ojos. El etanol compite con el metanol por la enzima, de modo que la terapia para el

envenenamiento con metanol es la aplicacin endovenosa de etanol, lo cual hace que la formacin de

formaldehdo sea lo suficientemente lenta como para que el metanol se pueda eliminar, inocuamente,

en la orina.

Inhibicin No Competitiva: El sustrato e inhibidor no compiten por el sitio cataltico; el inhibidor

acta en un sitio diferente al cataltico denominado sitio alostrico, que al ser ocupado por el

inhibidor provoca un cambio conformacional de la estructura de la enzima, que altera la estructura

del sitio cataltico y, por ende, sus propiedades catalticas.

A la inhibicin alostrica se le denomina: Inhibicin por producto final o inhibicin por

retroalimentacin

Efectos de los inhibidores en la cintica enzimtica

Para entender la actividad cataltica de las enzimas es necesario, en primer lugar, diferenciar entre

equilibrios de reaccin y velocidades de reaccin

Cualquier reaccin, por ejemplo S P,

donde S es el sustrato y P es el producto,

puede describirse mediante un diagrama de

la coordenada de reaccin, que es una

descripcin grfica del camino energtico de

la reaccin.

En su forma normal estable, o estado basal, cualquier

molcula (tal como S o P) contiene una cantidad

caracterstica de energa. El equilibrio entre S y P

refleja la diferencia de la energa (G) de sus estados

basales. En el ejemplo que se muestra en la figura, la

energa del estado basal de P es inferior al de S, con lo

que el equilibrio favorece la degradacin de S y la

formacin de P. Este equilibrio no es afectado por la

actividad de la enzima.

No obstante, un equilibrio favorable no indica que la

conversin S P sea rpida. Para que haya

reaccin las molculas han de superar una barrera

representada por la colina energtica de la figura,

que es el resultado de una serie de reacomodos que

tienen que producirse en las molculas participantes

(alineamiento de los grupos reactivos, formacin de

cargas inestables transitorias, reordenamientos de

enlaces, etc.)

En la cumbre de la colina energtica existe un punto en

el que la cada hacia el estado S o P es igualmente

probable (en cualquier caso es de bajada). Es lo que se

denomina el estado de transicin. El estado de transicin

es un momento molecular fugaz en el que

acontecimientos tales como rotura de enlace, formacin

de enlace y desarrollo de carga han llegado al preciso

instante en el que la vuelta al estado inicial del sustrato o

la generacin de un producto son igualmente probables.

La diferencia entre los niveles de energa del estado

basal y del estado de transicin se denomina energa de

activacin.

La velocidad de una reaccin refleja esta energa de activacin, ya que si la energa de activacin es

ms elevada, la reaccin es ms lenta. Las velocidades de reaccin pueden aumentarse incrementando

la temperatura, mediante la que se aumenta el nmero de molculas con energa suficiente para

superar la barrera energtica. De modo alternativo, puede disminuirse la energa de activacin

aadiendo un catalizador. Los catalizadores (como las enzimas) aumentan las velocidades de reaccin

disminuyendo la energa de activacin.

Se puede ilustrar este principio general considerando la reaccin de la glucosa con el O2 para

formar CO2 y H2O, que representa los estados inicial y final del proceso de respiracin que veremos

ms adelante.

Glucosa + Oxgeno CO2 + H2O

Esta reaccin tiene una variacin de energa libre muy grande, ya que el contenido de energa libre

de la glucosa es notoriamente mayor que el de los productos, por lo que la reaccin debera ser

espontnea, es decir que la glucosa debera descomponerse rpidamente formando dixido de

carbono y agua. Sin embargo, se puede colocar glucosa en un recipiente con oxgeno de manera

casi indefinida sin que reaccionen. En cambio, en las clulas la glucosa es degradada rpidamente a

CO2 y H2O en una ruta metablica catalizada por enzimas. Estas enzimas no slo aceleran las

reacciones sino que las organizan y controlan de tal manera que gran parte de la energa liberada en

este proceso se recupera en otras formas que pueden ser utilizadas por la clula para realizar todas

sus funciones. Esta es la ruta primaria de formacin de energa para las clulas y las enzimas que

actan en ella permiten que el proceso tenga lugar en una escala de tiempo til para las clulas

5. CLASIFICACIN:

La Comisin Internacional de Enzimas ha recomendado dividirlos en 06 grandes grupos:

Oxidorreductasas: Catalizan las reacciones de oxido reduccin. Es decir, participan en

la transferencia de un electrn o tomo de Hidrgeno de un donador (se oxida) a un

aceptor (se reduce).

Transferasas: Catalizan la transferencia de un grupo G (distinto al hidrgeno) entre un

par de sustratos.

S G + S S + S G

Hidrolasas: Catalizan la ruptura de enlaces C O, C N , C C y algunos otros enlaces

con adicin de agua.

Liasas: Rompen enlaces C C , C O , C N y otros enlaces dejando doble ligaduras o

agregando grupos a las dobles ligaduras.

Isomerasas: Catalizan la interconversin de ismeros pticos, geomtricos o de posicin.

Ligasas: Participan en la unin de dos molculas acopladas por la hidrlisis de ATP u otro

trifosfato. Los enlaces que forman pueden ser C O, C S , C N , C C .

6. FACTORES QUE MODIFICAN LA ACTIVIDAD ENZIMTICA:

Concentracin de la enzima: Concentracin del sustrato:

Efecto de la Temperatura: Efecto del pH

Las enzimas son protenas con forma especfica

Las enzimas son especficas, reaccionan con su sustrato especfico.

Tienen sitios catalticos flexibles (ligeramente), los que se adaptan a la conformacin

molecular del sustrato.

Finalizan la reaccin sin ninguna alteracin y pueden usarse una y otra vez hasta su

degradacin molecular normal.

Pueden actuar en reacciones catablicas y anablicas.

Reducen el calor de activacin requerido para que se produzca una reaccin.

La velocidad de reaccin depende de la concentracin de sustrato, temperatura, pH, etc.

La accin de una enzima puede ser reversible y depende muchas veces de las cantidades

relativas de sustrato y producto.

7.0. RESUMEN DE LAS CARACTERSTICAS Y FUNCIONES:

8. ENZIMAS DIGESTIVAS EN EL HOMBRE:

GLNDULA ENZIMA pH

PTIMO SUSTRATO PRODUCTO FINAL

Salivales Ptialina o Amilasa

salival 6,4 - 6,8

Almidn Maltosa

Gstricas

(Jugo gstrico)

Pepsina 2

Protenas Pptidos y Polipptidos

Pncreas

(Jugo pancretico)

Amilasa pancretica

Lipasa pancretica

Tripsina

Quimotripsina

Carboxipeptidasa

Ribonucleasas

Desoxirribonucleasa

8

8

8

8

8

8

8

Almidn

Lpidos

Protenas

Protenas

Pptidos

RNA

DNA

Maltosa

Glicerol + Ac. Grasos

Pptidos y aminocidos

Pptidos y aminocidos

Aminocidos

Nucletidos

Nucletidos

Intestinales

(Jugo intestinal)

Aminopeptidasas

Nucleasas

Maltasa

Sacarasa

Lipasa

7,5 - 8,5

7,5 - 8,5

7,5 - 8,5

7,5 - 8,5

7,5 - 8,5

Pptidos

DNA y RNA

Maltosa

Sacarosa

Lpidos

Aminocidos

Nucletidos,

nuclesidos y bases

nitrogenadas

Glucosa

Glucosa y fructosa

Glicerol + Ac. grasos