Biologia_2_ Proteínas, Enzimas y Ácidos Nucleicos

Biologa

ITMNIII1B2

TEMA: 2

Integral Turno Maana Regular 2014-III /Biologa Tema 2

Protenas, enzimas y cidos nucleicos

1

I. IMPORTANCIA BIOLGICA

A. Estructuralyflexibilidad

Colgeno

Elastina

Tendn

Protenas

B. Inmunolgica

Anticuerpos o Inmunoglobulinas (Ig) (Protenas)

Antgenocuerpo extrao al organismo como

virus, bacterias, etc.

LinfocitoB

ClulaPlasmtica

Ag

C. Motilidad

Actina, Miosina

PROTENAS(SOLUTO BIOLGICO MS ABUNDANTE)

D. Hormonal Insulina:protenaquedisminuyelaconcentraccin

de glucosa en la sangre, evitando la DIABETES.

Insulina(Protena)

123

Hgado

Glucgeno (90%)

Glucosa

Sangre

E. Enzimticas Reaccionesbioqumicas:

A + B

A + B

C + D

C + D

Sustratos

Sustratos

Productos

30 horas

Enzimas(protenas)

Biocatalizadores Productos

II. DEFINICIN Son biomolculas orgnicas cuaternarias (C, H, O, N,),

siendo el "N" el biolemento caracterstico.

Qumicamente Sedefinecomopolmerodeaminocidos(monmero).

HgadoEnlace Peptdico

Monmero

Aminocido Polmero1444444444444442444444444444443

aa aa aa aa aa aa

DESARROLLODELTEMA


Ciencia Histrica - Hominizacin y PrehistoriaProtenas, enzimas y cidos nucleicos

2

III. AMINOCIDO (aa)A. Estructura

Enlace Peptdico

Polmero

Grupo Amino(L)

Aminocido (aa)

Grupo Carboxilo(cido)

14444444444444444244444444444444443

14444444444244444444443

aa aa aa aa aa aa

H

H

H

CO

OH

R

N C

Aminocido (aa)R = H Glicina

R = CH3 AlaninaJKL

NOP

- Asimtricos-Anfteros:cidoyBase-Zwitterion:Equilibrio

NO OP

JKKL

B. TiposEn la naturaleza existen ms de 50 tipos pero en los vivos hay 20 tipos de las cuales 10 sonesenciales, porqueno lopodemos sintetizar yquenecesariamentelotenemosqueingerirenladieta,Arginina, fenilalanina, Histina, Isolucina, Leucina, Lisina,metionina,Treonina,TriptfanoyValina.

IV. PPTIDOS Son molculas constituidas por dos o ms aminocidos

unidas por enlaces peptdicos

aa1

aa1

aa1

aa1

aan

aa100

aa101

Enlace Peptdico

Oligopptido14444424444431444444444444244444444444431444444444444444442444444444444444443Polipptido

ProtenaM>10,000

V. CLASIFICACIN Existendiversoscriteriosparaclasificaralasprotenas,

entreelloshacemosmencindelosmscomunes:

A. Por su composicin

Simples: cuando estn formados, constituidas solo por aminocidos.

aa

aa

aa

aa

- Albuminas- Histonas- Tubulinas- Queratinas- Colgenos

Conjugadas:formadosporaminocidosyademspresenta otros componentes denominados GRUPO PROTTICOS.

Fe Zn Glucosa

Lpidos

aa aa aa

aa

aa aa aa

aa

aa aa aa

aa

aa aa aa

aa

Hemoglobina Insulina Glucoprotena

LipoprotenaGrupoProsttico- Bioelementos- Glcidos- Lpidos, etc

JKL

JK

L

B. Por su forma Fibrosas:presentanformadefibra(alargada)y

son insolubles en el agua.

Colgeno:Matrizdeltejidoconjuntivo.

Queratina:Piel,pelo,ua,cuernos,plumas.

Elastina:Tendonesyvasossanguneos.

Fibroina:Seda,teladearaa.

Fibrina:Cogulossanguneos.

ProtenaFibrosa

Fibra- Colgena- Elstica- Reticular

JKL

JK

L

Globulares: presentan forma globular (esfrica) ysonsolublesenelagua.

Anticuerpos:Defensadelorganismo,reaccionescontra el antgeno.

Enzimas:Catalizanlasreaccionesbioqumicasacelerndolos.

Histonas:Constituyentesdelacromatina.

Interferones:Protenasantivirales.

Hemoglobina:Transportaeloxigeno(O2).

ProtenaGlobular

H2O


Integral Turno Maana Regular 2014-III /Biologa Tema 2 3

I. IMPORTANCIA BIOL-GICA Facilitan la transformacin

qumicadelassustancias.

Algunas de las enzimas seutilizan en el diagnstico de tumores cancergenos, como la FOSFATASA CIDA (enzima) en el diagnstico de tumores cancergenos a la prstata.

ENZIMAS(Fermentos)

Termina: ... asa

II. ENERGA DE ACTIVACIN (Ea) Todareaccinbioqumica(anablicaycatablica)requierenparainiciarsequeelsustratosupereciertabarreradeenerga

llamadaENERGADEACTIVACIN,laquesedefinecomolamnimacantidaddeenergaquedebemossuministraraunsustrato para transformarlo en productos.

* RxBioqumica

Ener

ga

libre

Avance de la reaccin

E (kcal)

Sustratos Productos(Biocatalizador)

ENZIMA

E2A+B

A + B14243 14243

C+D

C + D :6horas

CATALIZADA(Enzima)

No catalizado

Ener

ga

libre

Avance de la reaccin

E (kcal)

Sustratos Productos

E1

A+B A+B

A + B14243 14243

C+D C+D

C + D :30horas

NOCATALIZADA

Estado de transicin

E1 > E2

Nutriente Enzimas(Aceleran)

DESECHO

ANAB

OLI

SMO

CATABOLISM

O

CATABOLISM

O

CATA

BOLI

SMO

Clula

Nota: La sustancia sobre la cual acta la enzima se llama SUSTRATO y l asustancia o sustancias producidas por accin enzimtica se llaman PRODUCTOS.



4

III. DEFINICIN Las enzimas son biomolculas orgnicas de naturaleza

proteica(sonprotenas),queintervienenenlasreaccionesbioqumicas REDUCIENDO SUSTANCIALMENTE LAENERGA DE ACTIVACIN del sustrato sobre el cualacta;ycomoconsecuenciadeellos:

Se reduce enormemente la energa a gastarse durante el proceso.

Se reduce sustancialmente el tiempo que dura elproceso.

IV. ESTRUCTURA ENZIMTICA Sonprotenasquepresentan:

A. Cuerpo Formado por aminocidos ESTRUCTURALES.

B. Centroocitioactivo Esellugardelaenzimadondeseuneelsustratoy

presentaungrupodeAminocidosquesondedostipos:1.AminocidosdeFijacin:reconocenoidentifican

alsustratoyformaconelsustratoenlacesdbiles(puentes de hidrgenos).

2.AminocidosCatalticos:transformanelsustratoen productos.

AminocidosdeFijacin

AminocidosCatalticos

E

ENZIMA

Centro o Sitio Activo

Cuerpo

AminoacidosEstructurales

V. DEFINICIN

A. SonProtenas Estn formadas por aminocidos.

B. SonBiocatalizadores Aceleran las reacciones bioqumicas, sin que las

estructuras molecular de la enzima se altere, luego serecuperanalfinaldelareaccin.

C. Actanenpequeascantidades Las enzimas son ef ic ientes en cant idades

infinitesimales.

D. SonextremadamenteEspecficos Unaenzimaactasobreundeterminadosustratoy

nosobrecualquiersustrato.

AminocidosdeFijacin

Complementario con el Sustrato

ECentro o Sitio Activo

Cuerpo

S

S

S

E. Reutilizables

Terminada la reaccin no se degrada, cataliza nuevamente otra reaccin.

VI. MODO DE ACCIN ENZIMTICA AC-TIVIDAD ENZIMTICA)

Comprendelassiguientesfases:

1. Reconocimientodelsustrato La enzima reconoce al sustrato a travz de su

aminocidodefijacin.

AminocidosdeFijacin(Reconociendo)

S

S

SE

2. Fijacinoacoplamiento

Losaminocidosdefijacinformanconelsustratoenlaces de Hidrgeno, formndose el complejoENZIMASUSTRATO.

E

SEnlacesDbiles

(Puentes de Hidrgenos, fuerzaVandeWaals,etc.)

3. Accincatalticos Los aminocidos cataliticos. Transforman el sustrato

en productos.

4. Liberacindeprodutos Laenzimaliberaalosproductosyquedalibrepara

catalizar otra reaccin (Reutilizables).



AminocidoCataltico

E

P

P

E + S ES EP E + P

VII. COFACTORES Uncofactoresunasustancianoproteicaqueactivaalaapoenzima,paraconvertirseenholoenzima.

Holenzima(Enzima activa)

Apoenzima(Enzima inactiva)

Cofactor(Activador)

Inorgnicos:Mg++,Mn++,Cu++,Zn++,Cl,Na+,K+,etc.Orgnicos:TambinsonllamadosCOENZIMAS,generalmentesonvitaminasdelcomplejoB:B(tiamina),B(ribofalvina)ynicotinamida (NAD)

S

E E

S

CIDOS NUCLEICOS

I. IMPORTANCIA BIOLGICA BajolaformadeunCDIGOGENTICOloscidos

Nucleicos, guardan o almacenan la INFORMACINgentica, responsable de los rasgos biolgicos o caracteres de cada especie.

Gobiernanydirigenlasntesisdeprotenas. Eselmediodecomunicacinentrelasgeneraciones

de clulas.

II. DEFINICIN Biomolculasorgnicas(CC)pentanarias(C,H,O,NyP)

deelevadopesomolecularquealmacenanytransmitenla informacin gentica a los descendientes.

QumicamentesedefinencomoPOLMEROSdeNUCLETIDOSunidosatravsdeenlacesfosfodiester.ElNucletidoessuMONMERO.

INFORMACIONAL



6

N N N N N

MONMERO

POLMERO

NUCLETIDO

14444444444444244444444444443

ENLACEFOSFODIESTER

Azcar Fosfato

BaseNitrogenada

III. NUCLETIDO Eslamolculafundamentalenlaestructurayfuncinde

los cidos nucleicos.

A. Estructura

1.FosfatoProviene del cido fosfrico (H3PO4) y le da lacaracterstica CIDA a la molcula.

P P

OH OH

OH OH

O OOH O P

FOSFATOCIDOFOSFRICO

2.Azcar(Pentosa:c5)

OHOH

OH

H

HH

H

O

4'

5'CH2OH

3' 2'

1'ARN

Presenteen:

Ribosa: azcar del ARN

HOH

OH

H

HH

H

O

4'

5'CH2OH

3' 2'

1'ADN

Presenteen:

Desoxirribosa: azcar del ADN

3.Base Nitrogenada (Estructura cclicacompuesta:C,H,OyN) PricaPurina:(Mayor) (Compuesta de dos Anillos)

- Adenina (A)

NH2

CC

N

N

H

N

N

HNCH

C

ARNADN

Presenteen:

- Guanina (G)

NH2

CC

N

N

H

N

HN

CH2N

CHC

ARNADN

Presenteen:

PrimidnicaoPirimidina:(Menor) (Compuesta de un Anillo)

- Citosina (C)

NH2

CCH

N

H

N

CO

CH

ARNADN

Presenteen:



- Timina (T)

O

CC

CH3

N

H

HN

CO

CH

ADN

Presentesoloen:

- Uracilo (U)

O

CC

N

N

HN

CC

CH

ARN

Presentesoloen:

IV. FORMACIN DEL CIDO NUCLEICO (POLIMERIZACIN) Es la unin secuencial de los nucletidos por medio de enlaces fosfodiester, formndose as largas cadenas de los cidos

Nucleicos(ARNyADN). La polimerizacin ocurre en sentido de 5' a 3'

N N N N N N

NN

N N

N

N

N N

NN

N

N N

N

N

N

N

N

NN

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

Polmero144444444444424444444444443

144444444444424444444444443 14444444244444443

Enlace fosfodiester

5'

5'

5'3'

3'

3'

cidosNucleicos

Ribonucletido(Nucletido)

Desoxirribonucletido(Nucletido)

P 5'

3'

O

OH

P 5'

3'

O

O

P 5'

3'

O

O

P 5'

3'

O

O

ADNARN

V. CIDO DESOXIRRIBONUCLICO (ADN O DNA)

A. Caractersticasgenerales

1.EstructuraDos cadenas ANTIPARALELAS de Dexorribonu-cletidos.

2.BasesnitrogenadasempleadasAdenina(A),Guanina(G),Citosina(C)yTimina(T).

3.LeyesdeChargaffEn una molcula de ADN la concentracin de adeninaes iguala ladeTiminay ladeCitosinaigualaladeGuanina.PorlotantohayPARESDEBASESCOMPLEMENTARIAS:



8

A =TyG C

Puentes de Hidrgeno

Las dos cadenas se mantienen unidas por PUENTES DEHIDRGENO(enlacesdbiles)entresusbases.

A

A

A

G

G

T

T

T

C

C

3'

3'

5'

5'

A

G

T

C

Adenina

Guanina Citosina

Timina Desoxirribosa

Fosfato

4.1953.Modeloadoblehlice

Lascadenastienetorsintridimensionalquedaa la molcula la conformacin de doble hlice.

Elmodelodedoblehlice fuepropuestoporJamesWatsonyFrancisCricken1953,basadosen el estudio de cristales de DNA mediante latcnicadedifraccinderayosX.WatsonyCrickobtuvieronelPremioNobeldeMedicinayFisiologaen1962.

E l modelo de "dob le h l i ce" exp l i casatisfactoriamente el cdigo gentico (dado

por lasecuenciadebases)y losprocesosdereplicacin, conservacin y traduccin de lainformacin gentica.

La cantidad deDNApor clula, en todos losanimales de una misma especie es siempre la misma.

V. CIDO RIBONUCLICO (ARN RNA)

A. Caractersticasgenerales1.Formado

Una sola cadena de Ribonucletidos (Nucletidos).

2.BasesnitrogenadasSon: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) yUracilo (U).

B. TiposdeARN

1.ARNribosmico(ARNr)

Forma:globular.

Funcin: forma parte de la estructura de losRIBOSOMAS que participan en la sntesis deprotenas.

RIBOFORINA(Protena)

ARNribosmico

RIBOSOMA(subunidad)

2.ARNmensajero(ARNm) Forma:lineal. Funcin:llevarlainformacingenticadelADN

(GEN)queestenelNcleoalCitoplasma,parala sntesis de protenas.

AAAA5'

3'UU

UU U GG

G

3.ARNtransferencia(ARNt) Forma:hojadeTrbol. Funcin:transfierelosAminocidosdedistintos

puntos del citoplasma hacia los ribosomas, para las sntesis de protenas. Los aa se unen 3porquetienenOH.



Asa 3

Asa 1

Asa 2Asa 2

Asa 1

Extremo5'

Extremo3'

Extremoaceptorparaelaminocido

P

Asa 3

Nucletidosmodificado

Anticodn Anticodn144424443 1444442444443

5'

3'

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