Carbohidratos y Proteínas

Docente: Jorge Ernesto Balseca Q.Docente: Jorge Ernesto Balseca Q.

Valor del mes: LibertadValor del mes: Libertad

Objetivo:Objetivo:Determinar la estructura y función de las proteínas e hidratos de carbono en el cuerpo humano e identificar los problemas ocasionados en los seres vivos por su deficiencia.

Carbohidratos

Conocen como:Conocen como: CarbohidratosCarbohidratos GlúcidosGlúcidos Hidratos de CarbonoHidratos de Carbono

Base de energía viva en la tierra.Base de energía viva en la tierra. Provienen de fotosíntesisProvienen de fotosíntesis Normalmente contienen C, O e H y Normalmente contienen C, O e H y

tienen la fórmula aproximada (CHtienen la fórmula aproximada (CH22O)O)nn..

Ciclo de Energía Viva

Carbohidratos

Carbohidrato significa hidrato de carbono.Carbohidrato significa hidrato de carbono. Nombre derivó de investigaciones primeros Nombre derivó de investigaciones primeros

químicos: observaron que al calentar azúcar químicos: observaron que al calentar azúcar obtenían residuo negro de carbón y gotas de agua obtenían residuo negro de carbón y gotas de agua condensadas.condensadas.

Además, el análisis químico de los azúcares y otros Además, el análisis químico de los azúcares y otros carbohidratos indicaron que contenían únicamente carbohidratos indicaron que contenían únicamente carbono, hidrógeno y oxígeno y muchos de ellos carbono, hidrógeno y oxígeno y muchos de ellos tenían la fórmula general (CH2O)n.tenían la fórmula general (CH2O)n.

No son compuestos hidratados, como lo son muchas No son compuestos hidratados, como lo son muchas sales inorgánicas sales inorgánicas

Carbohidratos Compuestos orgánicos mas extendidos en biosferaCompuestos orgánicos mas extendidos en biosfera Nutrientes orgánicos principales de tejido vegetal (60-90%)Nutrientes orgánicos principales de tejido vegetal (60-90%) Después proteínas y lípidos, 3er grupo más abundantes en Después proteínas y lípidos, 3er grupo más abundantes en

animales (<1% en hombre)animales (<1% en hombre) Incluye importantes compuestos como glucosa, fructosa, sucrosa, Incluye importantes compuestos como glucosa, fructosa, sucrosa,

almidón, glicógeno, quitina y celulosa.almidón, glicógeno, quitina y celulosa. Contienen C, H y O, dos últimos en misma proporción que agua Contienen C, H y O, dos últimos en misma proporción que agua

Cx (H2O) Cx (H2O) Definición satisfactoria para mayoría, algunos tienen proporción Definición satisfactoria para mayoría, algunos tienen proporción

menor de O, o existen derivados que pueden tener N y S.menor de O, o existen derivados que pueden tener N y S. Sintetizados a partir materia inorgánica por vegetales mediante la Sintetizados a partir materia inorgánica por vegetales mediante la

fotosíntesisfotosíntesis Vegetales los utilizan como fuente de energía o base para otros Vegetales los utilizan como fuente de energía o base para otros

nutrientesnutrientes

Funciones

Energéticas: (glucógeno en animales y Energéticas: (glucógeno en animales y almidón en vegetales, bacterias y hongos)almidón en vegetales, bacterias y hongos) Glucosa es uno de carbohidratos más sencillos, Glucosa es uno de carbohidratos más sencillos,

comunes y abundantes; representa molécula comunes y abundantes; representa molécula combustible que satisface demandas energéticas combustible que satisface demandas energéticas de la mayoría de los organismos.de la mayoría de los organismos.

De reserva:De reserva: Se almacenan como almidón en vegetales y Se almacenan como almidón en vegetales y

glucógeno en animales. Ambos polisacáridos glucógeno en animales. Ambos polisacáridos pueden ser degradados glucosa. pueden ser degradados glucosa.

Funciones Compuestos estructurales: Compuestos estructurales:

Como celulosa en vegetales, bacterias y hongos y Como celulosa en vegetales, bacterias y hongos y quitina en cefalotorax crustáceos e insectos.quitina en cefalotorax crustáceos e insectos.

Precursores:Precursores: Son precursores de ciertos lípidos, proteínas y Son precursores de ciertos lípidos, proteínas y

factores vitamínicos como ácido ascórbico factores vitamínicos como ácido ascórbico (vitamina C) e inositol.(vitamina C) e inositol.

Señales de reconocimiento:Señales de reconocimiento: Intervienen en complejos procesos de Intervienen en complejos procesos de

reconocimiento celular, en la aglutinación, reconocimiento celular, en la aglutinación, coagulación y reconocimiento de hormonas coagulación y reconocimiento de hormonas

Clasificación Por estructura química, dividen en 2 grupos: azúcares y Por estructura química, dividen en 2 grupos: azúcares y

no azúcares. no azúcares. Azúcares más simples: monosacáridos, dividen:Azúcares más simples: monosacáridos, dividen:

Triosas (C3H6O3)Triosas (C3H6O3) Tetrosas (C4H8O4)Tetrosas (C4H8O4) Pentosas (C5H10O5) Pentosas (C5H10O5) Hexosas (C6H12O6).Hexosas (C6H12O6).

Monosacáridos pueden unirse entre sí por deshidratación Monosacáridos pueden unirse entre sí por deshidratación para formar di, tri ó polisacáridos, conteniendo 2, 3 ó más para formar di, tri ó polisacáridos, conteniendo 2, 3 ó más unidades de monosacáridos. unidades de monosacáridos.

““No azúcares”: tienen > 10 monosacáridos y no poseen No azúcares”: tienen > 10 monosacáridos y no poseen sabor dulce. sabor dulce.

No azúcares dividen 2 subgrupos: No azúcares dividen 2 subgrupos: Hemopolisacáridos (consistiendo los primeros en unidades de Hemopolisacáridos (consistiendo los primeros en unidades de

monosacáridos idénticas ) monosacáridos idénticas ) Heteropolisacáridos (mezclas distintos monosacáridos)Heteropolisacáridos (mezclas distintos monosacáridos)

Monosacáridos

Todos los monosacáridos solubles en agua, Todos los monosacáridos solubles en agua, escasamente en etanol e insolubles en éter.escasamente en etanol e insolubles en éter.

Activos ópticamenteActivos ópticamente Poseen propiedades reductoras Poseen propiedades reductoras Se representan con la fórmula general (CH2O)xSe representan con la fórmula general (CH2O)x Generalmente son de sabor dulce.Generalmente son de sabor dulce. Rara vez directamente involucrados en reacciones Rara vez directamente involucrados en reacciones

bioquímicas intracelulares. Primero transformados en bioquímicas intracelulares. Primero transformados en derivado del mismo:derivado del mismo: Ester de azúcar fosfato (D-glucosa-6-fosfato, D-glucosa-1fosfato, Ester de azúcar fosfato (D-glucosa-6-fosfato, D-glucosa-1fosfato,

D-fructuosa-6-fosfato y diésteres de fosfato)D-fructuosa-6-fosfato y diésteres de fosfato) Azúcares-amino (D-glucosamina), Azúcares-amino (D-glucosamina), Azúcares-ácido (ácido glucónico y ácido glucurónico) Azúcares-ácido (ácido glucónico y ácido glucurónico) Azúcares-alcohol (sorbitol).Azúcares-alcohol (sorbitol).

Monosacáridos

Clasificación por Grupo Funcional

Polihidroxialdehídos: Polihidroxialdehídos: 1º átomo C es el correspondiente al 1º átomo C es el correspondiente al

grupo aldehído (-CHO). grupo aldehído (-CHO). Generalmente, 2 a 6 C más en Generalmente, 2 a 6 C más en

cadena. Cada uno de estos unido a cadena. Cada uno de estos unido a un grupo -OH. un grupo -OH.

Polihidroxicetonas:Polihidroxicetonas: Tienen grupo carbonilo (C=O) en 2º Tienen grupo carbonilo (C=O) en 2º

átomo Cátomo C Demás átomos de unidos a un grupo Demás átomos de unidos a un grupo

-OH -OH

ALDOSA

CETOSA

La siguiente imagen te presenta tres tipos de La siguiente imagen te presenta tres tipos de hexosas diferentes por su grupo funcional:hexosas diferentes por su grupo funcional:

Analiza la imagen, qué diferencia estructural encuentras entre la glucosa y la galactosa?

Azucares D y L

Cuando en la estructura del Cuando en la estructura del monosacárido hay un grupo –OH del monosacárido hay un grupo –OH del lado derecho en el penúltimo Carbono, lado derecho en el penúltimo Carbono, se les designa como D (D-glucosa, D-se les designa como D (D-glucosa, D-galactosa).galactosa).

Si el grupo –OH se encuentra del lado Si el grupo –OH se encuentra del lado izquierdo en el penúltimo Carbono, a izquierdo en el penúltimo Carbono, a estos se les conoce como azúcares L.estos se les conoce como azúcares L.

Pentosas Monosacáridos de 5 CMonosacáridos de 5 C Incluyen L-arabisona, D-xilosa, D-ribosa.Incluyen L-arabisona, D-xilosa, D-ribosa. Desde punto vista nutricional, pentosa más Desde punto vista nutricional, pentosa más

importante es D-ribosa y derivados D-importante es D-ribosa y derivados D-desoxiribosa y ribitol. desoxiribosa y ribitol.

D-ribosa y la D-desoxiribosa son componentes D-ribosa y la D-desoxiribosa son componentes esenciales de ARN y ADN, respectivamente.esenciales de ARN y ADN, respectivamente.

Ribitol es componente esencial de riboflavina.Ribitol es componente esencial de riboflavina.

Hexosas Glucosa:Glucosa: Existe en su forma libre en tejidos de Existe en su forma libre en tejidos de

vegetales, y en sangre. En la mayoría de los vegetales, y en sangre. En la mayoría de los ingredientes alimenticios naturales, la glucosa existe en ingredientes alimenticios naturales, la glucosa existe en forma combinada, tanto con un monosacárido como un forma combinada, tanto con un monosacárido como un componente exclusivo de los disacáridos (p. ej. componente exclusivo de los disacáridos (p. ej. maltosa) y de polisacáridos (p. ej. almidón, glicógeno, maltosa) y de polisacáridos (p. ej. almidón, glicógeno, celulosa) ó bien combinada con otros monosacáridos celulosa) ó bien combinada con otros monosacáridos en forma de lactosa (azúcar de la leche), sucrosa y en forma de lactosa (azúcar de la leche), sucrosa y heteropolisacáridos. heteropolisacáridos.

FructuosaFructuosa: A semejanza de la glucosa, la fructuosa : A semejanza de la glucosa, la fructuosa existe en su forma libre en los jugos de vegetales, existe en su forma libre en los jugos de vegetales, frutas y en la miel. Es un componente del disacárido frutas y en la miel. Es un componente del disacárido sucrosa y es el azúcar más dulce que existe en la sucrosa y es el azúcar más dulce que existe en la naturaleza (p. ej. es responsable del sabor naturaleza (p. ej. es responsable del sabor excepcionalmente dulce de la miel).excepcionalmente dulce de la miel).

Galactosa:Galactosa: Aunque no existe en forma libre en la Aunque no existe en forma libre en la naturaleza, se presenta como un componente del naturaleza, se presenta como un componente del disacárido lactosa y de muchos polisacáridos, disacárido lactosa y de muchos polisacáridos, incluyendo los galactolípidos, gomas y mucílagos.incluyendo los galactolípidos, gomas y mucílagos.

Proteinas

Nombre proviene de la palabra griega πρώτα Nombre proviene de la palabra griega πρώτα ("prota"), que significa "lo primero" o de el dios ("prota"), que significa "lo primero" o de el dios proteo, por la cantidad de formas que pueden tomar. proteo, por la cantidad de formas que pueden tomar.

Moléculas de enorme tamaño (macromoléculas), Moléculas de enorme tamaño (macromoléculas), constituidas por gran número de unidades constituidas por gran número de unidades estructurales. estructurales.

Cuando se dispersan en un solvente adecuado, Cuando se dispersan en un solvente adecuado, forman obligatoriamente soluciones coloidales, con forman obligatoriamente soluciones coloidales, con características que las distinguen de las soluciones características que las distinguen de las soluciones de moléculas más pequeñas.de moléculas más pequeñas.

Proteinas

Por hidrólisis, escindidas en compuestos Por hidrólisis, escindidas en compuestos relativamente simples, de pequeño peso, que relativamente simples, de pequeño peso, que son las unidades fundamentales son las unidades fundamentales constituyentes de la macromolécula. constituyentes de la macromolécula.

Estas unidades son los aminoácidos, de los Estas unidades son los aminoácidos, de los cuales existen veinte especies diferentes y se cuales existen veinte especies diferentes y se unen entre sí mediante enlaces peptídos.unen entre sí mediante enlaces peptídos.

Cientos y miles de estos aminoácidos Cientos y miles de estos aminoácidos pueden participar en la formación de la gran pueden participar en la formación de la gran molécula polimérica de una proteínamolécula polimérica de una proteína

Proteínas Todas contienen C, H, O y N y casi todas también S. Todas contienen C, H, O y N y casi todas también S. Ligeras variaciones, contenido N representa, término Ligeras variaciones, contenido N representa, término

medio, 16% masa molécula; 6,25g proteínas = 1 g N. medio, 16% masa molécula; 6,25g proteínas = 1 g N. Factor 6,25 utiliza para estimar cantidad proteína en Factor 6,25 utiliza para estimar cantidad proteína en una a partir de medición de N.una a partir de medición de N.

Enlace Péptido Péptidos formados por unión de aminoácidos Péptidos formados por unión de aminoácidos

mediante enlace peptídico.mediante enlace peptídico. Síntesis: reacción anabólica deshidratación con Síntesis: reacción anabólica deshidratación con

pérdida una molécula agua entre grupo amino pérdida una molécula agua entre grupo amino de un aminoácido y carboxilo de otrode un aminoácido y carboxilo de otro

Resultado es enlace covalente CO-NH. Resultado es enlace covalente CO-NH. Podemos seguir añadiendo aminoácidos al Podemos seguir añadiendo aminoácidos al péptido, porque siempre hay extremo NH2 péptido, porque siempre hay extremo NH2 terminal y COOH terminal.terminal y COOH terminal.

Aminoácidos Molécula que contiene un grupo carboxilo (-COOH) Molécula que contiene un grupo carboxilo (-COOH)

y un grupo amino (-NH3) libres.y un grupo amino (-NH3) libres. Pueden representarse en general por NH2-CHR-Pueden representarse en general por NH2-CHR-

COOH, siendo R un radical o cadena lateral COOH, siendo R un radical o cadena lateral característico de cada aminoácido.característico de cada aminoácido.

Muchos aminoácidos forman proteínas Muchos aminoácidos forman proteínas (aminoácidos proteicos), mientras otros nunca se (aminoácidos proteicos), mientras otros nunca se encuentran en ellas. encuentran en ellas.

Existen aproximadamente 20 aminoácidos distintos Existen aproximadamente 20 aminoácidos distintos componiendo las proteínascomponiendo las proteínas

Clasificación Aminoácidos

Según su obtenciónSegún su obtención Esenciales:Esenciales:

No pueden ser sintetizados de novo a No pueden ser sintetizados de novo a partir de glucosa u otros AApartir de glucosa u otros AA

Deben ser ingeridos para obtenerlosDeben ser ingeridos para obtenerlos No Esenciales:No Esenciales:

Si pueden ser sintetizados de novo a partir Si pueden ser sintetizados de novo a partir de glucosa u otros AAde glucosa u otros AA

Aminoácidos Esenciales

Diez:Diez:

1.- Arginina 6.- Metionina1.- Arginina 6.- Metionina

2.- Histidina 7.- Fenilalanina2.- Histidina 7.- Fenilalanina

3.- Isoleucina 8.- Treonina3.- Isoleucina 8.- Treonina

4.- Leucina 9.- Triptofano4.- Leucina 9.- Triptofano

5.- Lisina 10.- Valina5.- Lisina 10.- Valina

Aminoácidos No Esenciales

AlaninaAlanina AsparginaAspargina Acido AsparticoAcido Aspartico Acido GlutamicoAcido Glutamico GlutaminaGlutamina GlicinaGlicina ProlinaProlina SerinaSerina

Síntesis Proteínas

Por su tamaño, proteínas no pueden atravesar Por su tamaño, proteínas no pueden atravesar membrana celular, por eso existe en interior membrana celular, por eso existe en interior mecanismo que las construye (síntesis) según mecanismo que las construye (síntesis) según necesidades que tenga en ese momento.necesidades que tenga en ese momento.

Consta de dos etapas: Consta de dos etapas: Transcripción: ocurre dentro del núcleo, la secuencia de Transcripción: ocurre dentro del núcleo, la secuencia de

nucleótidos que denominamos gen (segmento de ADN que nucleótidos que denominamos gen (segmento de ADN que determina una proteína) se transcribe en una molécula de determina una proteína) se transcribe en una molécula de ARN. ARN.

Traducción – síntesis: el ARN pasa del núcleo al citoplasma Traducción – síntesis: el ARN pasa del núcleo al citoplasma donde es traducida por los ribosomas que arman una donde es traducida por los ribosomas que arman una proteína.proteína.

Síntesis Proteínas

Proceso de fundamental importancia: todos Proceso de fundamental importancia: todos caracteres de célula (fenotipo) regulados por sus caracteres de célula (fenotipo) regulados por sus actividades enzimáticas específicas. actividades enzimáticas específicas.

Como enzimas son proteínas, morfología y Como enzimas son proteínas, morfología y funcionameinto celular dependen de tipo proteínas funcionameinto celular dependen de tipo proteínas que célula pueda armar. que célula pueda armar.

En transcurso evolución, organismos han asegurado En transcurso evolución, organismos han asegurado que información para sintetizar enzimas específicas que información para sintetizar enzimas específicas esté presente en células y su descendencia.esté presente en células y su descendencia.

Esa información reside en ADN y gracias a la Esa información reside en ADN y gracias a la replicación, la trasmisión está garantizada. replicación, la trasmisión está garantizada.