Profundización Biología Molecular

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Profundización Biología Molecular

Profesor Mauricio Hernández

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Biomoléculas Inorgánicas

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Agua

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS

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Agua

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS

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Propiedades del Agua

Alta tensión superficial

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS

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Elevado calor específico

Calor específico de algunas sustancias

Sustancia cal/g°C

Agua (l) 1,00

Agua (s) 0,50

Aluminio 0,21

Vidrio 0,12

Hierro 0,11

Cobre 0,09

Oro 0,03

1 kg de oro1 kg de Agua

2100 calorías

Propiedades del Agua

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS

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Densidad anómala del agua

Propiedades del Agua

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS

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Solvente universal

Propiedades del Agua

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS

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Elevada fuerza de adhesión

Propiedades del Agua

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS

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• Están en el organismo en pequeñas cantidades.

• Mantienen la concentración de líquidos y fluidos del organismo.

• Regulan la acidez corporal.

SALES MINERALES

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CLASIFICACIÓN DE LAS SALES MINERALES

Sales minerales

Disueltas

Forma iónica

Precipitadas

Estado sólido

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PRINCIPALES SALES MINERALES

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Son propiedades del agua:

•Gran capacidad disolvente

• Alta tensión superficial

• Capilaridad

• Alto calor específico

• Densidad máxima a 4ºC

Son funciones de las sales

minerales:•Participar en la contracción

muscular (Ca2+ )

•Participar en el impulso

nervioso (Na+ y K+)

•Participar en la regulación de la

presión sanguínea (Na+)

•Transportar oxígeno (Fe2+)

•Formar parte de la clorofila

(Mg2+)

Biomoléculas

Biomoléculas inorgánicas:

moléculas que no presentan

carbono en su estructura.

Biomoléculas orgánicas:

moléculas que presentan

carbono en su estructura.

Sales minerales Agua

Proteínas

Ácidos nucleicos

Lípidos

Carbohidratos

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Carbohidratos y Lípidos

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CARBOHIDRATOS

CARBOHIDRATOS

Elementos principales C, H, O

Características Son la fuente más abundante y económica de

energía alimentaria de nuestra dieta.

Fuentes Están presentes tanto en los alimentos de origen

animal (leche y sus derivados), como en los de

origen vegetal (legumbres, cereales, harinas,

verduras y frutas).

Molécula básica Monosacárido

Tipo de enlace Glucosídico

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CARBOHIDRATOSMONOSACÁRIDOS

HEXOSAS

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CARBOHIDRATOSMONOSACÁRIDOS

PENTOSAS

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CARBOHIDRATOSDISACÁRIDOS

CH2OH

OHOH

OH

HO

H

H

HH

O

H

SÍNTESIS POR CONDENSACIÓN

HOCH2

HO CH OH

OH

HO H

H

O

H

2

HOCH2

HO CH OH

OH

H

H

O

H

2

O

OH H

CH2OH

OH

OH

HO

H

H

HH

O

H

glucosa fructosa sacarosa

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CARBOHIDRATOSDISACÁRIDOS

LACTOSA MALTOSA

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CARBOHIDRATOSPOLISACÁRIDOS

Almidón: Polímero vegetal de glucosas alfa, cuya función es reservar

energía para la planta. Presente en semillas como el trigo y

tubérculos como la papa.

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CARBOHIDRATOSPOLISACÁRIDOS

Celulosa: Polímero vegetal de glucosas beta, cuya función es

estructural. Presente en las paredes vegetales.

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CARBOHIDRATOSPOLISACÁRIDOS

Glucógeno: Polímero animal de glucosas alfa, cuya función es la

reserva energética. Presente en músculos y en hígado.

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CARBOHIDRATOSPOLISACÁRIDOS

Quitina: Polímero de glucosas beta modificadas cuya función es

estructural. Presente en la pared celular de hongos y en el

exoesqueleto de artrópodos.

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CARBOHIDRATOS

CRITERIO DE

COMPARACIÓNCARBOHIDRATOS

Elementos principales C, H, O

Unidades básicas de

construcción

Monosacáridos (glucosa)

Tipo de enlace Glucosídico

Clasificación 1.Monosacáridos

2. Disacáridos

3. Polisacáridos

Función biológica Energética a corto plazo, de reserva y estructural

Fuentes Origen animal: leche y sus derivados. Origen vegetal:

legumbres, cereales, harinas, verduras y frutas

Ejemplos Glucosa, fructosa, maltosa, glicógeno, celulosa, etc.

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LÍPIDOS

LÍPIDOS

Elementos principales C, H, O (en algunos casos se agrega fósforo y

nitrógeno)

Características Es un grupo heterogéneo de moléculas. Son

insolubles en agua, pero solubles en solventes

orgánicos como el alcohol, entre otros.

Fuentes Están presentes tanto en alimentos de origen

animal (manteca), como de origen vegetal (palta,

frutos secos, aceites, etc.).

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LÍPIDOS

Se clasifican en dos grupos, dependiendo de la presencia de ácidos

grasos en su composición:

• Saponificables: Poseen ácidos grasos

• Insaponificables: No poseen ácidos grasos

Grasas

Saponificables

Insaponificables

Simples

ComplejosFosfolípidos

Glucolípidos

Esteroides

Terpenos

Prostaglandinas

Ceras

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LÍPIDOS

Son las moléculas básicas que componen a muchos lípidos.

Están formados por una larga cadena carbonada asociada a un grupo

carboxilo (COOH). Función: fuente energética.

Podemos encontrar dos tipos:

1) ÁCIDOS GRASOS SATURADOS:

No poseen dobles enlaces

2) ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS:

Poseen dobles enlaces

ÁCIDOS GRASOS

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LÍPIDOS

Están formados por un alcohol conocido como glicerol y tres ácidos

grasos. Esta unión se realiza con un enlace conocido como ÉSTER.

1 Glicerol + 1 Ac. Graso =Monoglicérido 1

Glicerol + 2 Ac. Grasos = Diglicérido

1 Glicerol + 3 Ac. Grasos = Triglicérido

Corresponden alTEJIDO ADIPOSO

Son aislantes térmicos

Tienen función dereserva energética

GRASAS NEUTRAS

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LÍPIDOSGRASAS NEUTRAS

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LÍPIDOSFOSFOLÍPIDOS

Están formados por dos ácidos grasos unidos a un glicerol y a un

grupo fosfato. Su función es estructural, ya que forman parte de las

membranas biológicas.

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LÍPIDOSFOSFOLÍPIDOS

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LÍPIDOSESTEROIDES

Formados por cuatro anillos de carbono unidos entre sí y una cadena

lateral hidrocarbonada unida a uno de ellos (derivados del ciclopentano-

perhidrofenantreno).

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LÍPIDOSESTEROIDES

Colesterol: Precursor de hormonas sexuales y suprarrenales, forma parte

de las membranas biológicas (solo en células animales).

Existen dos tipos de colesterol. El LDL y el HDL.

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LÍPIDOS

CRITERIO DE

COMPARACIÓNLÍPIDOS

Elementos principales C, H, O (P y N)

Unidades básicas de

construcción

Ácidos grasos (para la mayoría de estos)

Tipo de enlace Éster

Clasificación 1. Ácidos grasos

2. Triglicéridos

3. Fosfolípidos

4. Esteroides

Función biológica Energética a largo plazo, estructural, aislante y reserva

Fuentes Origen animal, por ejemplo, la manteca; origen vegetal, por

ejemplo, palta, frutos secos, aceites, etc.

Ejemplos Colesterol, ácido palmítico, ácido linolénico

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Biomoléculas Orgánicas II

Aminoácidos

C CN

HH

H

H

R O

O

Radical

Carbono central

Grupo carboxilo

Grupo amino

PROTEÍNAS

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Es un enlace covalente que se forma por un proceso de

CONDENSACIÓN entre el grupo carboxilo (-COOH) de un aminoácido y

el grupo amino (-NH2) de otro aminoácido, en el cual se libera una

molécula de agua.

PRTEÍNASEnlace Peptídico

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Es la unión de los aminoácidos, a través del enlace peptídico y la

interacción de los distintos grupos que presentan, permitiendo que las

proteínas tengan distintas formas de organizarse en el espacio.

PROTEÍNASNiveles de Organización

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Estructura primaria: Corresponde a

la unión lineal de aminoácidos a

través del enlace peptídico (entre el

grupo amino y el grupo carboxilo),

como por ejemplo en la insulina. Se

inicia con un grupo amino–terminal y

finaliza con un grupo carboxi–

terminal.

PROTEÍNASNiveles de Organización

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Estructura secundaria: Corresponde a los aminoácidos de la estructura

primaria que interactúan entre sí, produciendo puentes de hidrógeno

entre los grupos aminos y los grupos carboxilos de distintos aminoácidos.

Puede ser de dos tipos:

β laminar (β plegada)Ejemplo: queratina de la tela de araña

α hélice Ejemplo: elastina de la piel

PROTEÍNASNiveles de Organización

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Estructura terciaria: Corresponde al plegamiento en el espacio de la

estructura secundaria, a través de interacciones hidrofóbicas,

electrostáticas y puentes disulfuro. Ejemplo: enzimas.

En la imagen el color verdecorresponde a la estructurabeta laminar

PROTEÍNASNiveles de Organización

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Estructura cuaternaria:

Corresponde a la interacción

de dos o más estructuras

terciarias. También se puede

definir como la interacción

entre las subunidades de una

proteína. Ejemplo:

hemoglobina.

PROTEÍNASNiveles de Organización

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CRITERIO DE

CLASIFICACIÓN

PROTEÍNAS

Elementos principales C, H, O, N, S

Unidades básicas de

construcción (monómeros)Aminoácidos

Tipo de enlace Peptídico

Niveles de organización Estructura primaria, secundaria, terciaria y

cuaternaria.

Fuentes Carnes rojas y blancas, lácteos, huevos,

legumbres, frutos secos, etc.

PROTEÍNAS

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Función Característica

Estructural Forman parte de las membranas celulares, componen el

citoesqueleto y actúan como receptores.

Enzimática Biocatalizadores de las reacciones químicas.

Hormonal Algunas son de naturaleza proteica como la insulina,

glucagón, hormona del crecimiento, entre otras.

Defensa Forman inmunoglobulinas o anticuerpos.

Transporte Transportadoras de gases respiratorios (hemoglobina), de lípidos en

sangre (lipoproteínas), en la membrana plasmática actuando como

carrier.

Contráctil La actina y la miosina constituyen las miofibrillas

responsables de la contracción muscular.

Energética Solo en condiciones extremas, por ejemplo, cuando los

carbohidratos y lípidos han sido utilizados. Además es poco eficiente.

PROTEÍNASFunciones

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Corresponden a los monómeros (o unidades básicas) para la formación

de los ácidos nucleicos. Están formados por:

1

2

3

ÁCIDOS NUCLEICOSNucleótidos

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Bases nitrogenadas: Son 5 y se clasifican en dos grupos, los cuales

son:

Pirimidinas

Purinas

Nucleótidos

ÁCIDOS NUCLEICOS

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Pentosas: Corresponden a monosacáridos que presentan 5 carbonos

en su estructura. Existen dos tipos (según en qué ácido nucleico se

encuentre) y son:

(ARN) (ADN)

Diferencia

Nucleótidos

ÁCIDOS NUCLEICOS

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Fosfato: Se ubica en el carbono 5 de la pentosa, aporta la energía para

que se puedan formar enlaces entre nucleótidos. Estos enlaces se

denominan fosfodiéster.

Nucleótidos

ÁCIDOS NUCLEICOS

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Adenosin trifosfato (ATP): Esta molécula guarda en los enlaces de sus

grupos fosfatos energía, la que se libera cuando se rompen. Es la

molécula que aporta energía a todos los procesos celulares.

Nucleótidos

ÁCIDOS NUCLEICOS

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Enlace fosfodiéster: une los nucleótidos del ADN o del ARN. Es un

enlace covalente que se produce entre un grupo hidroxilo (OH-) en el

carbono 3’ y un grupo fosfato (PO4 ) en el carbono 5’ del nucleótidoentrante.

3−

Enlaces químicos

ÁCIDOS NUCLEICOS

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Puente de hidrógeno: une las bases nitrogenadas de las dos hebras

del ADN.

Enlaces químicos

ÁCIDOS NUCLEICOS

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ADN Ácido desoxirribonucleico

Bases

nitrogenadasAdenina

Guanina

Timina

Citosina

Pentosa Desoxirribosa

Características • Corresponde a la unión de muchos

nucleótidos.

• Está formado por dos cadenas conformando una doble hélice.

Funciones Codifica la información genética,

guardando en forma segura y fiel las

características de los organismos.

ADN

ÁCIDOS NUCLEICOS

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ARN (Ácido ribonucleico)

Bases

nitrogenadasAdenina

Guanina

Uracilo

Citosina

Pentosa Ribosa

Características • Corresponde a la unión de muchos

nucleótidos.

• Está formada por una sola cadena

polinucleotídica.

Funciones Existen diversos tipos de ARN, que tienen

como función decodificar el mensaje

genético del ADN y traducirlo a proteínas.

ARN

ÁCIDOS NUCLEICOS

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ÁCIDOS NUCLEICOS

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CRITERIO DE

COMPARACIÓN

ÁCIDOS NUCLEICOS

Elementos principales C, H, O, N, P

Unidades básicas de

construcción (monómeros)Nucleótidos

Tipo de enlace Fosfodiéster (dentro de una hebra).

Puentes de hidrógeno (entre hebras).

Función biológica Almacenar y transmitir la información genética.

Ejemplos ADN, ARN

ÁCIDOS NUCLEICOS

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