QUIMICA BIOLOGICA

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La carne es una de las fuentes más importantes de proteínas

EJEMPLOS:  Enzimas, catalizadoras de las reacciones químicas en organismos vivientesHormonas, reguladores de actividades celularesHemoglobina, transporte en sangreAnticuerpos, defensa natural contra infecciones o agentes extraños

_ cuantitativamente y cualitativamente moléculas mas importantes en los seres vivos PROTEINAS _ en animales superiores, compuestos orgánicos mas abundantes   _ papel fundamental desde el punto de vista funcional de cualquier proceso biológico

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Qué es una proteína?

• Macromoléculas constituidas por AMINOACIDOS.

• Contienen C, H, O, N, y casi todas poseen S.

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Grupo ácido: -COOHGrupo básico: -NH2

R

H2N C H

COOH

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Aminoácidos alifáticos neutros con cadena no polar

Aminoácidos alifáticos neutros con cadena polar no ionizable

Aminoácidos neutros aromáticos Aminoácidos con azufre

Aminoácidos ácidos

Aminoácidos básicos

Iminoácidos

ClasificaciónSe clasifican según sus radicales R.

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1_Aminoácidos neutros con cadena no polar

GLICINA

VALINA

ALANINA

LEUCINA

ISOLEUCINA

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Propiedades ácido-base

Grupo carboxilo: -COOH ------- COO- + H+

Grupo amina: H+ + -NH2 -------- NH3

+

COOH

ICH2

I+NH3-C-H

ICOOH

(+1)

+ OH-

------------------------

- H+

COOHI

CH2I

+NH3-C-HI

COO-

PI (0)pH 2,9

COO-

ICH2

INH3-C-H

ICOO-

(-1)

+OH-

----------------------

- H+

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Aminoácidos esenciales: En humanos se han descrito estos aminoácidos esenciales:fenilalanina,

isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptófano, valina.

Y sólo en niños:arginina, histidina

Aminoácidos no esenciales: glicina, serina, cisteína, tirosina, ácido aspártico, ácido glutámico, asparragina, glutamina, alanina, prolina

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PEPTIDOS• Unión peptídica: Enlaces covalente entre el grupo

carboxilo de uno y el N del grupo amino del otro. Unión del tipo amida, y se produce por perdida de agua.

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ESTRUCTURA MOLECULAR

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Clasificaíón de las proteínas PROTEÍNAS SIMPLES: su hidrólisis total produce

solo aminoácidos1.ALBUMINAS: solubles en agua, carácter ácido, globulares. Ej:

ovoalbumina, lactoalbumina.

2.GLOBULINAS: insolubles en agua pura, globular. Ej: estan en el plasma, ovoglobulina, lactoglobulina.

3.HISTONAS: basicas, alta proporcióm de lisina arginina e hisidina; estan en los nucleos celulares, asociadas a ADN.

4.PROTMAMNAS: basicas, asociadas a ac. Nucleicos en esperma de peces.

5.GLUTEINAS Y GLIADINAS: en granos de cereales, bajo valor nutritivo, Ej.: zeína.

6.ESCLEROPROTEINAS: insolubles, presentes solo en tej. Animales. Integan tej de sostén y estructuras de gran resistencia física. Ej.: QUERATINA: tej epidérmico: pelo, uñas, lana, etc.

COLAGENO: fibras colágenas del tej conjuntivo.

ELASTINAS: fibras elásticas del tea conjuntivo.

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PROTEINAS COMPLEJAS proteina simple + otro compuesto

1.NUCLEOPROTEINAS: prot simple(histona)+ ac nucleicos

2.CROMOPROTEINAS: prot simple + grupo prostético coloreado. Ej: hemoglobina, citocromos y flavoproteínas, participan en oxido reducción

3.GLICOPROTEINAS: prot simple +HdeC

4.FOSFOPROTEINAS: prot simple + grupo P. Ej: caseína, vitelina. Actúan como reservorios de P, que actúan en regulación de otros procesos.

5.LIPOPROTEINAS: prot simple + lípidos. En plasma sanguíneo, transportan lípidos insolubles en agua

6.METALOPROTEINAS: prot simple + metal (Fe, Cu, Zn, Mg, Mn.)

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Hidratos de carbono

• Compuestos por C, H y O.• Son polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas• Presentes en tejidos vegetales ( fotosíntesis), tejidos

animales ( fuente de energía) y en la alimentación tienen importante papel, ya que son la principal fuente de energía.

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CLASIFICACION

• MONOSACARIDOS: o azucares simples. Un solo polihidoxialdehido o polihidroxicetona. Solubles en agua. Sabor dulce. Ej: abunda la glucosa, galactosa, fructosa

• DISACARIDOS: dos monosacáridos unidos. Se separan por hidrólisis. Solubles en agua. Sabor dulce. Ej: lactosa, maltosa, sacarosa.

• POLISACARIDOS: cadenas de monosacáridos de gran tamaño, lineales o ramificadas. Son amorfos, insolubles en agua, insípidos. Ej: almidón, glucogeno, celulosa, quitina.

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MONOSACARIDOS

La glucosa es el monosacárido mas abundante y el principal combustible utilizado por las células. Se encuentra libre en frutos maduros, en la sangre y humores orgánicos de vertebrados.

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La fructosa se encuentra en frutos maduros y miel

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La galactosa esta asociada a la glucosa y con ella forma el disacárido lactosa

                                                                              

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DISACARIDOS

La lactosa se encuentra en la leche

Sacarosa: se encuentra en la caña de azúcar y en la remolacha

Maltosa: se obtiene por hidrólisis del almidón

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POLISACARIDOS

Almidón: reserva en los vegetales. Se encuentra en abundancia en cereales, en la papa y en ciertas legumbres. El almidón es un polímero de glucosa, compuesto pos dos glucanos diferentes: Amilosa y Amilopectina.

Amilosa Amilopectina

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GLUCOGENO: reserva en

animales. Se encuentra en

hígado y músculo

CELULOSA: cumpla funciones estructurales en los vegetales para formar las paredes celulares. Se encuentra en la pulpa de madera y el algodón.

QUITINA: muy abundante en la naturaleza, constituye el exoesqueleto de insectos y crustáceos.

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enlace O-glicosídico

enlace N-glicosídico en el nucleósido guanosina

ENLACE GLUCOSIDICO

Compuestos con grupos OH, NH2 y SH pueden reaccionar con el OH

hemiacetálico del carbono anomérico de un monosacárido, con pérdida de una molécula de agua para formar los compuestos llamados generalmente glicósidos. El enlace acetálico establecido se llama enlace glicosídico. Según la naturaleza del grupo reaccionante se distinguen O-glicósidos (a partir de un OH), N-glicósidos (a partir de un NH2) y S-glicósidos (a partir

de un SH).

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Los oligosacáridos pueden unirse a las proteínas de dos formas:1.mediante un enlace N-glicosídico a un grupo amida de la cadena lateral del aminoácido asparagina 2.mediante un enlace O-glicosídico a un grupo OH de la cadena lateral de los aminoácidos serina o treonina.

Los oligosacáridos se unen a los lípidos mediante un enlace O-glicosídico a un grupo OH del lípido. La Figura de la derecha muestra un oligosacárido unido a un fosfolípido. La unión y la estructura del oligosacárido son de tal manera que éste no presenta ningún grupo reductor libre. En la composición del oligosacárido suelen formar parte monosacáridos como: D-glucosa, D-galactosa, D-manosa, N-acetil-D-glucosamina, N-acetil-D-galactosamina, ácido siálico y fucosa

Unión N-glicosidica a una proteína Unión O-glicosidica a una proteína

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LIPIDOS:• Sustancias ampliamente distribuidas en animales y

vegetales• Insolubles ( o muy poco ) en agua.• Solubles en solventes orgánicos, por la escasa polaridad

de sus moléculas.• Su masa no alcanza valores elevados, ya que ellas no

forman estructuras poliméricas macromoleculares.• FUNCIONES: * componente esencial de los seres vivos,

constituyen parte fundamental de todas las membranas celulares; * en animales, principal material de reserva

energética ( grasas neutras); * en alimentos, importante fuente de energía, por su

alto contenido calórico; además vehiculizan vitaminas liposolubles;

* se relacionan con sustancias de importante actividad fisiológica, como: vitaminas, hormonas, ácidos biliares, etc.

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simples

complejos Fosfolípidos

Glucolípidos

lipoproteínas

Ceras

acilgliceroles

Asociados a lípidos EsterolesTerpenosVitaminas

Lípidos

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Clasificación de los lípidos Lípidos saponificables Los lípidos saponificables son los lípidos que contienen ácidos grasos

en su molécula y producen reacciones químicas de saponificación. A su vez los lípidos saponificables se dividen en:

*Lípidos simples: Son aquellos lípidos que sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno.

» Acilglicéridos o grasas: Cuando los acilglicéridos son sólidos se les llama grasas y cuando son líquidos a temperatura ambiente se llaman aceites.

» Céridos o ceras. *Lípidos complejos: Son los lípidos que además de contener en su

molécula carbono, hidrógeno y oxígeno, también contienen otros elementos como nitrógeno, fósforo, azufre u otra biomolécula como un glúcido. A los lípidos complejos también se les llama lípidos de membrana pues son las principales moléculas que forman las membranas celulares.

– Fosfolípidos. – Glicolípidos.

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Son los lípidos que no poseen ácidos grasos en su estructura y no producen reacciones de saponificación. Entre los lípidos insaponificables encontramos a:

Terpenos. Esteroides.

Prostaglandinas.

Lípidos insaponificables

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Acilgliceroles:

• R1-COOH + R2-OH <----> R-COO-R2 + H2O• ácido carboxílico (= ácido graso) + alcohol (= glicerol) <-----> triglicérido +

agua.

Ceras:

Son esteres de alcoholes de larga cadena + acido graso

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Fosfolipidos: • Poseen un acido fosfórico unido en forma de èster. Pueden ser de 2 tipos: *glicerofosfolipidos

*esfingolipidos

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Glucolípidos:

• Ácido lignocérico = CH3 - (CH2)22 - COOH• Ácido cerebrónico = CH3 - (CH2)21 - CHOH - COOH• Ácido nervónico = CH3 - (CH2)7 - CH = CH (CH2)13 -

COOH• Ácido Oxinervónico = CH3 - (CH2)7 - CH = CH (CH2)12 -

CHOH - COOH CEREBROSIDOS

Poseen glucidos en su molecula.Se clasifican en: * cerebrosidos * gangliosidos

Lipoproteínas: Lipidos que se encuentran en la sangreAsociadas a proteínas

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Sustancias asociadas a lípidos:

Terpenos: Derivados del hidrocarburo isopreno. Por unión de dos o mas unidades. Pueden poseer estructura lineal o cíclica.

Esteroles: Son derivados del colesterol, la vitamina D, hormonas sexuales, ácidos biliares.

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