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Este documento resume la bioquímica de las proteínas, incluyendo sus funciones estructurales, enzimáticas, hormonales y reguladoras, así como la homeostasis, defensiva, de transporte, contráctil y de reserva. Explica las propiedades de las proteínas y sus características fisicoquímicas como la solubilidad y la desnaturalización. Además, menciona los niveles estructurales de las proteínas.
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**Bioquímica Remedial.** **PROTEINAS:** son macromoléculas formadas por cadenas largas de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos, contienen en su estructura carbono, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno y muchas veces también azufre, los péptidos poseen en su unión del extremo con el grupo funcional am...
**Bioquímica Remedial.** **PROTEINAS:** son macromoléculas formadas por cadenas largas de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos, contienen en su estructura carbono, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno y muchas veces también azufre, los péptidos poseen en su unión del extremo con el grupo funcional amino (-NH2) de un aminoácido, con el extremo que contiene el grupo funcional carboxilo (-COOH) de otro aminoácido, cabe destacar que para considerarse una proteína tienen que haber más de 50 aminoácidos unidos, hasta formar cada proteína específica. Las proteínas suponen aproximadamente la mitad del peso de los tejidos del organismo, y están presentes en todas las células del cuerpo, además de participar en prácticamente todos los procesos biológicos que se producen. **FUNCIONES:** **Función ESTRUCTURAL:** Constituyen estructuras celulares, algunas glucoproteínas forman parte de las membranas celulares, actúan como receptores, brindan estructura y soporte a las células confieren elasticidad y resistencia a órganos y tejidos, ejemplo: El colágeno del tejido conjuntivo fibroso. La elastina del tejido conjuntivo elástico. La queratina de pelo y uñas. **Función ENZIMATICA:** Las proteínas con función enzimática son las más especializadas; Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas del metabolismo celular. **Función HORMONAL:** Algunas hormonas son de naturaleza proteica, como la insulina y el glucagón, también las hormonas segregadas por la hipófisis. **Función REGULADORA:** Algunas proteínas regulan la expresión de ciertos genes y otras regulan la división celular, ayudan a que exista un equilibrio entre las funciones que realiza el cuerpo. **Función HOMEOSTATICA:** mantienen el equilibrio osmótico y actúan junto con otros sistemas amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno. **Función DEFENSIVA:** Las inmunoglobulinas actúan como anticuerpos frente a posibles antígenos. Algunas toxinas bacterianas, como la del botulismo, o venenos de serpientes, son proteínas fabricadas con funciones defensivas. Son proteínas producidas por el sistema inmunitario, para combatir microorganismos patógenos. **Función de TRANSPORTE:** La hemoglobina transporta oxígeno en la sangre de los vertebrados. Ejemplo: La hemocianina transporta oxígeno en la sangre de los invertebrados. La mioglobina transporta oxígeno en los músculos. Las lipoproteínas transportan lípidos por la sangre. **Función CONTRACTIL:** La actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracción muscular. **Función de RESERVA:** constituyen un almacén de aminoácidos que el organismo utilizará en el crecimiento o reparación de sus estructuras y en su desarrollo. **PROPIEDADES DE LAS PROTEINAS:** Los aminoácidos son moléculas de bajo peso molecular formados por C, H, O, N y S. Son moléculas anfóteras, es decir, en disolución acuosa pueden comportarse como ácidos y como bases. La especificidad (su estructura hace que cada proteína desempeñe una función específica y concreta diferente de las demás y de la función que pueden tener otras moléculas). De tal modo que todas las proteínas no son iguales. **CARACTERISTICAS FISICA QUIMICAS DE LAS PROTEINAS:** **Solubilidad**: El grado de solubilidad de las proteínas varía en función de pH, concentración salina, temperatura, etc. En general las proteínas globulares son solubles en agua, se establecen enlaces por puente de hidrógeno con el agua. **Desnaturalización:** La desnaturalización proteica consiste en la pérdida de estructura nativa, que es la funcional, adoptando una configuración diferente, y por tanto perdiendo su función biológica. En la desnaturalización se alteran los enlaces que estabilizan las estructuras secundarias, terciarias y cuaternarias. Entre los factores que pueden provocar la desnaturalización se encuentran las variaciones de presión y temperatura, determinadas radiaciones electromagnéticas (agentes físicos) y las variaciones de pH, así como los cambios en concentración salina o determinadas sustancias químicas. La desnaturalización puede ser reversible, si al desaparecer el factor desnaturalizante la proteína recupera su conformación nativa, o irreversible, cuando no es capaz de recuperarla incluso eliminando el factor desnaturalizante. **Capacidad amortiguadora del pH:** Debido al carácter anfótero de los aminoácidos, las proteínas se pueden comportar como ácidos o como bases liberando o captando protones del medio. **Se encuentran en todos los seres vivos y son esenciales para la vida.** **Forman estructuras de soporte: cartílago, piel, uñas, pelo, musculo.** **NIVELES ESTRUCTURALES DE LAS PROTEINAS:** **Estructura primaria**: Es la secuencia de aminoácidos que componen una proteína se refiere solo a los tipos de aminoácidos que forman su estructura y el orden en que están enlazados. **Estructura secundaria:** Describe la orientación local de los diferentes segmentos que componen una proteína. Por lo general, aunque existen otros tipos, los principales son: Hélice alfa (es un segmento con estructura en forma de espiral sobre sí misma) y Hoja beta plegada (es un segmento con forma estirada y plegada, similar a un acordeón). La forma se da, gracias a la formación de puentes de hidrógeno entre los átomos que forman el enlace peptídico. **Estructura terciaria:** Consiste en la disposición en el espacio de la estructura secundaria, que puede amoldarse para formar proteínas globulares o fibrosas. La estructura terciaria se estabiliza por puentes disulfuro entre los aminoácidos que contienen azufre, por fuerzas hidrófobas y por interacciones entre radicales de los aminoácidos, da lugar a una forma tridimensional específica **Estructura cuaternaria**: Se forma por la unión de varios segmentos peptídicos, es decir, está compuesta por la unión de varias proteínas. Las proteínas con estructura cuaternaria también son llamadas proteínas oligoméricas y no constituyen la mayoría de las proteínas. Esta estructura se estabiliza por el mismo tipo de interacciones que estabilizan a la estructura terciaria. **CLASIFICACION DE LAS PROTEINAS:** Por sus propiedades físicas químicas, pueden clasificarse en: 1. **Proteínas simples HOLOPROTEINAS**: Formadas por AA o sus derivados. 2. **Proteínas conjugadas HETEROPROTEINAS**: Formadas por AA acompañados de sustancias diversas y proteínas derivadas. En estas proteínas la porción polipeptídica se denomina apoproteína y la parte no proteica se denomina grupo prostético. **Las HOLOPROTEINAS se clasifica en:** a. **Proteínas globulares o esferoproteínas:** cumplen funciones de catálisis, transporte, regulación, y protección, se caracterizan por ser solubles en agua y otros medios acuosos de las células: ejemplo hemoglobina, enzimas. Proteínas fibrosas o escleroproteínas: son insolubles en agua y tienen estructura alargada formando fibras y láminas, desempeñan papel estructural o mecánica, ejemplo queratina, colágeno. **DESNATURALIZACION DE LAS PROTEINAS:** La interacción que mantienen la estabilidad de las estructuras de las proteínas, son débiles, cualquier cambio físico o el químico, puede eliminar dichos enlaces perdiéndose la estabilidad de la proteína, sus propiedades y su actividad biológica, este fenómeno, se denomina desnaturalización, puede ser reversible o irreversible dependiendo del agente que la cause. Algunos agentes pueden ser temperatura, pH. **Temperatura:** actúa sobre los puentes de hidrogeno, rompiéndolos. **PH:** puede alterar los puentes disulfuro, interacciones hidrofóbicas. En el caso de que la desnaturalización de las proteínas sea reversible se volverá a establecer la estructura, recuperando sus funciones, pero, cuando es irreversible la proteína no puede regresar a su estructura original y pierde sus funciones. **GLUCIDOS:** Reciben el nombre también de hidratos de carbono, carbohidratos, y sacáridos. Son biomoléculas que aportan energía a los seres vivos, presentan enlaces covalentes que son difíciles de romper. **COMPOSICION QUIMICA:** Formado por C, H, O y de acuerdo a su complejidad contienen N y P **FUNCIONES DE LOS GLUCIDOS:** **FUNCION ENERGETICA:** representada por la glucosa, es el principal glúcido que aporta energía a los seres vivos, dicha molécula proporciona energía cuando el organismo la requiere. Composición química de la glucosa: C6H12O6 **FUNCION DE RESERVA ENERGETICA:** está representada por el glucógeno, este es un glúcido complejo el cual se almacena en el hígado y musculo. **FUNCION ESTRUCTURAL:** proporciona resistencia y protección. **RECONOCIMIENTO CELULAR:** la membrana celular está compuesta por una capa doble fosfolipidica, tiene la capacidad de reconocer agentes extraños activando el sistema inmunológico **DE ACUERDO A SU COMPLEJIDAD SE CLASIFICA EN:** **GLUCIDOS SIMPLES U HOLOSIDOS:** Formado solo por una molécula glucídicas, se divide en: **HOMOPOLISACARIDOS:** posee 1 tipo de glúcido ejemplo: almidón, celulosa, y glucógeno. **HETEROPOLISACARIDOS:** poseen 2 o más glúcidos ejemplo: la quitina**.** **GLUCIDOS COMPLEJOS O HETEROSIDOS**: Formados por la asociación de un glúcido con otra biomolécula. Ejemplo: glucolípidos. **CLASIFICACION DE LOS GLUCIDOS:** De acuerdo a la cantidad de moléculas, se clasifica en: **MONOSACARIDOS:** Están formado por 1 molécula glucídicas, no se hidrolizan (no se descomponen en otros compuestos más simple). Químicamente se compone como aldehídos y cetonas, y varios grupos hidroxilo OH. El grupo funcional aldehído se ubicará en el primer carbono de la cadena. El grupo funcional cetona, se ubicará en el segundo carbono de la cadena. El carbono que contiene el grupo funcional se llama carbono carbonilo. **NOTA**: el aldehído se denomina aldosa. Y la cetona, cetosis. **CARACTERISTICAS DE LOS MONOSACARIDOS:** - Son neutros. - Incoloro. - solubles en agua. - pocos solubles en alcohol e insolubles en éter y acetonas. - la mayoría son de sabor dulce. **CRITERIOS PARA LA CLASIFICACION DE LOS MONOSACARIDOS:** - Grupo funcional (aldehído o cetonas) - Cantidad de átomos que posea. - Grupos hidroxilo OH **FORMA DE REPRESENTAR LOS MONOSACARIDOS** A. **PROYECCIONES LINEALES O DE FISHER:** Se usa para representar en el plano, la configuración tridimensional de los monosacáridos en forma lineal. **b) PROYECCION DE HAWORTH:** Adquieren formas cíclicas o cerradas, se divide en 2 tipos: furano y pirano. **CLASIFICACION DE LOS MONOSACARIDOS:** **TRIOSAS:** poseen tres átomos de C. Aldotriosas: (D-Gliceraldehido) y cetotriosas: (dihidroxiacetona.) **PENTOSAS:** poseen cinco átomos de carbono, se clasifica en aldopentosas (D-Ribosa y D-desoxirribosa) y cetopentosa. **TETROSAS:** Poseen cuatro átomos de C. se clasifica en: Aldotetrosas que a su vez se divide en (D-eritrosa y D-treosa.) Y la cetotetrosa (D-eritrulosa) **NOTA:** las pentosas son importante porque forman parte de los ácidos nucleicos. ADN: azúcar desoxirribosa. ARN: azúcar ribosa **HEXOSAS:** poseen seis átomos de carbono, se clasifica en: aldohexosas y cetohexosas. **ALDOHEXOSAS:** - D-GLUCOSA: C-2,4,5 - D-GALACTOSA: C-2,5 - D-MANOSA: C-4,5 **CETOHEXOSAS:** D-FRUCTOSA: C-4,5 **PROYECCIONES DE HAWORTH:** **FURANO:** Posee cinco lados (figura pentagonal) furanosa **PIRANO:** posee seis lados (figura hexagonal) piranosa **NOTA:** solamente se representa en pentosas y hexosas. **IMPORTANCIA DE LOS MONOSACARIDOS:** **GLUCOSA:** principal glúcido, se utiliza para obtener energía, forma parte de las moléculas ADN y ARN. **GALACTOSA:** forma parte de los disacáridos, participa inmunitarios, y se sintetiza en las glándulas mamarias para producir lactosa. **MANOSA:** forman parte de las membranas de las bacterias. **FRUCTOSA:** azúcar de las frutas **DISACARIDOS:** Molécula formada por la unión de dos monosacáridos, por medio del enlace glucosídico. **CLASIFICACION DE LOS DISACARIDOS:** **LACTOSA:** es de origen animal, azúcar que está presente en la leche, se sintetiza en la glándula mamaria, está compuesta por una molécula de galactosa y una glucosa. Su nombre sistemático es: B-D Galactopiranosil -- B-D glucopiranosa. **SACAROSA:** disacárido más abundante, compuesto por una molécula de fructosa y una molécula de glucosa, es el azúcar de mesa, se extrae de la caña de azúcar y remolacha. Su nombre sistematice es: alfa-D Glucopiranosil B-d Fructofuranosido. **Esta molécula tiene un aspecto:** la molécula de fructosa adquiere forma de furanosa. **MALTOSA:** formado por la unión de dos moléculas de glucosas, su nombre sistemático es: Alfa-D Glucopiranosil y alfa D glucopiranosa. Se obtiene por la hidrolisis parcial del almidón, la maltosa se usa para la elaboración de la cebada que se consigue en cervezas. **POLISACARIDOS** **De acuerdo a su composición química se clasifica en:** a. **HOMOPOLISACARIDOS.** b. **HETEROPOLISACARIDOS.** a. **Animal: glucógeno.** b. **Vegetal: celulosa y almidón.** **De acuerdo a su función:** a. **Reserva energética: como el glucógeno (almacena energía)** b. **Estructural: quitina** 1. **Homopolisacáridos**: a. **Almidón:** es una macromolécula formada por una gran cantidad de moléculas de glucosa, se encuentran en las raíces de los tubérculos (papa, remolacha, yuca, batatas etc.) y en los granos de cereales, cumplen función de reserva de la mayoría de los vegetales, es el glúcido más importante en la dieta del hombre, y forma parte de la materia prima de los alimentos balanceados en los animales. b. **Glucógeno:** es un polímero formado por gran cantidad de moléculas de glucosa, se encuentran mayormente en el hígado y en menor proporción en el musculo, cumple función de reserva energética. El glucógeno hepático sirve como fuente de energía para todo el organismo, mientras que el glucógeno muscular se utiliza en la actividad del musculo, esto se da, en condiciones de ayuno o ejercicios físicos intensos. c. **Celulosa**: Polisacárido estructural de los vegetales en los que constituye la pared celular. Es el componente principal de la madera (el 50% es celulosa) algodón, cáñamo etc. d. **Quitina**: está formado por un disacárido llamado quitobiosa, que a su vez está conformado por moléculas de acetil glucosamina. Tiene función estructural, ofrece soporte y protección al cuerpo de los artrópodos, también en la pared celular de los hongos proporcionando rigidez. 2. **Heteropolisacaridos**: está formado por dos o más tipos de glúcidos, se clasifica en: (Formado solo por moléculas glucidicas) a. **Pectina:** son de origen vegetal, compuestos por ácidos galacturonicos, se utiliza como gelificante en industria alimentaria en la elaboración de mermeladas, y jaleas. b. **Agar:** se extrae de las algas rojas marinas, sirve como espesante de líquidos, y se emplea en microbiología, para la elaboración de medios de cultivos, son sólidos a temperatura ambiente; químicamente es un polímero formado por un disacárido llamado agarabiosa. c. **Gomas**: son polímeros de tres tipos de monosacáridos, arabinosa, galactosa, y ácido glucuronico; cumplen función defensiva en las plantas, ya que se segregan al momento que sufren un traumatismo para cerrar heridas, se utiliza en la industria alimenticia, en la fabricación de caramelos masticables. (Los que están formados por glúcidos y derivados proteicos) a. **Peptidoglucano:** son polímeros de N-acetil glucosamina, y N-acetil murámico, a la cual se unan cadenas cortas de aminoácidos; también recibe el nombre de mureína, es el compuesto principal de la pared celular de las bacterias, dándole rigidez. También sirve para poder diferenciar las bacterias Gram + y Gram -, las bacterias gram + se encuentran en la parte externa de la membrana celular, y se tiñen de azul, en cambio las Gram -, se encuentran en la membrana celular y se tiñen de rosa. b. **Glucosaminoglucano o mucopolisacaridos:** son sustancias viscosas, gelatinosas, y elásticas, que actúan como lubricantes en articulaciones y amortiguadores de golpes entre los órganos. **ácido Hialuronico:** es un polisacárido presente de forma natural en nuestras articulaciones, cartílagos y piel. El cordón umbilical y el líquido sinovial (se encuentra a nivel de las articulaciones, este líquido ayuda a que la superficie estructural no se una entre sí, y no se vaya a desgastar) **condrointina**: forma parte del tejido cartilaginoso y óseo, ayudando a mejorar el movimiento articular. **Heparina:** se encuentra en ciertas células especializadas del pulmón, hígado, y piel, actuando como anticoagulante. **Glúcidos compuestos:** Formado por una parte glucidica y otro tipo de biomoleculas, en estas se encuentra: **Heterósidos:** se encuentra glucolípidos, y glucoproteínas. **Glucolípidos:** está formado por glúcidos y lípidos. Poseen ácidos grasos, formado por monosacárido y un lípido, se encuentran **los Cerebrósidos:** son importantes componentes de la membrana celular, del musculo, y células nerviosas, a nivel del axón, su función es ayudar, que el impulso nervioso viaje más rápido, de una neurona a otra, cuando ocurre la sinapsis. **Los Gangliosidos:** sirven para el reconocimiento celular a nivel de eritrocitos, que sirven para detectar cuando hay una incompatibilidad sanguínea. **Glucoproteinas:** tienen una parte glucidica y una parte proteica. **Se encuentran** **las séricas:** son las inmunoglobulinas, se encuentran en la linfa, su función es mantener el equilibrio del sistema inmune. **Y las hormonas:** como la insulina, se encarga de regular la glucosa en sangre y almacenarla como reserva de energía. **Colágeno:** se localiza en la matriz extracelular de los tejidos conectivos, abundante en las partes de materiales alimentarios que se consideran generalmente como desechos (pieles, tendones, huesos) es la proteína más abundante, representa el 25% del peso total de todas las proteínas. **Mucinas:** proteínas pesadas, se encuentra en el moco, secreciones gástricas, y otros; ideales para proteger y lubricar superficies epiteliales. **ENZIMAS:** Son sustancias de naturaleza proteica que tienen la capacidad de acelerar las reacciones metabólicas dentro de un organismo, reciben el nombre de catalizadores orgánicos. De tal modo que son proteínas complejas que producen un cambio químico específico. **FUNCIONES DE LAS ENZIMAS:** Degradan azúcares. Sintetizan grasas y aminoácidos. Copian la información genética, participan en el reconocimiento y transmisión de señales del exterior. El estado fisiológico de un ser vivo está determinado por la colección de enzimas que estén funcionando con precisión. **Función catalizadora:** acelera una reacción química, hasta hacerla instantánea o casi instantánea. **CARACTERISTICAS DE LAS ENZIMAS:** - Químicamente son proteínas globulares. - Son solubles en agua. - Son especificas en las reacciones que catalizan y en los sustratos que actúan. **ESPECIFICIDAD DE LA ENZIMA:** Las enzimas son especificas tanto en el tipo de reacción que catalizan como del sustrato involucrado en la reacción. La forma la carga y las características hidrofílicas e hidrofóbicas de las enzimas. **PROPIEDADES DE LAS ENZIMAS:** - Están presentes en pequeñas cantidades. - Aumentan la velocidad de las reacciones químicas sin que se consuman o alteren la reacción. - Aumentan la velocidad de las reacciones químicas sin alterar el equilibrio químico entre reaccionantes y los productos. **ESTRUCTURA DE UNA ENZIMA:** **APOENZIMA:** es la parte proteica de la enzima y por si sola es inactiva. **COFACTOR:** es la parte no proteica de la enzima pueden ser pequeñas moléculas orgánicas o inorgánicas, y requiere a la apoenzima para ser activa y está unido débilmente o fuertemente a la apoenzima. **GRUPO PROSTETICO:** Unión de coenzima con la apoenzima fuertemente. **HOLOENZIMA:** se le denomina así, a la enzima activa, formada por una apoenzima y cofactor. **COMPLEJO ENZIMA SUSTRATO:** Las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas sustratos, para convertirse en producto. **FORMULA:** E+S (ES): E+P **ESTADO DE TRANSICION:** Es un estado de alta energía y debe añadirse una cantidad de energía la energía de activación para que la molécula lo alcance. **SITIO ACTIVO**: es el lugar por donde la enzima se une al sustrato y donde se va a producir la catálisis. **MODELO ENCAJE**: La unión del sustrato a la enzima va a provocar cambios conformacionales en la enzima, el sitio activo se va a orientar hacia donde se encuentra el sustrato para llevar a cabo las reacciones químicas, cuando se pone en contacto con el centro activo se establecen puentes de hidrogeno, permitiendo la transferencia de grupos radicales entre las moléculas del sustrato transformando el sustrato en producto. **CLASIFICACION DE LAS ENZIMAS SEGÚN SU MECANISMO DE ACCION: OXIDO REDUCTASAS:** participan en procesos de oxido reducción, actúa la enzima succinato deshidrogenasa, cataliza la oxidación del succinato a furamato en el ciclo de krebs, los hidrógenos captados por el FAD se reducen a FADH2 **TRANSFERASAS:** transfieren un grupo donante a un receptor, los grupos comúnmente transferidos son, los glucosídicos y los fosfatos. Participa la enzima hexoquinasa, cataliza la reacción de un grupo fosfato del ATP a la glucosa para formar glucosa 6 fosfato (glucolisis) **LIASAS:** producen dobles enlaces al romper enlaces C-O,C-C,C-N. actúa la enzima aldolasa, ejemplo cataliza la ruptura de los dobles enlaces de carbono de la fructosa 1,6 bifosfato para transformarla en gliceraldehido 3 fosfato. **ISOMERASAS:** catalizan la redistribución de los grupos químicos dentro de la misma molécula, actúa la enzima fosfoglucoisomerasa, ejemplo, se encarga de catalizar la reacción de transformación de glucosa 6P a fructosa 6P (glucolisis) **LIGASAS:** catalizan la unión de dos moléculas por hidrolisis de ATP, ejemplo, piruvato carboxilasa, cataliza la unión del piruvato con Co2 para formar oxalacetato (glucogénesis) **FACTORES QUE AFECTAN LA ACCION ENZIMATICA:** **PH:** PH optimo es de 6,5 a 7,2. (pepsina estomacal 1,5 a 2) (enzimas intestinales 8-10) **TEMPERATURA:** Tremp. 45°C se inactivan. \>55°C se desnaturalizan rápidamente. **INHIBICION ENZIMATICA:** se reduce o detiene la actividad catalítica de una enzima distorsionando su sitio activo. **IRREVERSIBLE:** cuando el inhibidor modifica la estructura del centro activo de la enzima y cuando se separa la enzima pierde su actividad debido a que su estructura a cambiado. **REVERSIBLE:** cuando el inhibidor se separa de la enzima recupera su actividad normal, debido a que no sufrió ninguna alteración, estas se dividen en dos: **INHIBICION COMPETITIVA:** el inhibidor tiene estructura similar al sustratos, estos compiten para unirse al sitio activo de la enzima, y el que tenga mayor concentración es el que se une. **INHIBICION NO COMPETITIVA:** el inhibidor se une a un lugar diferente al sitio activo de la enzima, causa cambios en la estructura, impidiendo la unión del sustrato a la enzima. **PROENZIMAS O ZIMOGENOS:** Son enzimas que van a ser sintetizadas en forma inactiva y van a necesitar la presencia de otras sustancias como iones u otras enzimas, para que cambie su estructura y adquiera una conformación optima que le va a permitir realizar su actividad catalítica. **ENZIMAS ALOSTERICAS:** Son aquellas que van a variar su actividad dependiendo de las necesidades metabólicas de la célula. **CARACTERISTICAS:** -Presentan estructura cuaternaria, con varias sub unidades, cada sub unidad se va a unir al sustrato. -presentan un centro regulador en donde se va a unir de manera reversible una molécula reguladora que es la que se va a encargar de aumentar o disminuir la actividad enzimática (activadores-inhibidores) **DIGESTION DE LOS LIPIDOS** La digestión de lípidos es un proceso biológico esencial que se inicia en la cavidad bucal y se desarrolla en gran medida en el intestino delgado. En la boca, la acción de la lipasa lingual comienza a descomponer los lípidos, aunque esta actividad es relativamente limitada en comparación con lo que ocurre posteriormente. Al avanzar hacia el estómago, la lipasa gástrica también juega un papel en la digestión, enfocándose principalmente en los triglicéridos, sobre todo aquellos de cadena corta y media. Sin embargo, es en el intestino delgado donde realmente se lleva a cabo la digestión efectiva y significativa de los lípidos. En el intestino delgado, las grasas dietéticas, que abarcan principalmente triglicéridos, fosfolípidos y colesterol, son sometidas a un proceso de emulsificación gracias a la acción de las sales biliares producidas en el hígado. Estas sales biliares actúan como detergentes naturales, descomponiendo las grandes gotas de grasa en micelas más pequeñas y manejables, lo que permite un acceso más eficiente de la lipasa pancreática, la enzima clave en la digestión de lípidos. La lipasa pancreática cataliza la hidrolización de los triglicéridos, transformándolos en ácidos grasos libres y monoglicéridos. Para que esta enzima funcione de manera óptima en el entorno del intestino delgado, se requiere la presencia de colipasa, una proteína que potencia la actividad de la lipasa. Una vez que los ácidos grasos y los monoglicéridos son generados, estos son absorbidos por las células epiteliales del intestino, conocidas como enterocitos, a través de las micelas. Este mecanismo de absorción es fundamental, ya que permite que los componentes lipídicos lleguen a las membranas celulares de los enterocitos. Una vez dentro de estas células, los ácidos grasos y monoglicéridos son reesterificados para formar nuevamente triglicéridos. Estos triglicéridos se ensamblan posteriormente en estructuras llamadas quilomicrones, que son lipoproteínas que facilitan el transporte de lípidos a través del sistema linfático y, en última instancia, hacia la circulación sanguínea. Cuando los quilomicrones llegan al torrente sanguíneo, transportan los triglicéridos hacia los tejidos periféricos. En estos tejidos, la lipoproteína lipasa (LPL) actúa sobre los triglicéridos, descomponiéndolos y permitiendo que los ácidos grasos libres sean absorbidos por las células. Estos ácidos grasos pueden ser utilizados como fuente de energía a través de procesos de oxidación o pueden ser almacenados en el tejido adiposo (adipocitos) para su uso futuro. Es relevante mencionar que los ácidos grasos de cadena corta y media tienen la capacidad de ser transportados directamente en la sangre sin necesidad de quilomicrones, mientras que los ácidos grasos de cadena larga son movilizados mediante lipoproteínas, incluyendo los quilomicrones y las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL). La síntesis de ácidos y sales biliares es un aspecto crucial en el proceso de digestión y emulsificación de los lípidos. En el hígado, los ácidos biliares son sintetizados a partir del colesterol, un proceso que se inicia con la hidroxilación en la posición 7α del anillo esteroide, un paso catalizado por la enzima colesterol 7α-hidroxilasa. Este paso es considerado la fase reguladora de la síntesis de ácidos biliares y está controlado por un mecanismo de retroalimentación negativa, en el cual la presencia de ácidos biliares inhibe su propia producción. Los ácidos biliares primarios, como el ácido cólico y el ácido quenodesoxicólico, son posteriormente conjugados con aminoácidos, como la glicina y la taurina, en el hígado, formando así sales biliares conjugadas que son secretadas en la bilis. El reciclaje de los ácidos biliares, conocido como ciclo enterohepático, es un proceso fundamental que permite la conservación de estos compuestos. La mayoría de los ácidos biliares que se secretan en el intestino son reabsorbidos en el íleon terminal y regresan al hígado a través de la circulación portal. Este ciclo no solo preserva los ácidos biliares, sino que también evita la pérdida de colesterol en el organismo. Sin embargo, es importante destacar que una pequeña fracción de los ácidos biliares se excreta en las heces, lo que obliga al hígado a sintetizar continuamente nuevos ácidos biliares a partir del colesterol para compensar esta pérdida. Las sales biliares, gracias a sus propiedades detergentes, juegan un papel vital en la emulsificación de las grasas dentro del intestino delgado. Al aumentar la superficie de las gotas de grasa, facilitan la acción de la lipasa pancreática, mejorando la eficacia del proceso digestivo. Las micelas que se forman, compuestas de sales biliares, monoglicéridos y ácidos grasos, son fundamentales para el transporte de estos lípidos hacia la membrana de los enterocitos, donde se lleva a cabo la absorción **Lipoproteínas**: Las lipoproteínas son complejos macromoleculares que consisten en una mezcla de lípidos y proteínas. Su función principal es el transporte de lípidos en el torrente sanguíneo, un medio acuoso donde los lípidos, que son hidrofóbicos, no pueden disolverse. Estas estructuras permiten que los lípidos sean transportados de manera eficiente a través del sistema circulatorio hacia los tejidos donde son necesarios. **Clasificación de las Lipoproteínas:** Las lipoproteínas se clasifican según su densidad y tamaño en varias categorías: Quilomicrones: Son las lipoproteínas más grandes y menos densas. Se forman en el intestino delgado tras la ingestión de grasas y transportan principalmente triglicéridos a los tejidos. Lipoproteínas de Muy Baja Densidad (VLDL): Producidas en el hígado, transportan triglicéridos y colesterol hacia los tejidos periféricos. Lipoproteínas de Baja Densidad (LDL): Derivan de la VLDL tras la pérdida de triglicéridos. Son ricas en colesterol y se asocian con un mayor riesgo de enfermedades cardiovasculares. - Lipoproteínas de Alta Densidad (HDL): Conocidas como \"colesterol bueno\", recogen colesterol del tejido periférico y lo llevan de vuelta al hígado para su excreción o reciclaje. **Importancia Biológica:** Las lipoproteínas desempeñan funciones vitales en el cuerpo: Transporte Eficiente: Facilitan el transporte de lípidos, que son esenciales para la producción de energía, la síntesis de hormonas y la formación de membranas celulares. Regulación del Colesterol: Mantienen los niveles adecuados de colesterol en el organismo. Un desequilibrio entre LDL y HDL puede llevar a la acumulación de colesterol en las arterias, contribuyendo a enfermedades cardíacas. Función Inmunológica: Algunas lipoproteínas tienen papel en la respuesta inmune, ayudando a eliminar patógenos. Influencia sobre Enfermedades: Los niveles elevados de LDL se relacionan con aterosclerosis, mientras que niveles altos de HDL están asociados con un menor riesgo cardiovascular. **Metabolismo de las Lipoproteínas:** El metabolismo de las lipoproteínas implica varios procesos interrelacionados: Síntesis - Quilomicrones: Se producen en el intestino delgado tras la ingesta de grasas dietéticas. Los quilomicrones se forman a partir de triglicéridos, colesterol y apolipoproteínas (principalmente apoB-48). VLDL: Se sintetizan en el hígado a partir del exceso de ácidos grasos y colesterol. Están compuestos principalmente por triglicéridos y apolipoproteína B-100. Una vez formadas, las lipoproteínas entran en circulación: Quilomicrones: Transportan triglicéridos desde el intestino hacia músculos y tejido adiposo para ser utilizados o almacenados.VLDL: Circulan por el torrente sanguíneo entregando triglicéridos a los tejidos A medida que las VLDL liberan triglicéridos, se convierten en LDL: Las LDL son responsables del transporte del colesterol hacia los tejidos periféricos, donde es utilizado o almacenado. El exceso de colesterol es recogido por HDL: Las HDL actúan como un \"recogedor\" del exceso de colesterol en los tejidos, transportándolo al hígado para su excreción o reciclaje. Las apolipoproteínas presentes en la superficie de las lipoproteínas actúan como ligandos para receptores específicos: - La interacción entre LDL y su receptor (LDL-R) permite la captación eficiente del colesterol por parte de las células, regulando así sus niveles intracelulares En Conclusión, las lipoproteínas son componentes esenciales del metabolismo lipídico y desempeñan roles cruciales en la salud cardiovascular y metabólica. Un equilibrio adecuado entre diferentes tipos de lipoproteínas es vital para prevenir enfermedades relacionadas con el corazón y otras condiciones metabólicas. **Mecanismos de Transporte de Membrana** Los mecanismos de transporte de membrana, son procesos esenciales que permiten a las células intercambiar sustancias con su entorno y mantener la homeostasis. Estos mecanismos regulan el movimiento de moléculas y de iones a través de la membrana plasmática, que es una barrera semipermeable. En general, los mecanismos de transporte se dividen en transporte pasivo y transporte activo, dependiendo de si requieren o no de energía para su funcionamiento. **Transporte Pasivo** El transporte pasivo implica el movimiento de sustancias a favor de un gradiente de concentración, es decir, desde una zona de mayor concentración hacia una de menor concentración, sin necesidad de energía (ATP). Este tipo de transporte se basa en el principio de la difusión y se clasifica en varios tipos: **a) Difusión Simple:** Es el movimiento espontáneo de moléculas pequeñas o lipofílicas (como oxígeno, dióxido de carbono y algunos lípidos) directamente a través de la membrana. No requiere proteínas transportadoras ni canales. **b) Difusión Facilitada:** Este proceso también ocurre a favor de un gradiente de concentración, pero involucra proteínas de membrana como canales iónicos o transportadores. Las moléculas que no pueden atravesar la membrana por difusión simple, como iones (Na⁺, K⁺) o glucosa, necesitan estas proteínas para moverse **Canales iónicos:** Permiten el paso de iones específicos a través de poros formados por proteínas. **Transportadores:** Cambian de forma al unirse a una molécula para transportarla al otro lado de la membrana. **c) Ósmosis:** La ósmosis es un tipo especial de difusión facilitada que implica el movimiento de agua, a través de una membrana semipermeable. El agua se mueve desde una región de menor concentración de solutos hacia una de mayor concentración de solutos para igualar la concentración en ambos lados. **Transporte Activo** A diferencia del transporte pasivo, el transporte activo requiere energía, en forma de ATP para mover moléculas en contra de su gradiente de concentración, es decir, desde una zona de menor concentración hacia una de mayor concentración. Este tipo de transporte se lleva a cabo mediante bombas y transportadores acoplados. **a) Bombas**: Las bombas iónicas, como la bomba de sodio-potasio (Na⁺/K⁺ATPasa), son proteínas que utilizan ATP para transportar iones a través de la membrana. Esta bomba es fundamental para mantener el potencial de membrana en las células, al expulsar tres iones de sodio (Na⁺) y permitir la entrada de dos iones de potasio (K⁺) **b) Transporte Activo Secundario (Cotransporte):** Este mecanismo utiliza la energía almacenada en un gradiente de ionesn (generalmente de sodio), creado por un transporte activo primario, para mover otras sustancias en contra de su gradiente de concentración. Se clasifica en: **Simporte**: Ambas moléculas se mueven en la misma dirección a través de la membrana (por ejemplo, el cotransporte de glucosa con sodio en el intestino). **Antiporte**: Las moléculas se mueven en direcciones opuestas (por ejemplo, el intercambio de sodio y calcio en las células del corazón). Estos mecanismos son cruciales para la función celular, ya que regulan la entrada de nutrientes, la salida de desechos y el mantenimiento de los gradientes electroquímicos que permiten la transmisión de señales en células nerviosas y musculare