Biología Selectividad Madrid 2024 PDF

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lOMoARcPSD|25234659 BIOLOGÍA Inés Pérez SELECTIVIDAD MADRID 2024 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez T1: EL AGUA Y LAS SALES MINERALES LOS BIOELEMENTOS Los bioelementos son los elementos químicos que constituyen la materia viva. Atendiendo a su abundancia se clasifican en dos grupos: 1. BIOELEMTOS PLÁSTICOS: constituyen más del 99% y son C, H, O, N, P, S, Na, K, Ca, Mg, Cl. Bioelementos primarios: constituyen el 96,2% del peso de un organismo. Son indispensables para la formación de biomoléculas orgánicas. Son: C, H, O, N, P, S. - C: es la base de la vida, aunque no el más abundante, se encuentra en todas las moléculas orgánicas. - H: es el más abundantes y forma el agua y es la base de la vida. - O: forma el agua y es la base de la vida. - N: en las proteínas, formando las bases nitrogenadas (grupos amino -NH2) de los ácidos nucléiclos. - P: en huesos y dientes, lípidos (fosfolípidos) y en los grupos fosfatos (-PO 4 3-) de los ácidos nucleicos. - S: en algunas proteínas (cisteína, metionina), radical sulfhidrilo (-SH). Bioelementos secundarios: constituyen un 2-4% del peso de un organismo. No son básicos para construir biomoléculas orgánicas. Se distinguen dos grupos: o Indispensables: se encuentran en todos los seres vivos. Ej: Ca, Na, K, Mg, Cl, Fe y I. - Ca2+: en hueso y dientes (Ca3 (PO4)2) y en caparazones (CaCO3). - K+ y Na+: interviene en la transmisión del impulso nervioso. - Mg2+: en la clorofila. - Ion Fe: en la hemoglobina. - Cl-: forma el ácido HCl que se genera en nuestro estómago. o Variables: no se encuentran en todos los seres vivos. Ej: Zn. 2. OLIGOELEMENTOS: están presentes en los seres vivos en cantidades inferiores al 0,1% (elementos traza) o incluso inferiores al 0,001% (elementos ultratraza). Sin embargo, su presencia es fundamental ya que intervienen en funciones vitales para los seres vivos (catalizadores). Ej: Mn, Fe, Co, Cu, Zn, I, Si, Cr… CARACTERÍSTICAS DE LOS BIOELEMENTOS PRIMARIOS - Los altos porcentajes de H y O en la biomasa son debidos a que la materia viva está constituida por agua en un 65% - 90%, esto es así porque todas las reacciones químicas se dan en medio acuoso. No es posible la vida sin agua. - Los porcentajes de los otros bioelementos primarios son muy diferentes de los que hay en la atmósfera, la litosfera y la hidrosfera, por tanto, la materia viva se formó a partir de los elementos que gracias a sus características químicas son capaces de constituirla. - Al combinar estos átomos entre sí se establecen enlaces covalentes estables, pero no irrompibles. IMPORTANCIA DEL CARBONO Las biomoléculas orgánicas se fundamentan en la química del carbono basada en la construcción de largas cadenas de carbono enlazadas covalentemente entre sí y a las que se les une átomos de otros elementos para formar los distintos tipos de grupos funcionales. El carbono forma estructuras muy estables gracias a su capacidad de unión con hasta cuatro enlaces covalentes (valencia 4) que permite el desarrollo de complejas cadenas. Por tanto, este es el bioelemento que sustenta la química de la vida LAS BIOMOLÉCULAS Son las moléculas que forman parte de los seres vivos y resultan de la unión de los bioelementos mediante enlaces químicos. Además, estas las podemos extraer mediante los medios físicos (filtración, centrifugación, evaporación…). Pueden ser simples cuando las moléculas están formadas por átomos del mismo tipo o compuestas cuando hay átomos de distintos elementos. Las compuestas a su vez pueden ser inorgánicas (agua y sales minerales) u orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos) según la presencia de C. 2 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez ENLACES QUÍMICOS Covalente Determinan en gran medida las propiedades de estas. Iónico ▪ Enlace covalente: son los más fuertes y permiten la formación de moléculas estables. ENLACES QUÍMICOS Fuertes ▪ Enlace iónico: es la unión entre dos átomos en la que uno capta electrones del otro. Se Metálico generan aniones y cationes que quedan unidos por atracción eléctrica, formando una Puente de red cristalina. Es el que se da en las proteínas. disulfuro ▪ Puentes de hidrógeno: se establece cuando hay átomos de hidrógeno unidos a Fuerzas de Van der Waals elementos muy electronegativos (F, O, N). Puede ser intermolecular como sucede Puentes de entre las moléculas de agua, o intramolecular entre grupos -NH- y -CO- de una proteína. Débiles hidrógeno ▪ Fuerzas de Van der Waals: entre moléculas apolares o entre grupos apolares de una Interacciones misma molécula, surgen dipolos instantáneos que generan estas atracciones. hidrofóbicas EL AGUA El agua es la molécula más abundante en la materia viva, representando un 50-90% de la masa de las células, aunque su contenido puede variar bastante en función del organismo y la estructura en la que se encuentre, además de otros múltiples factores. Los organismos pueden incorporar el agua directamente del medio (agua exógena; del aire, suelo e hidroesfera) o a partir de reacciones metabólicas ocurridas en el organismo (agua metabólica). Según donde podamos encontrarla dentro de los seres vivos: - Agua circulante (8%): plasma, sabia… Los átomos de H se unen al átomo de O por enlaces covalentes. - Agua intersticial (15%): entre las células. - Agua intracelular (40%): dentro de las células. Las moléculas de agua se unen entre sí por puentes de hidrógeno. ESTRUCTURA DEL AGUA La molécula de agua es un dipolo eléctrico formado por dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno mediante enlaces covalentes que forman un ángulo de 104,5º. Al ser el átomo de oxígeno más electronegativo, éste atrae con mayor fuerza a los electrones que comparte en el enlace covalente creando a su alrededor una zona de mayor densidad de carga negativa y una zona de mayor densidad de carga positiva alrededor de los átomos de hidrógeno. Esta diferencia de carga hace posible que las moléculas de agua se atraigan entre sí mediante una alteración electroestática llamada puentes de hidrógeno. La existencia de enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua le permite estar en estado líquido a temperatura ambiente. Este tipo de interacción es fundamental para la vida. PROPIEDADES Y FUNCIONES DEL AGUA a. Elevada constante dieléctrica: el carácter polar de la molécula de agua y su constante dieléctrica convierten a esta en un gran disolvente para las moléculas ionizables (sales minerales) y polares en general. Estos compuestos quedan rodeados por moléculas de agua en el fenómeno conocido como solvatación. Es por ello que se conoce como el “disolvente universal”. De esta forma realiza una función de transporte de sustancias, disolvente y bioquímica (es el medio o interviene en reacciones). b. Elevado calor específico: es el calor necesario para elevar la Tª de una sustancia. Para elevar la temperatura del agua, hace falta bastante energía pues parte de ella se va a emplear en romper los enlaces de hidrógeno y no en aumentar la Tª de esta. De esta forma, el agua puede absorber calor, aunque su temperatura aumente poco en proporción. Esta propiedad le confiere una función de termorregulación al actuar como un tampón térmico que mantiene al organismo en unos límites de temperatura adecuados independientemente de las variaciones del medio en el que se encuentre. c. Elevado calor de vaporización: es el calor necesario que se debe de aplicar para que una sustancia pase de líquido a gaseoso. Para evaporar agua, hace falta suministrar más calor que muchos otros líquidos ya que debemos de romper todos los enlaces de hidrógeno. El agua realiza una función de termorregulación (refrigerante) que permite disminuir la temperatura corporal mediante la sudoración, por lo que el agua se evapora en la superficie corporal. d. Elevada fuerza de adhesión-cohesión y elevada tensión superficial: las moléculas de agua están fuertemente cohesionadas gracias a la atracción que ejercen los enlaces de hidrógeno y opone una gran resistencia a romperse. El agua lleva a cabo una función estructural, de desplazamiento de algunos organismos a través del agua y es responsable del fenómeno de la capilaridad (ascenso de agua por los vasos conductores). e. Baja densidad en estado sólido: el agua alcanza su máxima densidad a los 4ºC haciendo que el hielo sea menos denso que el agua líquida y, por tanto, flote sobre ella. De esta forma, desempeña una función de supervivencia acuática en las zonas frías. 3 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS FUNCIONES BIOLÓGICAS RELACIONADAS Elevada constante dieléctrica Transporte, disolvente y bioquímica (reactivo) Elevado calor específico Termorregulación (tampón térmico) Elevado calor de vaporización Termorregulación (refrigerante) Elevada fuerza de adhesión-cohesión y elevada tensión Estructural, desplazamiento y capilaridad Baja densidad en estado sólido Supervivencia acuática en zonas frías LAS SALES MINERALES Las sales minerales son biomoléculas inorgánicas que pueden encontrarse en forma sólida (formando precipitados) o bien en una disolución acuosa (disociadas en aniones). Se pueden encontrar en dos formas: En forma sólida / precipitados: son insolubles en agua y desempeñan funciones estructurales esqueléticas, de protección y sostén. Ejemplos: carbonato de calcio (CaCO3) que forma parte de caparazones y conchas, fosfato de calcio (Ca3(PO4)2) que constituye los huesos y sílice (SiO2) presentes en los exoesqueletos de las diatomeas. En disolución acuosa / disueltas: son solubles en agua, por lo que se encuentran disociadas en sus cationes (Na+, Ca2+, Mg2+, Fe3+) y aniones (Cl-, PO43-, CO32-, NO3-). Son utilizados por las células para mantener constante el grado de salinidad y de acidez (pH). Estos líquidos celulares contienen sales que se pueden ionizar y dar lugar a iones H+ o OH −, que contrarrestan el efecto de las bases o los ácidos añadidos, tienen un efecto tampón. Estas se denominan disoluciones tampón o amortiguadoras. Otras funciones de las sales minerales disueltas son: - Catalítica: enzimas que contienen iones que llevan a cabos los enlaces químicos. - Transportadora: algunos se asocian a proteínas (Fe en la hb). - Estabilización de proteínas: algunos radicales estabilizan las proteínas. - Participan en el impulso nervioso - Osmorregulación: participan en la presión osmótica y mantienen la solubilidad en el medio interno. - Tamponadora: mantienen el pH de las células y el medio interno. Además, se disocian fácilmente habiendo equilibrio químico (y en el agua no). TIPOS DE DISOLUCIONES Disoluciones coloidales: disoluciones de soluto de elevada masa molecular. Estas no se pueden disolver, sin embargo, podrán estar en medios acuosos. La mayor parte de los líquidos de los seres vivos son disoluciones coloidales. Entre sus propiedades destacan: la capacidad de presentarse en estado de gel, la elevada viscosidad, el elevado poder absorbente y el efecto Tyndall (si las dispersiones se iluminan lateralmente y sobre un fondo oscuro, se observa una cierta opalescencia). Disoluciones verdaderas: disoluciones de soluto de baja masa molecular. No se ven a simple vista. Se tratan de las de mayor interés biológico, con propiedades como: la difusión, la ósmosis y la estabilidad del pH. 4 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez DISOLUCIONES VERDADERAS ÓSMOSIS La osmosis es el proceso por el cual, el disolvente (el agua) pasa de la disolución más diluida (hipotónica) a la más concentrada (hipertónica) buscando igualar las concentraciones de ambas disoluciones. Estas se encuentran separadas por una membrana semipermeable que deja pasar el disolvente, pero no el soluto (membrana plasmática). La presión osmótica es la fuerza ejercida por el agua para atravesar la membrana semipermeable. En un medio isotónico (igual concentración en el medio externo y celular) no cambia el volumen celular porque no hay intercambio neto entre la célula y el medio. Cuando el medio externo de una célula tiene mayor concentración de solutos que el medio interno de ésta (medio hipertónico), disminuye el volumen de la célula porque sale agua de la célula hasta el exterior, arrugándose y pudiendo provocar la muerte de la célula por deshidratación. En células vegetales (y bacterias), debido a la existencia de una pared celular rígida, parte de la membrana plasmática queda adherida a la pared en el proceso conocido como plasmólisis. En células animales el proceso se denomina como crenación. Cuando el medio externo de una célula tiene menor concentración de solutos que el medio interno de ésta (medio hipotónico), aumenta el volumen de la célula porque entra agua a la célula desde el medio exterior, pudiendo provocar la muerte de la célula al estallar por exceso de agua. En organismo con pared celular (como baterías y plantas) este fenómeno se le conoce como turgencia y esta pared impide que la célula estalle. Mientras que en células animales se le conoce como hemólisis. DIFUSIÓN En la difusión, son las moléculas de soluto (no las del disolvente) las que pasan de una disolución (la más concentrada) a otra (la más diluida). Es el paso libre de las moléculas de un medio a otro. ESTABILIDAD DEL GRADO DE ACIDEZ O PH Los valores de pH oscilan entre 0 y 14. PH inferiores a 7 con disoluciones ácidas, superiores a 7 disoluciones básicas, pH igual a 7 disolución neutra. Los seres vivos mantienen constante el pH de su medio interno, gracias, sobre todo a las sales minerales disueltas, que constituyen las disoluciones amortiguadoras. Ejemplos de disoluciones tampón: - Tampón fosfato (para el medio intracelular): si en la célula aumenta la acidez, la reacción se desplaza hacia la izquierda y si disminuye, hacia la derecha, amortiguando las variaciones de acidez. Mantiene constante el pH interno celular a 7,2. - Tampón bicarbonato (para el medio extracelular): el ácido carbónico (H2CO3) es muy inestable y se descompone en CO2 y H2O. Ante una acidosis de la sangre, el HCO3− se une al exceso de H+ generando H2CO3, que se descompone en CO2 y agua. TÉCNICAS DE SEPARACIÓN DE BIOMOLÉCULAS Centrifugación: los orgánulos si se someten a fuertes campos gravitatorios en centrifugadoras sedimentan. Diálisis: separación de coloides, gracias a una membrana semipermeable que tan solo deja pasar las moléculas pequeñas. Cromatografía: separación de sustancias químicas mezcladas tomando el diferente grado de retención que sobre ellas ejerce un medio fijo. Las sustancias retenidas con menos fuerza avanzan más, así se consigue separarlas para luego analizarlas. Electroforesis: transporte de partículas coloidales a través de un gel gracias a la acción de un campo eléctrico (ADN). Espectrofotometría: técnica de análisis óptico que permite comparar la radiación absorbida por una solución que contiene una concentración desconocida de soluto con otra conocida del mismo soluto. Cada sustancia presenta un grado de absorción diferente según la longitud de onda utilizada, se utiliza un espectrofotómetro. 5 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez T2: LOS GLÚCIDOS Los glúcidos son biomoléculas orgánicas que contienen átomos de C, H y O en la proporción Cn H2n On. Se tratan de polialcoholes con un grupo carbonilo (aldehído (-CHO) o cetona (-CO)). Según su complejidad: Monosacáridos (osas): glúcidos sencillos (3-7 átomos de C). Oligosacáridos: formados por la unión de Holósidos: formados exclusivamente por entre 2-10 monosacáridos. Entre ellos monosacáridos. destacan los disacáridos. Ósidos: glúcidos más complejos formados Polisacáridos: formados por la unión de por la unión de dos o más monosacáridos +10 monosacáridos del mismo tipo mediante enlaces O-glucosídicos. (homopolisacáridos) o más de un tipo diferente (heteropolisacáridos). Heterósidos: formados por la unión de monosacáridos y otras sustancias no glucídicas. Ejemplos: glucoproteínas o glucolípidos. Los oligosacáridos y los polisacáridos se pueden hidrolizar (desdoblar en monosacáridos por la acción de las enzimas hidrolasas o por la acción de un ácido). Los monosacáridos no son hidrolizables. Sus funciones son: - Fuentes de energía: la glucosa es el monosacárido más abundante en el medio interno, esta puede atravesar la membrana plasmática sin necesidad de transformarse en moléculas más pequeñas, proporciona 4,3 kca/mol. El almidón (vegetales) y el glucógeno (animales) son almacenan glucosa. - Función estructural: el enlace β-glucosídico posibilita estructuras moleculares muy estables ya que la mayoría de organismos no tienen enzimas que sean capaces de romperlo. Los principales son la celulosa (vegetales) y la quitina (artrópodos). - Especificidad de la membrana plasmática: gracias a las glucoproteínas y los glucolípidos las células de los diferentes tejidos se reconocen entre sí y seleccionan las moléculas que entran a la célula. - Funciones especiales: vitamina (vitamina C), anticoagulante (heparina) y antibiótica (estreptomicina). LOS MONOSACÁRIDOS Son los glúcidos más sencillos, no hidrolizables que constituyen las unidades del resto de hidratos de carbono más complejos. Se clasifican según el número de átomos de carbono, de 3 a 7. Se denominan añadiendo la terminación -osa al número de carbonos (triosas, tetrosas, pentosas, hexosas, heptosas). Según el grupo carbonilo pueden ser aldosas (aldehído) o cetosas (cetonas). Propiedades: FÍSICAS: sólidos cristalinos, no hidrolizables, de color blanco o incoloros, solubles en agua y de sabor dulce. QUÍMICAS: o Poder reductor: en disoluciones acuosas el grupo carbonilo tiene tendencia a oxidarse formando un ácido (-COOH) actuando como reductor de otras sustancias. o Isomería de función: la estereosimería es la existencia de moléculas con la misma fórmula plana, pero distinta estructural espacial. Esto sucede siempre que hay algún átomo de carbono asimétrico. Son los mismos átomos, pero diferentes moléculas (debido al orden) por lo que no se pueden superponer (se ven como un espejo). Pueden ser enantiómeros/enantiomorfos (imágenes especulares) o epímeros (no son imágenes especulares). Si el –OH del carbono asimétrico se desvía hacia la derecha el estereoisómero se denomina D. Si por el contrario se desvía hacia la izquierda se le llama L. o Actividad óptica: en una disolución de moléculas en las que incide una luz polarizada esta se desvía hacia la izquierda (levógiro) o hacia la derecha (dextrógiro). Los enantiómeros tienen todas las propiedades iguales excepto esta. C asimétrico = quiral: unido a 4 cosas diferentes. Carbono carbonílico: átomo de C que constituye el grupo carbonilo (C=O). Carácter reductor 6 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez IMPORTANCIA BIOLÓGICA DE LOS MONOSACÁRIDOS TRIOSAS Son metabolitos intermedios de la degradación de la glucosa y otros glúcidos (función metabólica). o Gliceraldehído (se le conoce como aldotriosa): es la aldotriosa más simple y presenta un solo carbono asimétrico. o Dihidroxiacetona (se le conoce como cetotriosa): es el único monosacárido que no posee actividad óptica. TETROSAS La eritrosa interviene en procesos bioquímicos relacionados con la nutrición autótrofa. PENTOSAS Cetopentosas: como la ribulosa, interviene en la fijación del CO2 atmosférico en los organismos autótrofos, además es el primer intermediario del Ciclo de Calvin en la fase oscura de la fotosíntesis (RU-bisco). Las cetopentosas no se ciclan. Aldopentosa: como la D-ribosa (componente del ARN) y la D-desoxirribosa (componente del ADN). Las aldopentosas se ciclan en el anillo de furano. HEXOSAS o Glucosa: principal molécula energética de los seres vivos. Se localiza en estado libre en el citoplasma celular, en el plasma sanguíneo y en algunos frutos (uvas). En disolución se presenta en forma cíclica, presentan una forma hexagonal que recuerda a la molécula del pirano, por lo que recibe el nombre de glucopiranosa. La unión de varias glucosas da a lugar a polisacáridos con función de reserva energética (almidón y glucógeno) o con función estructural (celulosa). o Fructosa: se encuentra libre en la fruta. Actúa en el líquido seminal como nutriente de los espermatozoides. Los hepatocitos la transforman en glucosa, por lo que tiene un valor energético equivalente. Se encuentra en forma cíclica pentagonal, por lo que recibe el nombre de D-fructofuranosa. o Galactosa: se encuentra libre en la leche. o Manosa: componente de polisacáridos presentes en vegetales, bacterias, levaduras y hongos, y forma parte de la estreptomicina, una sustancia con actividad antibiótica. ESTRUCTURA CÍCLICA DE LOS MONOSACÁRIDOS En disolución acuosa, los monosacáridos de 5 o más átomos de C adoptan una estructura cíclica mediante la formación de un enlace hemiacetal intramolecular entre el grupo hidroxilo (-OH) del carbono quiral más alejado del grupo carbonilo (C=O) y el grupo carbonilo de la propia molécula. Al cerrarse el ciclo, el carbono carbonílico se transforma en carbono asimétrico y dará lugar a los anómeros alfa si el grupo -OH del carbono anomérico se dirige hacia abajo en el plano o beta si se dirige hacia arriba. Las aldohexosas originan anillos de 6 vértices llamados piranosas (por parecerse a la molécula de pirano) y las cetohexosas y aldopentosas originan anillos de 5 vértices llamados furanosas (por parecerse a la molécula de furano). Forma línea → proyección de Fischer Estructura cíclica → proyección de Haworth 7 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez ENLACES GLUCOSÍDICOS Los monosacáridos pueden unirse entre sí mediante la condensación (dos monosacáridos) o polimerización (muchos) para construir otros glúcidos más complejos. Se distinguen 2 tipos de enlaces entre monosacáridos y entre monosacáridos y otros tipos de moléculas. ENLACE O-GLUCOSÍDICO Es un enlace covalente que se produce entre el grupo hidroxilo (-OH) del carbono anomérico de un mosocárido y un grupo hidroxilo (- OH) de un carbono de otro monosacárido con la liberación de una molécula de agua (los dos monosacáridos quedan enlazados por un átomo de oxígeno). La rotura de este enlace se establece mediante una reacción de hidrólisis. Dependiendo si es α o β se denominan α- glucosídico o β-glucosídico. Pueden ser de dos tipos: - Monocarbonílico: se unen un carbono carbonílico y uno no carbonílico. Actúa como un azúcar reductor. - Dicarbonílico: se unen dos carbonos carbonílicos. ENLACE N-GLUCOSÍDICO Se forma entre un radical hidroxilo (-OH) de un glúcido y un radical amino (-NH2) de un compuesto aminado. El grupo –OH de uno de los carbonos de azúcar se pierde, y en su lugar se coloca un grupo amino, generándose un aminoazúcar. OLIGOSACÁRIDOS: DISACÁRIDOS Están formados por la unión de hasta 10 monosacáridos, se unen mediante enlace O-glucosídico. Sus propiedades son: pueden tener un extremo reductor, en la naturaleza predominan los disacáridos y los de mayor grado de polimerización forman glucoconjugados. o Maltosa (α D-glucopiranosa (1-4) α/β D-glucopiranosa): la maltosa se encuentra libre en la cebada y otras semillas mediante la hidrólisis del almidón. Es fácilmente hidrolizable y posee poder reductor. o Sacarosa (α D-glucopiranosa (1-2) β D-fructosa): se encuentra libre en el azúcar de caña (20% en peso) y en la remolacha azucarera (15% en eso). Forma parte del transporte en los vegetales. Debido a su enlace α no tiene poder reductor. o Lactosa (β D-galactopiranosa (1-4) β D-glucopiranosa): es el “azúcar de la leche” por lo que se encuentra en estado libre en ella. En las personas, la enzima que rompe la lactosa es la lactasa (solo es fabricada por los mamíferos). Muchas personas después de la lactancia dejan de producir lactasa, por lo que provoca que la lactosa no se pueda romper y se acumule en el tubo digestivo. La llegada del agua por ósmosis es lo que provocar el dolor, la diarrea… o Celobiosa (β D-glucopiranosa (1-4) β D-glucopiranosa): no se encuentra libre en la naturaleza, se obtiene mediante la hidrólisis de la celulosa. Tiene carácter reductor y se hidroliza con dificultad. o Isomaltosa (α D-glucopiranosa (1-6) α D-glucopiranosa): son ramificaciones del almidón y glucógeno. Se forma a partir de la hidrólisis de la almidopectina. 8 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez DISACÁRIDO COMPOSICIÓN ENLACE O-GLUCOSÍDICO FÓRMULA Maltosa Glucosa + glucosa Monocarbonílico α (1-4) α D-glucopiranosa + α/β D-glucopiranosa Sacarosa Glucosa + fructosa Dicarbonílico α-β (1-2) α D-glucopiranosa + β D-fructosa Lactosa Glucosa + galactosa Monocarbonílico β (1-4) β D-galactopiranosa + β D-glucopiranosa Celobiosa β D-glucopiranosa + β D-glucopiranosa Monocarbonílico β (1-4) POLISACÁRIDOS Son polímeros formados por la unión de muchos monosacáridos mediante enlace O-glucosídico. Los monosacáridos pueden ser todos del mismo tipo (homopolisacáridos) o de distinto (heteropolisacáridos). Son sólidos insolubles en agua, no todos tienen color blanquecino ni sabor dulce. Son hidrolizables y no poseen poder reductor. Tienen funciones energéticas o estructurales. HOMOPOLISACÁRIDOS Según el tipo de enlace que presente tiene una función estructural o energética. RESERVA DE ENERGÍA o Almidón: es el polisacárido de reserva de energía propio de las células vegetales. Se encuentra en el interior de los cloroplastos en forma de gránulos de almidón. Son abundantes en los tubérculos de las patatas, la remolacha y los cereales. Está formado por la unión de glucosas con dos componentes: - Amilosa: constituida por un polímero de maltosas unidas mediante enlaces α (1-4) (es decir largas cadenas lineales de α-glucosa). Tiene una estructura helicoidal con seis moléculas de glucosa por vuelta. Con respecto a su degradación, los humanos hidrolizamos las amilasas dando lugar a la dextrina (una primera molécula más pequeña), y después maltosas. - Amilopectina: constituido por un polímero de maltosas unidas mediante enlaces de tipo α (1-4), con ramificaciones en posición α (1-6) cada 25 a 30 glucosas. Las ramas tienen alrededor de 12 glucosas unidas por un enlace α (1-4). Por hidrólisis con ácidos o por la acción de enzimas amilasas genera moléculas de maltosa y núcleos de ramificación, que son inatacables por estas enzimas debido a los enlaces α (1-6). Estos núcleos reciben el nombre de dextrinas límite y solo pueden ser degradados por la enzima R-desrramificante. Las maltosas, mediante la enzima maltasa, da lugar a glucosas libres. o Glucógeno: es el polisacárido con función de reserva energética propio de los animales. Abunda en el interior de las células del hígado y de los músculos. Está constituido por un polímero de maltosas unidas mediante un enlace α (1-6), pero en mayor frecuencia, una ramificación cada seis a diez glucosas. Puede llegar a almacenar hasta unas 1500 moléculas de maltosa. ESTRUCTURALES o Celulosa: es un polisacárido con función esquelética propio de los vegetales (pared celular). Es muy resistente y abundante. Es un polímero de β D-glucosa unidas mediante enlaces β (1-4). Cada pareja de estas glucosas constituye una celobiosa. La mayoría de animales no tienen enzimas celulasas capaces de romper el enlace β (1-4), por lo que no pueden aprovechar la celulosa como fuente de energía. o Quitina: es un polímero de aminoazúcares, como la N-acetil-glucosamina, unidas mediante enlaces β (1-4). Cada pareja de estas células constituye una quitobiosa. La quitina es el componente principal del exoesqueleto de los artrópodos. 9 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez HETEROPOLISACÁRIDOS Son sustancias que por hidrólisis dan a lugar a dos o más tipos diferentes de monosacáridos. Presentan enlaces α. o Hemicelulosa: se encuentra en las paredes de los vegetales. o Agar-agar: se extrae de la pared celular de algas rojas. Es muy importante en la microbiología ya que se trata de un medio de cultivo muy útil (debido a que puede formar gelatina) permite cultivar microorganismos. o Mucopolisacáridos (peptidoglucanos): se encuentra en la matriz celular de los tejidos animales, lubricante, cartílago y hueso (concretamente en el tejido conjuntivo con mucha pared extracelular). Se compone por aminoazúcar y ácido urónico. o Pectinas: se encuentra en la pared celular de las células vegetales. Tiene una gran capacidad gelificante, la cual se aprovecha para preparar mermeladas. GLUCOCONJUGADOS / HETERÓSIDOS Formados por la unión de monosacáridos y otras moléculas no glucídicas de una masa molecular baja (antibióticos como la estreptomicina). GLUCOPROTEÍNAS o Pectidoglucanos: se encuentran en las paredes de las bacterias y son formadas por cadenas de monosacáridos diferentes (se alternan). Se trata de dos cadenas paralelas que entre ellas están enganchadas por aminoácidos. También son llamadas mureina. o Proteoglucanos: predomina la proteína. Se encuentra en la matriz extracelular y en el lubricante (anticuerpos). o Glucoproteínas de membrana: se encargan de señalar las membranas. GLUCOLÍPIDOS Constituidos por monosacáridos u oligosacáridos unidos a cerebrósidos y gangliósidos, como receptores de membrana. MONOSACÁRIDOS Triosas, tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas Oligosacáridos Maltosa, sacarosa, lactosas, celobriosa, isomaltosa Homopolisacáridos Reserva de energía Almidón y glucógeno Holósidos Estructurales Celulosa y quitina ÓSIDOS Polisacáridos Heteropolisacáridos Hemicelulosa, Agar-Agar, mucopolisacáridos y pectinas. Heterósidos Glucoproteínas Pectidoglucanos, proteoglucanos y glicoproteínas de membrana Glicolípidos 10 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez T3: LOS LÍPIDOS Los lípidos son biomoléculas orgánicas que constituyen un grupo muy heterogéneo de sustancia químicas (desde el punto de vista estructural y funcional). Están compuestos por C, H, O y algunos tiene N, P, S. Sus características más comunes: son más o menos hidrofóbicos, presentan poco O en su estructura y tienen baja densidad. Además, son insolubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos (apolares). Presentan un aspecto graso con un brillo característico y son untuosos al tacto. LÍPIDOS Sus funciones son: Simples Acilglicéridos: aceites - Estructural (fosfolípidos de membrana) SAPONIFICABLES Ceras: ceras - Almacén de energía y transporte (con ácidos Complejos Fosfoglicéridos: cefalina grados) Fosfoesfingolípidos: - Misión protectora esfingomielina - Reconocimiento celular y procesos inmunitarios Glucofingolípidos: cerebrósidos - Regulación fisiológica INSAPONIFICABLES Terpenos (sin ácidos grasos) Esteroides: colesterol Prostaglandinas ÁCIDOS GRASOS Moléculas constituidas por una cadena hidrocarbonada larga de tipo alifático (lineal), con un nº de C (entre 10 y 22), el último constituye un grupo carboxilo o ácido (-COOH). Su fórmula general es: CH3-(CH2)n – COOH. No se encuentran libres en la naturaleza, sino que siempre los encontramos formando parte de los lípidos saponificables. Se clasifican en 2 grupos: Saturados: solo tienen enlaces simples entre los átomos de C. Sus cadenas son rectilíneas. Suelen ser sólidos a Tª ambiente. Ej: ácido palmítico y esteárico. Insaturados: tienen 1 o más dobles enlaces entre los carbonos, por ello sus moléculas presentan codos. Si tienen un único doble enlace, se denominan monoinsaturados, como el ácido oleico y si tienen más polinsaturados como el ácido linoleico. PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS ÁCIDOS GRASOS Los ácidos grasos intervienen fundamentalmente en dos tipos de reacciones: ❖ REACCIÓN DE ESTERIFICACIÓN: reacción reversible de formación de un enlace éster (covalente) entre el grupo carboxilo (- COOH) de un ácido graso y el grupo hidroxilo (-OH) de un alcohol de otra molécula, con la liberación de H2O. ❖ REACCIÓN DE SAPONIFICACIÓN: reacción entre un ácido graso y una base fuerte (NaOH o KOH) que da a lugar a la sal de un ácido graso, denominada comúnmente jabón, y agua. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ÁCIDOS GRASOS Anfipáticos: presentan una zona polar de carácter hidrófilo (grupo carboxilo (-COOH)) y una zona apolar de carácter hidrófobo (la cadena carbonada). Solubilidad: debido a su carácter anfipático, los ácidos grasos van a adoptar, en medio acuoso, estructuras características: micelas monocapas y micelas bicapas o liposomas (formadas por dos capas que engloban agua en su interior). Punto de fusión: por lo general, los ácidos grasos tienen un punto de fusión bajo. Este aumenta con la longitud de la cadena y disminuye con la presencia de dobles enlaces (insaturaciones) que originan codos en la molécula. Empaquetamiento: las colas carbonadas de los ácidos grasos se mantienen unidas por interacciones del tipo de fuerzas de Van der Waals. 11 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez LÍPIDOS SAPONIFICABLES SIMPLES / HOLOLÍPIDOS ACILGLICÉRIDOS O GRASAS Dentro del grupo de acilglicéridos, podemos distinguir entre monoacilglicéridos, diacilglicéridos y triacilglicéridos en función del número de ácidos grasos. Los triacilglicéridos o grasas son un tipo de lípidos saponificables formados por la unión de 3 ácidos grasos con los 3 grupos hidroxilos de una molécula de glicerina (glicerol), formándose así 3 enlaces ésteres y liberándose 3 moléculas de agua. Entre sus funciones se encuentran: la reserva energética, amortiguador mecánico y térmico y actúa como una fuente de calor. A partir de los triacilglicéridos se pueden obtener jabones (reacciones de saponificación) mediante la hidrólisis alcalina (con hidróxido de sodio o de potasio) de sus enlaces ésteres, dando como resultado glicerol y la sal sódica o potásica de los ácidos grasos, que son los jabones. Las grasas son apolares e insolubles en agua y se clasifican en vegetales o animales: - Grasas vegetales (aceites): compuestas fundamentalmente por ácidos insaturados lo que les permite ser líquidas a temperatura ambiente (menor punto de fusión). Abundan en las semillas de vegetales y frutos. - Grasas animales: compuestas fundamentalmente por ácidos saturados lo que les permite ser sólidas a temperatura ambiente (mayor punto de fusión). Ej: mantequilla. CERAS O CÉRIDOS Son ésteres de un ácido y un monoalcohol, ambos de cadena larga. Entre sus funciones se encuentran la impermeabilidad, no se pueden disolver y repelen el agua; y la de protección, debido a que forma parte del exoesqueleto de los artrópodos. LÍPIDOS SAPONIFICABLES COMPLEJOS FOSFOGLICÉRIDOS Constan de 2 ácidos grasos, una glicerina, un ácido fosfórico y un aminoalcohol. Su estructura les permite formar capas lipídicas, quedando la parte apolar en el interior y la parte polar en el exterior (en contacto con el agua). El ácido fosfórico y el grupo amino se ionizan formando el grupo polar de la molécula. Esta disposición es la que se presenta en las membranas plasmáticas. Por ello estos lípidos son las principales moléculas constitutivas de la doble capa lipídica, recibiendo así el nombre de lípidos de membrana. Los fosfoglicéridos más abundantes son las cefalina y lecitina. FOSFOESFINGOLÍPIDOS Son ésteres formados por la unión de un ácido graso, una esfingosina, un grupo fosfato y un aminoalcohol. Presentan una estructura similar a los fosfoglicéridos, pero la esfingosina presenta una cadena larga con doble enlace que hace la función de ácido graso insaturado. El más frecuente es la esfingomielina abundante en las vainas de mielina. GLUCOESFINGOLÍPIDOS Están formados por la unión de un ácido graso, una esfingosina y un glúcido, por lo que no presenta un grupo fosfato. Se encuentran en el exterior de la bicapa lipídica de las membranas, donde actúan como receptores de moléculas externas (forman el glucocalix, que es un marcador de la célula). Son abundantes en las neuronas del cerebro y según el tipo de glúcidos pueden ser: cerebrósidos (oligosacáridos más sencillos) o gangliósidos (oligosacáridos más complejos). Entre sus funciones se encuentran la formación de membranas, el reconocimiento celular y las vainas de mielina. LÍPIDOS INSAPONIFICABLES No pueden formar jabones ya que carecen de ácidos grasos. ESTEROIDES Son los lípidos insaponificables derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno o esterano caracterizados por presentar anillos cíclicos en su molécula. Podemos destacar: los esteroles (colesterol), las hormonas esteroideas sexuales (la testosterona, los estrógenos y la progesterona), las hormonas esteroideas de la corteza suprarrenal (cortisol o aldosterona) y los ácidos biliares. Tienen funciones relacionadas con la composición de membranas, precursores de vitaminas y hormonas. 12 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez TERPENOS Los terpenos o isoprenoides son lípidos insaponificables derivados d ela polimeración del isopreno que dan a lugar a estructuras lineales o cíclicas, Poseen una gran cantidad de dobles enlaces en cadena lineal y son abundantes en los vegetales. Según el número de moléculas de isopreno que contienen se distinguen: - Monoterpenos: 2 moléculas de isopreno. - Diterpenos: 4 moléculas de isopreno. - Triterpeno: 6 moléculas de isopreno. - Tetraterpeno: 8 moléculas de isopreno. - Politerpenos EICOSANOIDES Los eicosanoides son lípidos insaponificables derivados del ácido araquinódico. Las más importantes son las prostaglandinas, que son proinflamatorias e importantes en la formación de la mucosa del estómago. Por tanto, los antiinflamatorios inhiben las prostaglandinas y eliminan la mucosa estomacal (funciones hormonales y reguladoras). 13 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez T4: LAS PROTEÍNAS Las proteínas son biomoléculas orgánicas compuestas por C, H, O, N y en ocasiones Peptidos (2-100 aa) Oligopéptidos (2-10aa) S. Están constituidos por aminoácidos que se unen entre sí mediante enlaces Polipéptidos (10-100aa) peptídicos. La unión de aminoácidos da lugar a un péptido. Son moléculas Proteínas (+100aa) Holoproteínas (solo aa) estructurales de los seres vivos que van a realizar una función esquemática. Heteroproteínas (aa y un grupo prostético) Funciones: - Estructural: sobre todo las fibrosas, proporcionan fuerza, protección y soporte mecánico a las estructuras biológicas. A nivel celular (proteínas de membrana) y a nivel histológico (colágeno y queratina). - Reserva: permiten almacenar determinados compuestos químicos, como aminoácidos, para utilizarlos como elementos nutritivos, o bien en la formación del embrión en crecimiento. Ej: ovoalbúmina, caseína… - Transporte: permiten el transporte de sustancias. Ej: permeasas, hemoglobina, lipoproteínas, lipoproteínas, seroalbúminas. - Enzimática: las enzimas son proteínas con función biocatalizadora. Intervienen en las reacciones metabólicas. - Hormonal: algunas proteínas, como las hormonas, se transportan por el medio interno hasta llegar a las determinadas células. - Defensiva: esta función la realizan las inmunoglobulinas que constituyen los anticuerpos. - Homeostática: permite mantener constantes los valores de determinadas variables de medio interno. Gracias al carácter anfótero de los aminoácidos, las proteínas pueden actuar como tampones e intervenir en el mantenimiento del pH. - Reconocimiento de señales: en la superficie exterior de las membranas celulares hay numerosas proteínas (receptores) encargadas del reconocimiento de señales químicas, - Movimiento y contractibilidad: hay proteínas cuya misión es permitir al organismo desplazarse o cambiar de forma. La actina y la miosina permiten la contracción y relajación de músculos. La flagelina es una proteína que forma parte de los flagelos bacterianos y permite su desplazamiento. AMINOÁCIDOS Son las unidades estructurales o monómeros de las proteínas. Están formados por un carbono alfa al que se encuentran unidos: un grupo amino (-NH2), un grupo carboxilo (-COOH), un átomo de H y un radical variable (-R). Según sea este radical, se distinguen 20 aa alfa. Los seres humanos no somos capaces de sintetizar todos los tipos de aminoácidos. Aquellos que no podemos sintetizar son los denominados aminoácidos esenciales, que deben obtenerse a través de la dieta (estos son 8: leucina, isoleucina, valina, metionina, lisina, fenilalanina, treonina y triptófano). Todos los aa constituyentes de proteínas son L-α-aminoácidos Los aminoácidos son sólidos cristalinos, con puntos de fusión altos, no hidrolizables e incoloros, algunos de ellos poseen sabor dulce. Presentan actividad óptica y carácter anfótero. CLASIFICACIÓN Y ESTRUCTURA DE LOS AMINOÁCIDOS Apolares (anfipáticos / hidrofóbicos): el radical (-R) no se ioniza. E Polares: algún radical se puede ionizar. Anillos aromáticos: tiroxina, triptófano… Polares con carga neta positiva: presenta un grupo (-NH2) que cuando se ioniza provoca que el aa tenga carga neta positiva. Cargados positivamente (aa básicos). Ej: lisina (Lys). Polares con carga neta negativa: presenta un grupo -COOH que cuando se ioniza provoca que el aa tenga carga neta negativa. Cargados negativamente (aa ácidos). Ej: ácido aspártico (Asp). PROPIEDADES DE LOS AMINOÁCIDOS ❖ Isomería óptica: el C α es asimétrico (4 sustituyentes diferentes), esto les confiere la actividad óptica. La posición del grupo amino nos permite diferenciar entre la forma D (cuando está a la derecha) y la L (cuando está a la izquierda). La glicina es el único aminoácido que no presenta isomería óptica debido a que el C no es asimétrico. ❖ Carácter anfótero: gracias al grupo carboxilo, podrían comportarse como ácidos (cediendo protones) y gracias a su grupo amino, podrían comportarse como bases (recibiendo protones). Este comportamiento dependerá del pH del medio en el que se encuentren. Gracias a esta propiedad los aa mantienen el pH del medio, por lo que tienen un efecto tampón. El pH en el cual, un aa tiende a adoptar una forma dipolar neutra, con igual número de cargas + y -, se le llama punto isoléctrico. 14 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez ENLACE PEPTÍDICO La unión entre aa se realiza mediante un enlace peptídico, que da lugar a péptidos. Se establece entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente, con la formación de una molécula de agua. El enlace péptico se caracteriza por ser covalente, tener un carácter parcial doble (lo que evita la rotación a su alrededor) y una estructura coplanaria. La unión de dos aa mediante un enlace peptídico se conoce como dipéptido, de tres aa tripéptido. NIVELES ESTRUCTURALES La estructura de una proteína es esencial debido a que es lo que determina su función. La disposición de una proteína viene dada por cuatro niveles estructurales: la estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria ESTRUCTURA PRIMARIA Se trata de una secuencia lineal y ordenada de aminoácidos unidos mediante enlaces peptídicos. Esta será quién determine la estructura terciaria. Indica que aa y su posición (el orden) lo componen. La función de la proteína dependerá de esta secuencia y de la forma que adopte. El extremo inicial se considera aquel que presenta el aminoácido con el grupo amino libre, extremo N-inicial, y el extremo final, aquel que presenta el grupo carboxilo libre, extremo C-terminal. ESTRUCTURA SECUNDARIA Es la estructura primaria plegada en el espacio, estableciéndose enlaces de puentes de hidrógeno en el esqueleto de la propia cadena polipeptídica. Es característica de las proteínas fibrosas. También depende de las condiciones de tensión y de temperatura en que se encuentra. Podemos distinguir dos tipos de estructura secundaria: Estructura α-hélice: estructura helicoidal. La cadena polipeptídica, es decir la estructura primaria, se enrolla en forma de hélice gracias a los enlaces de hidrogeno entre aminoácidos no consecutivos de manera que las cadenas laterales de los aminoácidos quedan hacia fuera de la hélice. Estructura lámina-: estructura laminar. Fragmentos de la misma cadena polipeptídica o de distintas cadenas se disponen en paralelo en forma de línea quebrada, fuelle o zig-zag. Las cadenas polipeptídicas se unen por enlaces de hidrógeno transversales de manera que las cadenas laterales de los aminoácidos se disponen hacia arriba y debajo de la lámina plegada. ESTRUCTURA TERCIARIA La estructura secundaria sufre plegamiento en el espacio producidos por enlaces entre las cadenas laterales de los aa. Es característica de cada proteína y suelen presentarla proteínas globulares (como la mioglobina). Se establecen enlaces de hidrógeno, interacciones electroestáticas, interacciones hidrofóbicas, puentes de disulfuro y fuerzas de Van der Waals entre los radicales de la propia cadena polipeptídica. ESTRUCTURA CUATERNARIA Unión de dos o más cadenas peptídicas con estructura terciaria. Se establecen enlaces de hidrógeno, interacciones electroestáticas, hidrofóbicas, puentes de disulfuro y fuerzas de Van der Waals entre los radicales de las distintas cadenas polipeptídicas (Ej: hb). 15 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS DE LAS PROTEÍNAS Estas dependen de la secuencia de aa, de sus radicales libres y de la capacidad que tienen de reaccionar con otras moléculas. ❖ Desnaturalización: es la perdida (reversible) de la estructura terciaria, cuaternaria y en ocasiones de la secundaria debido a la rotura de las interacciones que las mantienen unidas. Puede producirse a casusa de alteraciones como un gran cambio de pH o de temperatura y trae como consecuencia la pérdida de la funcionalidad de la proteína (ya que pierde su estructura nativa). El proceso en el cual la proteína recupera su estructura y funcionalidad es la renaturalización. ❖ Especificidad: las proteínas son específicas debido a que cada aminoácido ocupa una posición concreta en la secuencia lineal de la proteína que condicionará a la estructura terciaria y cuaternaria, y con ello la función que desempeñe. Esta especificidad es necesaria en las proteínas enzimáticas, hormonas proteicas y anticuerpos. Las proteínas homólogas, realizan la misma función en especies diferentes, las proteínas específicas de una especie e, incluso, de un individuo, provocan problemas de rechazo en los trasplantes de órganos. ❖ Solubilidad: depende de muchos factores. Las proteínas ricas en aa con radicales polares son más solubles ya que establecen enlaces de hidrógeno con las moléculas de agua. Las proteínas pequeñas y globulares son mucho más solubles que las grandes y fibrosas. Los cambios de pH influyen en la solubilidad, ya que modifican el grado de ionización de los radicales polares. ❖ Capacidad amortiguadora: las proteínas (al igual que los aminoácidos) tienen un comportamiento anfótero que les permitirá amortiguar las variaciones del pH en el medio. CLASIFICACIÓN DE LAS PROTEÍNAS Si está constituida exclusivamente por aa, se denomina holoproteína, y si presenta algún otro tipo de molécula, heteroproteína. HOLOPROTEÍNAS Hay dos grandes grupos: ▪ Proteínas fibrosas: suelen estar ordenadas a lo largo de una sola dimensión con una estructura secundaria bien definida (constituidas por varios polipéptidos que forman cadenas paralelas que se enrollan entre sí formando fibras). Son insolubles en agua y se relacionan con funciones de protección o estructurales. Ej: colágeno, miosina, queratina, fibrina y elastina… ▪ Proteínas globulares: tienen una estructura más o menos esférica debida al plegamiento de su estructura secundaria. Son solubles en agua y disoluciones polares y se relacionan con funciones importantes para la actividad celular. Ej: albúmina, globulina, actina, histonas… HETEROPROTEÍNAS Se pueden diferenciar variao grupos en función del grupo prostético (no proteico) que lo acompañe: ▪ Cromoproteínas (pigmento): hemoglobina. Mioglobina y citocromos. ▪ Nucleoproteínas (ác. nucleico): proteínas asociadas a ARN en ribosomas. ▪ Glucoproteínas (glúcido): inmunoglobulinas y fibrinógeno. ▪ Fosfoproteínas (ác. fosfórico): caseína. ▪ Lipoproteínas (lípido): LDL y HDL. 16 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez T5: LOS ÁCIDOS NUCLEICOS LOS NUCLEÓTIDOS Los nucleótidos son biomoléculas orgánicas que constituyen los monómeros o componentesfundamentales de los ácidos nucleicos. Cada nucleótido está formado por: Un ácido fosfórico: responsable del carácter ácido de los ácidos nucleicos. Una pentosa (aldopentosa): ribosa en el caso de ARN (ribonucleótido) y desoxirribosa en el ADN (desoxirribonucleótido). Una base nitrogenada: que contiene nitrógeno. Según su estructura, existen bases: púricas: adenina (A) y guanina (G); pirimidínicas: citosina (C), timina (T) y uracilo (U). Sus funciones biológicas son: - Estructural: forman parte de los ác. nucleicos, cromosomas y ribosomas, se almacena y transmite la información genética. - Energética: participan en reacciones de transferencia de energía que se acumula en los enlaces fosfato y su hidrolisis impulsa una gran variedad de reacciones químicas (ATP). Otros ej: GTP, UTP, CTP. - Coenzimática: intervienen permitiendo determinadas reacciones enzimáticas. Los principales son: FMN, FAD, NAD, NADP que actúan como coenzimas de las hidrogenasas (catalizan reacciones de óxido reducción) y la coenzima A que actúa como transportador de grupos acilos. Es decir, forman coenzimas redox. - Mensajeros químicos intracelulares: el AMPc es un importante 2º mensajero en la respuesta de las células a diversas hormonas (primeros mensajeros) que desencadenas la respuesta celular. NUCLEÓSIDOS El conjunto formado por la unión mediante enlace N-glucosídico entre la base nitrogenadaa y el carbono 1´ de la pentosa se conoce como nucleósido. Para formar el nucleótido final, establece un enlace éster entre el grupo hidroxilo (-OH) del carbono 5´ de la pentosa y el ácido fosfórico, con la pérdida de una molécula de agua. El ácido fosfórico se une al nucleósido mediante el enlace fosfoéster. ENLACE FOSFODIÉSTER Los nucleótidos se unen entre sí mediante el enlace covalente fosfodiéster (o nucleótido) Se establece entre el radical fosfato situado en el carbono 5´ de la pentosa de un nucleótido trifosfato y el radical hisroxilo (-OH) del carbono 3´ de la pentosa de otro nucleótido. El enlace, por lo tanto, es 5´ - 3´. En esta reacción se produce la liberación de una molécula de agua y de un pirofosfato (molécula formada por unión de dos fosfatos). De esta forma, se quedarán dos extremos libres: 5´ unido al grupo fosfato y 3´ unido al grupo hidroxilo. Este tipo de enlace permite formar los polinucleótidos. ÁCIDOS NUCLEICOS Los ácidos nucleicos son biomoléculas formadas por una gran cantidad de nuceótidos unidos por enlaces fosfodiéster. Por lo tanto, son polinucleótidos. Se diferencian dos tipos de ác. nucleicos: ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN). ADN ARN Composición química Pentosa: desoxirribosa. BN: A, G, C y T Pentosa: ribosa. BN: A, G, C y U Estructura Generalmente cadena doble (bicaternario) Generalmente cadena sencilla (monocatenario) Función Portador de la información genética (guarda y Interviene en la transcripción y la traducción de la transmite) (almacenamiento, conservación y información genética permitiendo el flujo de la transmisión). información. 17 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez ADN El ADN es un ácido nucleico compuesto por nucleótidos (desoxirribonucleótidos) en el que se encuentran las bases nitrogenadas A, G, C y T. En células eucariotas, el ADN se localiza en el núcleo, mitocondrias y cloroplastos donde realiza la función de portador de la información genética (almacenamiento, conservación y transmisión). TIPOS Y FORMAS DEL ADN Según su forma: Según el nº de cadenas: - ADN lineal: en las células eucariotas y en algunos virus. - ADN monocatenario - ADN circular: en bacterias, mitocondrias, cloroplastos - ADN bicatenario: en la mayoría de los organismos. y en algunos virus. El ADN se puede encontrar en distintos lugares: Células eucariotas: ADN nuclear y ADN de mitocondrias y cloroplastos. Células procariotas: da lugar una condensación denominada nucleoide, que no está delimitado por ninguna membrana. Células arqueobacterias: es circular, está en el citoplasma. ADN de virus. NIVELES ESTRUCTURALES DEL ADN Se distinguen 3 niveles estructurales: estructura primaria (secuencia de nucleótidos), secundaria (doble hélice) y terciaria (ADN superenrollado que surge de la tensión de la doble hélice sobre sí mismo). ESTRUCTURA PRIMARIA Es la secuencia de bases nitrogenadas en una sola cadena. Hay un gran número de combinaciones posibles de estas bases nitrogenadas; la que permite entender que, a través de ellas, es posible almacenar información biológica (también llamada información genética pues puede transmitirse a la descendencia). ESTRUCTURA SECUNDARIA (MODELO DE DOBLE HÉLICE DE 20A – WATSON Y CRICK) Es la disposición en el espacio de las 2 hebras o cadenas de polinucleótidos que forman una doble hélice, en la que las bases nitrogenadas están enfrentadas y unidas mediante enlaces de puentes de hidrógeno. Fue establecida en 1953 por Watson y Crick. Paulin había indicado que su estructura podía ser helicoidal, mantenida por puentes de hidrógeno. Los patrones de diferenciación de ADN están compuestos por más de una cadena polinucleótida enrollada helicoidalmente, con detalles estructurales que se repetían. En 1950, Chargaff enunció las leyes de Chargaff. Basándose en eso datos, Watson y Crick propusieron un tipo de estructura para el ADN conocido como el modelo de doble hélice, que permitía comprender el funcionamiento del ADN en la transmisión de la información genética de una generación a la siguiente. ❖ Dextrohelicoidal: dos cadenas enrolladas helicoidalmente hacia la derecha, dextrógira. ❖ Coaxial: ambas cadenas están enrolladas alrededor de un mismo eje imaginario. ❖ Enrollamiento pletonémico: para separar una cadena de la otra hay que desorganizar la estructura (desenrollar), esto requiere un gran aporte de energía. ❖ Antiparalelas: los enlaces 5´ —> 3´ de las dos cadenas de polinucleótidos están orientados en sentidos opuesto. ❖ Complementarias: las bases de una cadena d polinucleótidos se unen a las de la otra cadena formando la siguiente parejas púricas-pirimidícas: A-T y C-G. ESTRUCTURA TERCIARIA Las moléculas de ADN circular presentan estructura terciaria, la fibra de 20 A forma una superhélice. El ADN superenrollado se genera al girar la doble hélice sobre sí misma. Ventajas: reduce la longitud del ADN y facilita la duplicación. 18 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez EMPAQUETAMIENTO DEL ADN El reparto del material genético ha de ser equitativo. Para ello, el ADN se tiene que compacta también de forma equitativa. Buscará la forma para que el ADN sea accesible (y para ello, este ha de estar ordenado). De aquí surgen sus niveles de empaquetamiento superior: FIBRA DE CROMATINA DE 100A Constituida por la sucesión de nucleosomas, de 100 A de diámetro, que se asemeja a un collar de perlas. Se encuentra en el núcleo en reposo. El ADN se enrolla de forma específica sobre un octámero de histonas, en dos vueltas. Las histonas son proteínas básicas globulares. Al ADN enrollado sobre el octómero de histonas será a lo que llamaremos nucleosoma. A esta fibra será a la que llamaremos cromatina. El octámero está formado por: 2 moléculas H2A, 2 de H2B, 2 de H3 y 2 de H4. El ADN entre un octámero y otro recibe el nombre de ADN espaciador. La fibra de cromatina de 100 A, así formada recibe el nombre de forma laxa. Si los nucleosomas se asocian con la histona H1, la fibra se acorta y recibe el nombre de forma compacta. FIBRA DE CROMATINA DE 300A Las histonas H1, que componen la fibra de 100A, se agrupan entre sí construyendo el eje central del solenoide. Hay 6 nucleótidos/vuelta. DOMINIOS EN FORMA DE BUCLE La fibra de 300 A, en los cromosomas, forma bucles denominados dominios estructurales en forma de bucle. Estos quedan anclados sobre un eje interno o andamio proteico del cromosoma, constituido por proteínas no histónicas. ARN El ARN es un ácido nucleico compuesto por nucleótidos (ribonucleótidos) en el que se encuentran las bases nitrogenadas A, G, C y U. Su estructura es generalmente monocatenaria. Podemos diferenciar 4 tipos de ARN: el mensajero, de transferencia, ribosómico y nuclear. Sus principales funciones son: - Transmisión de información genética desde el ADN de los ribosomas (transcripcion). - Maduración del ARNm. - Conversión de la secuencia del ARNm en una secuencia de aminoácidos (traducción). - Almacenamiento de la información genética: en algunos virus (virus de la gripe y VIH). TIPOS DE ADN TIPO ESTRUCTURA SÍNTESIS, LOCALIZACIÓN Y FUNCIÓN ARN Monocatenario El ARNm se sintetiza en el núcleo y se exporta al citoplasma para mensajero transferir la información genética hasta el ribosoma donde se sintetizarán las proteínas mediante el proceso de traducción. ARN de Monocatenario y regiones de doble El ARNt se sintetiza en el núcleo y realiza su función en el citoplasma transferencia hélice o apareamiento interno. mediante la identificación del codón del ARNm y el transporte del aa correspondiente hasta los ribosomas durante la traducción. ARN Monocatenario y regiones de doble El ARNr se sintetiza en el nucléolo y se transporta al citoplasma ribosómico hélice o apareamiento interno, asociándose al componen proteico del ribosoma para realizar su asociado a proteínas. función estructural y haciendo posible la unión del ARNm para realizar la traducción. Constituye los ribosomas. OTROS TIPOS DE ADN ARN nucleolar (ARNn): se encuentra constituyendo el nucleolo. En esta zona tiene lugar la síntesis de las subunidades ribosómicas (formadas por ARNr y proteínas), es decir se transcribe el ARNr. Las proteínas tienen que entrar al núcleo a través de los poros nucleolares, para así sintetizar las subunidades ribosómicas. A partir del principal fragmento de ADN, se forma el nucléolo un ARNm de 455, el cual se va a fragmentar en 3; junto con otro ARN que se sintetiza fuera del nucléolo (de 55), y que al unirse a las proteínas forman las subunidades ribosómicas. ARN pequeño nuclear (ARNpn): se une a proteínas del núcleo formando las ribonucleoproteínas nucleares, eliminan intrones. ARN de interferencia (ARNi): utilizado para reconocer determinados ARNm y posteriormente degradarlos, impidiendo que originen proteínas. 19 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez ANEXO I: ENZIMAS Y VITAMINAS ENZIMAS Las enzimas son, generalmente, proteínas con función catalítica (biocatalizadores). Son sintetizados por los seres vivos y son proteínas globulares solubles o proteínas de membrana. Como catalizadores actúan de la siguiente forma: 1. Aumentan la velocidad de las reacciones bioquímicas (cantidad de producto que se forma por unidad de tiempo en una reacción química mediante la disminución de la energía de activación (energía que se debe suministrar a los reactivos para que la reacción se produzca). 2. Se liberan y recuperan al final de la reacción sin alterar las variables termodinámicas de estado como la entalpía (ya que ni aportan ni consumen energía) o la energía libre de Gibbs (no alteran el equilibrio, solamente aceleran su llegada). ESTRUCTURA DE UNA ENZIMA La región de la enzima por la que se une al sustrato se conoce como centro activo. Del centro activo depende la especificidad de la enzima puesto que posee una configuración complementaria a la del sustrato: los aa del centro activo conforman una estructura complementaria al sustrato. Es lo que se conoce como el famoso modelo de “llave-cerradura”. Algunas enzimas (llamadas holoenzimas) no son proteínas exclusivamente, sino que la parte proteica (llamada apoenzima) se asocia a componentes no proteicos (cofactor enzimático) necesarios para la acción de la enzima. Los cofactores enzimáticos pueden ser de diferente naturaleza tales como cationes metálicos (Fe2+) o moléculas orgánicas más complejas (coenzimas) como puede ser NADH, FADH2… Estos cofactores o coenzimas son importantes porque intervienen en determinadas reacciones enzimáticas permitiendo que éstas puedan desarrollarse, ya que actúan como activadores de la función enzimática o transfiriendo grupos químicos. CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS o Hidrolasas: hidrolisis (rotura de enlaces mediante agua). o Liasas: rotura sin intervención de agua. o Transferasas: transferencia de radicales o grupos funcionales. o Isomeresas: isomerización (transformación de una molécula en sus isómeros), o Oxidorreductasas: redox (transferencia de electrones). o Sinteasas / ligasas: formación de enlace entre dos moléculas con hidrolisis de ATP. MECANISMO DE ACCIÓN Y CINÉTICA ENZIMÁTICA Debido a su especificidad, el sustrato se une a la enzima a través del centro activo de ésta produciendo la formación del complejo enzima-sustrato. La enzima cataliza la reacción hasta que se liberan los productos y ésta queda libre y recuperada tal como estaba al principio. Durante este proceso, la enzima (catalizador) aumenta la velocidad de reacción mediante la disminución de la energía de activación. A lo largo de la reacción, aumenta la cantidad de producto mientras que disminuye la cantidad de sustrato. La cinética de reacción de las enzimas sigue una curva de saturación, es decir, llega un momento en el que, aunque se aumente la concentración de sustrato, la velocidad de reacción deja de aumentar. Esto se debe a que todas las enzimas están ocupadas por moléculas de sustrato y hasta que la enzima no se desocupe, no podrá entrar otra molécula de sustrato. 20 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA La actividad enzimática, y por tanto la velocidad de reacción, puede verse modificada por: Concentración de sustrato: el aumento de la concentración de sustrato aumenta la velocidad de reacción hasta la saturación. pH: la variación de este por encima o por debajo del valor óptimo de cada enzima, provoca un descenso de la velocidad de reacción por dificultar la unión del sustrato al centro activo. Un pH extremo, podría causar la desnaturalización de la enzima y cesaría su actividad. Temperatura: una Tª por encima o por debajo del valor óptimo de cada enzima provoca un descenso de la velocidad de reacción. Una temperatura extrema podría causar la desnaturalización de la enzima y cesaría su actividad. Inhibidores enzimáticos: sustancias que anulan o disminuyen la actividad enzimática. LAS COENZIMAS La unión coenzima-apoenzima es temporal. Las coenzimas no suelen ser específicas de un solo tipo de apoenzima. Las coenzimas actúan como transportadoras de grupos químicos. En consecuencia, la coenzima sí se modifica, acepta o pierde átomos, durante la reacción. En función de los grupos que transportan, pueden distinguirse 2 tipos: Coenzimas de oxidación y reducción: transportan protones (H+) y electrones. Las más importantes son NAD+, NADP+, FAD y el grupo hemo. Muchas coenzimas son vitaminas o presentan vitaminas. Coenzimas de transferencia: transportan radicales. Los más importantes son: - ATP transportando grupos fosfato para cederlos a otras moléculas. - Acetil-CoA transportando grupos acetilo. VITAMINAS Las vitaminas son biomoléculas de composición y naturaleza variada que, aunque se requieran en pequeñas cantidades, resultan imprescindibles por el papel que juegan en el metabolismo. Para los humanos, y para gran parte de los heterótrofos, la mayoría son esenciales. Es decir, no podemos sintetizarlas por nosotros mismos y debemos incorporarlas a través de la dieta. Su deficiencia está ligada a patologías graves de hipovitaminosis (avitaminosis) así como su exceso puede ocasionar hipervitaminosis. LIPOSOLUBLES Vitamina A (retinol) Interviene en procesos de crecimiento, mantenimiento y protección Son insolubles en agua del tejido epitelial, así como la percepción de la luz y en el ciclo visual. (aunque solubles en Se encuentran sobre todo en las zanahorias. Su deficiencia causa disolventes polares). Podemos xeroftalmia (sequedad de la córnea), ceguera nocturna… considerarlas, por lo tanto, Vitamina D (calciferol) Interviene en los procesos de crecimiento y mineralización de los dentro del grupo de los lípidos huesos, así como en el metabolismo del calcio y del fósforo. Se insaponificables. Debido a su encuentra sobre todo en la leche y en el pescado. Su deficiencia causa liposolubilidad, se almacenan raquitismo en niños, deformaciones óseas en adultos… en los tejidos del organismo Vitamina E (tocoferol) Interviene en el metabolismo de los ácidos grasos, inhibiendo su (hígado y tejido adiposo). oxidación anormal y contribuyendo al buen estado de los epitelios al impedir la formación de radicales libres. Su deficiencia causa envejecimiento celular, distrofias musculares… Vitamina K (filoquinona) Interviene en procesos de coagulación sanguínea ya que participa en la síntesis de la protombina, precursor de la trombina. Su deficiencia causa trastornos de coagulación, hemorragias… HIDROSOLUBLES Vitamina C Son solubles en agua y normalmente desempeñan un papel coenzimático o precursor de enzimas. Debido a hidrosolubilidad, se eliminan con frecuencia por la orina. Es Vitamina B por ello que su ingesta en la dieta es necesaria con más frecuencia que las anteriores. 21 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez T6: LA CÉLULA EL DESCUBRIMIENTO DE LA CÉLULA El descubrimiento de las células fue posible tras la invención del microscopio. En 1665, gracias a observaciones de tejidos vegetales mediante un sistema de lentes, realizadas por Robert Hooke, se adquieren los primeros conocimientos sobre la célula y se usa por primera vez esta palabra. Describió que los tejidos estaban constituidos por pequeñas celdas, parecidas a las de un panal de abejas, a las que denominó células. Leeuwenhoek (1673), el inventor del microscopio, realizó descubrimientos al observar el agua de las charcas y los fluidos internos de los animales. Pudo ver protozoos y rotíferos, a los que denominó “animálculos”. También observó por primera vez células vivas (espermatozoides). Durante el siglo XVIII, apenas hubo avances porque no se conseguía perfeccionar las lentes de aumento. En el siglo XIX, gracias a mejoras en óptica y al perfeccionamiento de las técnicas de preparación microscópica, se pudieron observar las estructuras de su interior. Robert Brown descubrió en las células vegetales el núcleo. El zoólogo Schwann estableció el paralelismo entre los tejidos animales y vegetales. LA TEORÍA CELULAR Enunciada por Schleiden (1838) y Schawann (1839): i. La célula es la unidad morfológica de todos los seres vivos (todo organismo está compuesto por células). ii. La célula es la unidad estructural y fisiológica: es capaz de realizar todos los procesos metabólicos necesarios para la vida. iii. Toda célula viene, por división, de otra célula. Solo pueden surgir a partir de otras ya existente. iv. La célula es la unidad genética autónoma de los seres vivos. Contiene toda la información sobre la síntesis de su estructura y el control de su funcionamiento, y es capaz de transmitirla a sus descendientes. En definitiva, la teoría celular enuncia que la célula es la unidad morfológica, fisiológica y genética de todos los seres vivos. LAS CÉLULAS, TAMAÑOS Y FORMAS Dependen sobre todo de la función de la célula. El tamaño de las células es extremadamente variable (las células de mayor longitud son las neuronas). Presentan gran variabilidad de formas e, incluso, algunas no presentan una forma fija. La forma está estrechamente relacionada con la función que desempeñan. RELACIÓN ENTRE TAMAÑO, FORMA Y ESTADO DE MADUREZ DE LA CÉLULA Los factores que más limitan el tamaño de las células son: Dificultad para captar suficientes nutrientes: cuando una célula aumenta de tamaño, el aumento es proporcionalmente mucho mayor en su volumen que en su superficie. Esto implica que la relación superficie/volumen de la célula disminuye, la entrada de todos los nutrientes depende de su superficie: si esta resulta insuficiente, la célula morirá. Una forma globular y una relación superficie/volumen grande suelen ser características de células jóvenes. El problema se resuelve cuando la célula se divide en dos, con lo que se recupera la relación correcta. Incapacidad del ADN para gobernar un citoplasma excesivamente grande: el aumento de volumen no va acompañado de un incremento del ADN, por lo que este puede llegar a ser incapaz de controlar todas las reacciones metabólicas. En eucariotas, cuanto menor sea la relación entre el volumen del núcleo y del citoplasma sin el núcleo, más maduras serán, es decir, más próxima estará su división. Grado de madurez de la cromatina: una cromatina extendida, supone que la célula está en plena actividad metabólica, una cromatina empaquetada suele ser indicio de una pronta división celular. 22 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez MODELOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR Hay dos tipos de células: la procariota (sin núcleo) y la eucariota (sin núcleo) (animal y vegetal). CARACTERÍSTICAS PROCARIOTAS EUCARIOTAS Organismos representados Reino mónera: bacterias y cianobacterias Protoctistas, hongos, animales y plantas Tamaño celular frecuente Más pequeñas Más grandes Forma celular 4 formas: esféricas (conos), bastón (bacilos), Muchas formas de coma (vibrios) y de hélice (espirilos) Membrana plasmática con ácidos Sin colesterol Sí grasos y colesterol Pared celular Presente. Constituida por mureína. Constituida por celulosa en células vegetales y quitina en los hongos. Ausente en células animales. Orgánulos Mitocondrias - Presente (70s ribosomas) membranosos No Sí Cloroplastos - Presentes en células vegetales RE - Presente Ribosomas 70s 80s - Núcleo Sí Membrana nuclear / envoltura No Sí nuclear ADN Desnudo y circular Combinado con proteínas (histonas) Tipo de ARNm Sin intrones Con intrones Cromosomas Único Múltiples Orgánulos de locomoción Flagelos sin estructura 9+2 Cilios y flagelos que al corte transversal presenta una distribución característica de microtúbulos 9+2 División celular Fisión binaria Mitosis o meiosis ESTRUCTURA GENERAL DE LAS CÉLULAS EUCARIOTAS Todas tienen membrana plasmática, algunas células eucariotas fabrican sobre ella, mediante secreciones, una pared celular. En el citoplasma se distinguen: Estructuras carentes de membrana: ribosomas, centrosoma y citoesqueleto. Sistema endomembranoso: es el conjunto de estructuras membranosas intercomunicadas y vesículas que derivan de ellas, son: el retículo endoplasmático, que es la continuación de la envoltura nuclear; el aparato de Golgi, relacionado con el retículo endoplasmático; las vacuolas, las vesículas y los lisosomas. Orgánulos transductores de energía: mitocondrias y cloroplastos, orgánulos con doble membrana. El núcleo: tiene una doble cubierta membranosa, la envoltura nuclear. El material hereditario se encuentra en el nucleoplasma en forma de cromatina y el nucléolo. 23 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL VEGETAL Forma celular Variable Estable, rígida y constante debido a la pared celular. Tipo de citocinesis Estrangulación Tabicación Tipo de nutrición Heterótrofa Autótrofa Polisacárido de reserva Glucógeno Almidón Orgánulos o estructuras exclusivas Centriolos (centrosoma) Pared celular y cloroplastos Capas superiores Pared celular de celulosa No Sí Matriz celular Sí / No No Estructuras Centriolos Sí No sin membrana Cilios En algunas No Flagelos En algunas No Citoplasma Estructuras Aparato de Golgi Grande Pequeño con Vacuolas Muchas y pequeñas (vesículas) Pocas y muy grandes membrana Lisosomas Sí No Glioxisomas No Sí Cloroplastos No Sí Posición del núcleo Suele ser central Está polarizado por la presencia de una gran Núcleo vacuola central. Membrana nuclear / envoltura Sí Sí nuclear TEORÍA DE LA SIMBIOGÉNESIS Enunciada por Lynn Margulis y explica el origen de las células eucariotas a partir de las procariotas. Una célula procariota fagocitó a otra célula, esta no llegó a ser digerida, sino que se creó una especie de simbiosis. A lo largo de mucho tiempo estas células fagocitadas se convierten en los orgánulos hoy existentes. 24 Downloaded by María Marcos ([email protected])  lOMoARcPSD|25234659 Inés Pérez T7: LA MEMBRANA COMPOSICIÓN QUÍMICA , ESTRUCTURA Y FUNCIONES DE LA MEMBRANA La membrana delimita a la célula (pone límites), en el caso de la membrana plasmática separa el medio intracelular del medio extracelular / medio externo, esta es fácilmente deformable. COMPOSICIÓN QUÍMICA Se encuentra formada principalmente por lípidos (40%) y proteínas (60%). LÍPIDOS DE MEMBRANA Forman una bicapa lipídica. Fosfolípidos: son los más abundantes. Son una molécula de grasa polar con Fosfolípidos respecto a la afinidad del agua: presenta una zona hidrófila (cabeza polar) que da con el medio extracelular y una hidrófoba (cola apolar) orientada MEMBRANA Lípidos (40%) Glucolípidos hacia el interior de la membrana, es decir son moléculas anfipáticas. Glucolípidos: contienen están únicamente en la hemicapa próxima al medio Esteroles (colesterol) extracelular. Contienen carbohidratos y se encuentran asociados a las proteínas periféricas formando el denominado glicocalix. Integrales (70%) Esteroles (colesterol): es el más abundantes en las células animales (en las Proteínas (60%) células vegetales no hay). En los espacios que originan los ácidos grasos de Periféricas (30%) forma que disminuye la fluidez excesiva y mantiene la estabilidad. PROTEÍNAS DE MEMBRANA Según su grado de asociación a la membrana pueden ser: integrales o periféricas. Proteínas intrínsecas / integrales: constituyen el 70% de las proteínas de membrana. Se encuentran “incrustadas” en la bicapa lipídica. También tienen una parte hidrófila (hacia el espacio extracelular) y otra hidrófuga (hacia el interior). Hay proteínas que sólo