Lípidos y Ácidos Nucleicos PDF

Clase N° 4: Compuestos orgánicos esenciales para la vida. LÍPIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS. Dra. María Valeria Razori  LÍPIDOS LÍPIDOS Los lípidos, generalmente conocidos con el nombre de grasas, están compuestas por ácidos graso...

Clase N° 4: Compuestos orgánicos esenciales para la vida. LÍPIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS. Dra. María Valeria Razori  LÍPIDOS LÍPIDOS Los lípidos, generalmente conocidos con el nombre de grasas, están compuestas por ácidos grasos, moléculas constituidas por la unión de átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno. Provienen mayoritariamente de la dieta, y desde un aspecto nutricional podemos clasificarlos en dos grandes grupos: no esenciales, que pueden ser sintetizados por el organismo y esenciales que deben ser aportados por la dieta. Su equilibrio, tanto cuantitativo como cualitativo, debe ser tenido en cuenta ya que es un determinante de la salud. Además, los ácidos grasos se pueden clasificar en dos grupos: saturados e insaturados (estos últimos a su vez se subdividen en monoinsaturados y poliinsaturados). Los alimentos que generalmente ingerimos están compuestos en la mayoría de los casos por una combinación en distintas proporciones de ácidos grasos saturados y ácidos grasos insaturados (algunos de ellos esenciales).  LÍPIDOS LÍPIDOS Son una clase de moléculas biológicas grandes que no se componen de polímeros. Pueden considerarse polímeros de unidades de lípidos individuales. Se agrupan juntos porque comparten la característica de tener poca o ninguna afinidad por el agua. (Insolubles en agua, solubles en solvente orgánicos polares, como cloroformo, éter). Se componen sobre todo de hidrocarburos no polares. Hay diferentes tipos de lípidos que cumplen diversas funciones en los organismos vivos: Las grasas y los aceites almacenan energía. Los fosfolípidos desempeñan papeles estructurales importantes en las membranas celulares. Los carotenoides participan en las plantas en la captura de energía lumínica. Los esteroides y los ácidos grasos modificados desempeñan en funciones de regulación, como hormonas y vitaminas. La grasa de los animales actúa como aislante térmico. La cera o el aceite de la superficie de la piel de los pelajes y de las plumas de algunos animales, repelen el agua. LÍPIDOS LÍPIDOS ¿Qué son los ácidos grasos esenciales? Los que nuestro organismo no produce y debe incorporar con la alimentación. Dado que en sus moléculas contienen varios dobles enlaces, reciben también el nombre de ácidos grasos poliinsaturados. Existen dos familias: la serie del ácido linoleico (AL), u omega-6, y la del ácido alfalinolénico (ALA), también denominada omega-3. LÍPIDOS LÍPIDOS Los principales componentes lipídicos de la dieta son los triacilgliceroles, el colesterol y los fosfolípidos; pero como los triacilgliceroles constituyen el aporte lipídico mayoritario (aproximadamente 90%), en la dieta se habla simplemente de grasa saturada o insaturada en función del tipo de ácidos grasos que contengan esos triacilgliceroles. LÍPIDOS Ácidos grasos Son ácidos mono carboxílicos de cadena simple. La cantidad de estos compuestos en estado libre es muy pequeña, en general se encuentran formando lípidos simples o complejos. Los ácidos grasos de origen animal poseen número par de moléculas de carbono. Pueden ser saturados o insaturados, es decir con dobles enlaces entre carbonos de la cadena. Grupo funcional del ácido graso: carboxilo. LÍPIDOS LÍPIDOS LÍPIDOS LÍPIDOS Ácidos grasos cis y trans En la mayoría de los ácidos grasos naturales la configuración de los dobles enlaces es cis pero también existen algunos ácidos grasos con dobles enlaces en configuración trans. La mayor parte de los ácidos grasos trans son monoinsaturados, pero también pueden encontrarse isómeros di insaturados con configuraciones cis, trans o trans, cis. En los isómeros trans naturales, el doble enlace está en las posiciones (n-13), (n-12), (n-9) o (n-7). Se denomina elaidización a la isomerización de una forma cis en trans, debido a que la primera reacción de este tipo descubierta fue la transformación de ácido oleico, cis 18:1n-9, en elaídico, tr 18:1n-9. ácido oleico (18:1Δ9cis) ácido elaídico (18:1Δ9trans) LÍPIDOS Hay tres procesos que dan lugar a la elaidización: 1. Biohidrogenación llevada a cabo por bacterias del rumen de animales poligástricos, 2. Hidrogenación industrial, 3. Calentamiento de grasas, ya sea durante su refinado o en procesos de fritura. Una molécula con un doble enlace que pase de tener configuración cis a trans pierde su geometría flexionada y pasa a ser una molécula lineal con unas propiedades físicas similares a las de los ácidos grasos saturados. Los aceites y grasas vegetales prácticamente carecen de ácidos grasos trans. Nutricionalmente, los ácidos grasos trans parecen tener efectos metabólicos similares a los de los ácidos grasos saturados: modifican negativamente el perfil lipídico aumentando los niveles de colesterol-LDL y reduciendo los de -HDL por lo que aumentan el riesgo de enfermedades cardiovasculares. Por otro lado, pueden interferir en el metabolismo de los ácidos grasos esenciales. LÍPIDOS Grasas y aceites Las grasas y los aceites son triglicéridos conocidos también como lípidos simples. Las grasas se forman a partir de glicerol y ácidos grasos. El glicerol es un alcohol de 3 carbonos, cada uno de los cuales lleva un grupo hidroxilo. LÍPIDOS Los ácidos grasos varían en la longitud, en el número y la ubicación de sus dobles enlaces. Los términos, grasas saturadas e insaturadas se utilizan para referirse a la estructura de las cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos. No se pueden empaquetar de forma estrecha. Grasas de vegetales y de peces. Moléculas de AG rígidas y empaquetadas de forma estrecha. Más frecuentemente en animales LÍPIDOS Fosfolípidos Son similares a las grasas, pero tienen dos AG unidos al glicerol. El tercer grupo hidroxilo está unido a un grupo fosfato que tiene carga negativa. Moléculas pequeñas adicionales pueden unirse a los grupos fosfato para formar una variedad de fosfolípidos. LÍPIDOS Muestran un comportamiento ambivalente con el agua. Sus colas de hidrocarburos son hidrófobas y son excluidas del agua. El grupo fosfato y sus anexos forman una cabeza hidrófila que tiene afinidad por el agua. En un ambiente acuoso lo fosfolípidos se alinean de forma que las colas no polares se empaquetan y las cabezas que contienen fosfatos enfrentan el exterior dónde interactúan con el agua. Los fosfolípidos forman una bicapa. LÍPIDOS Membrana biológica LÍPIDOS Otros lípidos Existe una variedad de clases de lípidos que no están basadas en la estructura glicerol- ácido graso. Debido a que están constituidas por carbono e hidrógeno y son no polares se clasifican como lípidos. Carotenoides: Pigmentos que absorben la luz, presentes en plantas y animales. Β-caroteno. Pigmento que atrapa energía luminosa en las hojas durante la fotosíntesis. En los seres humanos puede degradarse a dos moléculas de vitamina A, a partir de la cual se sintetiza el pigmento rodopsina que se requiere para la visión. Los carotenoides son responsables de los colores de las zanahorias, los tomates, las calabazas y la yema de huevo. LÍPIDOS Esteroides Familia de compuestos orgánicos cuyos anillos comparten carbono. Ejemplo: Colesterol. Constituyente importante del las membranas. Precursor para la síntesis de testosterona, otras hormonas esteroides y sales biliares. Se absorbe de alimentos como la leche, la manteca y la grasa animal. Vitaminas Sustancias orgánicas complejas, biológicamente activas y con diversa estructura molecular, que son necesarias para el hombre en pequeñas cantidades: los llamados micronutrientes. LÍPIDOS Vitaminas La mayoría de las vitaminas, con excepción de la D, K, B1, B2 y el ácido fólico, no son sintetizadas por el organismo, y si lo hacen, las cantidades son insuficientes; por tanto, es necesario su aporte externo. Vitaminas liposolubles: Son solubles en lípidos y son vehiculizadas, en la mayoría de los casos, en la grasa de los alimentos. Dentro de las vitaminas liposolubles se encuentran la A, D, E y K. La A y D son precursores hormonales. La vitamina A proporciona el pigmento visual del ojo de los vertebrados y actúa como regulador de la expresión génica durante el crecimiento de las células epiteliales. La vitamina D es el precursor de una hormona que regula el metabolismo del Calcio. La vitamina E actúa en la protección de los lípidos de membrana frente a la lesión oxidativa y la vitamina K es esencial en el proceso de coagulación de la sangre. LÍPIDOS Ceras Formadas por un enlace éster entre un ácido graso de cadena larga saturada y un alcohol de cadena larga saturada. El resultado es una molécula muy larga con 40 a 60 grupos CH2. Su estructura no polar le da el carácter impermeable al agua. Ejemplos: Cubierta cerosa en las plumas de las aves, hojas de plantas, panales de abeja. LÍPIDOS EMULSIÓN Las emulsiones son dispersiones de dos líquidos inmiscibles. Son de interés en la industria alimentaria, cosmética, producción de petróleo y gas, agricultura, química, farmacéutica y varias otras industrias de procesos. Hay dos tipos de emulsiones: tipo aceite en agua (O / W), donde el aceite forma la fase dispersa (gotas) y el agua forma la fase continua; y del tipo agua en aceite (W / O), donde el agua forma la fase dispersa (gotitas) y el aceite forma la fase continua. Ejemplos: leche (emulsión natural de grasa en agua), la manteca (emulsión de agua en grasa). LÍPIDOS Sin un estabilizador interfacial eficaz, las emulsiones son sistemas inestables y se separan fácilmente en fases de aceite y agua, cuando se detiene la agitación mecánica → emulsionante Los emulsionantes desempeñan una función importante en la elaboración de productos alimentarios, ya que mejora el aspecto, el sabor, la textura y la conservación. Hoy en día, muchos de los alimentos que consumimos, como la margarina, la mayonesa, las salsas cremosas, los dulces, los alimentos procesados envasados, las confituras y una gama de productos de panadería, no tendrían las mismas propiedades sin la adición de un emulsionante. LÍPIDOS https://www.argentina.gob.ar/sites /default/files/anmat-cap-18- aditivos.pdf La lecitina es un compuesto químico formado principalmente por ácidos grasos, glicerol, ácido fosfórico y colina; es un fosfolípidos Es un producto completamente natural que se encuentra en las yemas de huevos, las habas de soja, las semillas de girasol y las células de las semillas de las plantas. Las principales funciones de la lecitina son estabilizar las membranas celulares, estimular diversos procesos metabólicos, respaldar la regeneración de células hepáticas y muchas otras. A fecha de hoy todavía no se han encontrado sustitutos sintéticos cuyas funciones puedan ni siquiera acercarse a las de la lecitina. La lecitina es un extraordinario emulsionante, ya que puede combinarse con grasas y aceites como con el agua. Las sustancias inmiscibles, como el aceite y el agua, forman emulsiones estables gracias a la lecitina. Esta propiedad se emplea, por ejemplo, en la producción de chocolate y polvo de cacao, margarina untable y grasas que no chorrean, y pasta crujiente. Hasta los aromas estimulantes duran mucho más gracias a la adición de lecitina. Es así porque la lecitina es capaz de encerrar sus principios activos en gotas de aceite. Por tanto, los aromas puede "encapsularse" y transportarse. Esto beneficia a los alimentos bajos en grasa, que pueden adquirir un sabor intenso. Las propiedades antioxidantes de la lecitina también se extienden a la conservación de los alimentos en la despensa. No obstante, como es un versátil agente emulsionante y dispersante, la lecitina se emplea no solo en la industria alimentaria, sino también en la producción de productos cosméticos y farmacéuticos, y en la producción de alimentos para animales y tecnología. ÁCIDOS NUCLEICOS ÁCIDOS NUCLEICOS ÁCIDOS NUCLEICOS Son polímeros especializados en el almacenamiento la transmisión y el uso de la información genética. Hay dos tipos de ácidos en nucleicos: el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN). El ADN es una macromolécula que codifica la información hereditaria y la pasa de una generación a otra. A través de un intermediario de ARN la información codificada en el ADN especifica las secuencias de aminoácido de las proteínas. La información fluye del ADN al ADN en la reproducción pero, en las actividades no reproductivas de la célula, la información fluye del ADN la ARN y a las proteínas, que finalmente desempeñen las funciones vitales. Están compuestos por monómeros llamados nucleótidos. ÁCIDOS NUCLEICOS ÁCIDOS NUCLEICOS ÁCIDOS NUCLEICOS Nucleótidos Azúcar pentosa + Base nitrogenada + Fosfato ÁCIDOS NUCLEICOS Azúcar pentosa ADN ARN ÁCIDOS NUCLEICOS ÁCIDOS NUCLEICOS Apareamiento complementario de bases En el ADN, la adenina se aparea con la timina mediante dos puentes H, y la guanina con la citosina, mediante 3 puentes H. El apareamiento de una purina con una pirimidina asegura la estabilidad y la consistencia de la doble cadena de la molécula de DNA. ÁCIDOS NUCLEICOS La diversidad del DNA se encuentra en la estructura de su secuencia de bases y no en la forma física de la molécula. ÁCIDOS NUCLEICOS Estructura del ADN La molécula de ADN está constituida por una doble cadena en la que cada una de sus hebras está formada por uniones covalentes sucesivas entre un azúcar (desoxirribosa) y una molécula de fosfato. Cada azúcar de las dos cadenas está unido a una de las siguientes 4 bases nitrogenadas: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). Estas 4 bases tienen distintas posibilidades de unión entre ellas a través de puentes de hidrógeno. En el ADN, los dos extremos de los «esqueletos» de las dos cadenas complementarias de unidades «fosfato-desoxirribosa-base nitrogenada» (llamadas nucleótidos) terminan en un grupo fosfato en uno de los extremos que se denomina extremo 5’, y un hidroxilo del azúcar en el otro extremo, que se denomina 3’. Así, los dos «esqueletos» de desoxirribosa-fosfato-base se enfrentan en sentido contrario de manera que el extremo 5’ se enfrenta siempre al 3’ a través de las uniones complementarias de las bases, lo que confiere estabilidad a la doble cadena de ADN. ÁCIDOS NUCLEICOS Las dos hebras están enrolladas una alrededor de la otra, formando una doble hélice en donde las dos cadenas de polinucleótidos se mantienen equidistantes, al tiempo que se enrollan en torno a un eje imaginario. El esqueleto azúcar-fosfato, sigue una trayectoria helicoidal en la parte exterior de la molécula. Las bases se dirigen desde cada cadena al eje central imaginario y están enfrentadas con las de la otra cadena, formando los llamados pares de bases (PB). Las bases interaccionan entre sí mediante puentes de hidrógeno. Las dos bases que forman un PB están en el mismo plano y dicho plano es perpendicular al eje de la hélice. Los pares de bases están formados siempre por una purina y una pirimidina, de forma que ambas cadenas están siempre equidistantes. ÁCIDOS NUCLEICOS En el RNA, la adenina se aparea con uracilo, y la guanina con la citosina ÁCIDOS NUCLEICOS Existen 3 tipos principales de RNA: RNA de transferencia (tRNA) , RNA mensajero (mRNA) , RNA ribosómico (rRNA). ÁCIDOS NUCLEICOS Dogma central de la biología ÁCIDOS NUCLEICOS BIBLIOGRAFÍA: Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). Biología. Ed. Médica Panamericana. 7ma Ed. Capítulo 4 y 5. Sadava, D, et. al. (2010). Vida, La ciencia de la Biología. Ed. Médica Panamericana. 8va Ed. Capítulo 3.