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Primer parcial Bioseguridad La bioseguridad son medidas tomadas para proteger al personal, paciente y medio ambiente. Encontramos 4 niveles: Nivel de Tipo de Prácticas de Equipo de Nive...

Primer parcial Bioseguridad La bioseguridad son medidas tomadas para proteger al personal, paciente y medio ambiente. Encontramos 4 niveles: Nivel de Tipo de Prácticas de Equipo de Niveles bioseguridad laboratorio laboratorio seguridad Ninguno: enseñanza trabajo en 1 Básico básico, TMA mesa de investigación laboratorio al descubierto Trabajo en servicios de TMA y ropa mesa al atención protectora; descubierto y 2 Básico primaria, señal de riesgo CSB para diagnóstico, biológico posibles investigación aerosoles Prácticas de CSB además de nivel 2 más otros medios diagnóstico ropa especial, de contención 3 Contención especial, acceso primaria para investigación controlado, y todas las flujo direccional actividades del aire prácticas de CSB de clase 3 nivel 3 más o trajes cámara de presurizados entrada con junto con CSB unidades de Contención cierre de clase 2, 4 patógenos máxima hermético, autoclave de peligrosos salida con doble puerta (a ducha y través de la eliminación de pared), aire residuos filtrado Tener en cuenta también: Pictogramas y Equipo de Protección Personal y Ambiental Primer parcial 1  Hipoclorito de sodio (lavandina, cloro, etc): se utiliza como desinfectante, a mayor pH es más estable, disoluciones menos concentradas son más estables. Los metales aceleran su descomposición, a mayor tiempo de preparado más se descompone. Si quiero preparar una solución para el laboratorio: Hipoclorito de sodio al 5%, al menor tiempo de preparación posible. Biomoléculas PROTEÍNAS ¿Qué son? Macromoléculas constituidas por gran número de unidades estructurales (polímeros), las cuales son los aminoácidos. AMINOÁCIDOS Compuestos de un grupo ácido, carboxilo (-COOH), y un grupo básico, amino (-NH2), unidos a un carbono alfa. Por lo que son a-aminoácidos. ✨A excepción de la glicina, que posee en su cadena lateral un H, las cuatro valencias del c se encuentran saturadas por grupos diferentes. A esto se le denomina carbono asimétrico, según la teoria tetraédrica. Clasificación Según sus cadenas laterales: Primer parcial 2  1. Alifáticos neutros con cadena no polar: glicina, alanina, valina, leucina, isoleucina 2. Alifátiocs neutros con cadena polar no ionizable: serina, treonina 3. Neutros aromáticos: fenilalanina, tirosina, triptófano 4. Con azufre: cisteína, metionina 5. Acidos: ácido aspartico, ácido glutámico, asparragina, glutamina 6. Básicos: lisina, arginina, histidina 7. Prolina: prolina, 4-hidroxipolina Según polaridad: Polares: glicina, serina, treonina, cisteína, tirosina, ácido aspártico, ácido glutámico, asparragina, glutamina, lisina, histidina y arginina No polares, apolares: alanina, valina, fenilalanina, triptófano, isoleucina, metionina, leucina y prolina. Según importancia biológica: Esenciales: valina, metionina, isoleucina, fenilalanina, lisina, triptófano, treonina, leucina. Arginina e histidina también se incluyen, pues se sintetizan en tejido humano pero a un ritmo muy bajo. Características Isomeria óptica Un isómero son compuestos diferentes pero con una misma fórmula molecular, unidos entre sí de manera distinta. En el caso de los aminoácidos, difieren entre sí en su disposición espacial, a lo que se denomina estereoisómeros. Los aminoácidos pueden ser dispuestos de dos manera distintas, siendo la imágen espejo una de la Primer parcial 3  otra y no son superponibles, también se lo conoce como quiral. ¿En qué se diferencian ambos? En su capacidad para desviar el plano de vibración de luz polarizada, ya sea hacia la izquierda o derecha. Esto se mide con un polarimetro. ✨Aún si el compuesto tiene la letra correspondiente, no significa que sea dextrógiro o levógiro, para ello se usan los signos (+) o (-). ✨Solo los aminoácidos de configuración L son incluidos en proteínas. PROPIEDAD ÁCIDO-BASE El grupo carboxilo es donador de protones: -COOH = -COO- y H+ El grupo amino capta protones -NH2 + H+ = NH3+ ✨En los sitemas biológicos, los aminoácidos no se encuentran como en su fórmula general, sino que se encuentran disociados. A esto se lo denomina iones dipolares o anfóteros. Entonces, el aminoácido se va a comportar: Medio Comportamiento Estructura iónica Básico como ácido (libera H del NH3) Anion Ácido como base (capta H para el COO) Cation PUNTO ISOELÉCTRICO o pHi Valor de pH característico para cada aminoácido en el que su carga total es nula, ya que la disociación de sus cargas se iguala, en este punto el aminoácido se encuentra en su pK, que le permite comportarse como buffer o amortiguador. ✨La Histidina es el único aminácido que actua como amortiguador a pH fisiológico (aprox. 7,35) Primer parcial 4  PÉPTIDOS Cadena polimérica, se los designa peptidos cuando superan los 10 aminoácidos y contienen menos de 50. ENLACE PEPTÍDICO Se establecen enlaces entre el grupo carboxilo de uno y el grupo amino del otro, con pérdida de agua. El comienzo de la cadena es el grupo libre de amino denominado Amino-terminal o N-terminal, en cambio, el grupo carboxilo es el fin de la cadena, carbono-terminal o C-terminal. Los aminoácidos constituyentes pierden un H del amina y un OH del carboxilo, por ello se dice que las unidades de los polímeros son restos o residuos. ✨La nomenclatura va a darse siguiendo el orden de los residuos de aminoácidos, por ejemplo: un peptido compuesto por serina-ácido aspártico- tirosina-lisina-alanina-cisteína, será seril-aspartil-tirosil-lisil-alanil-cisteína, abreviado ser-asp-tyr-lys-ala-crys. Características ÁCIDO-BASE Primer parcial 5  Solo pueden disociarse los grupos terminales, la carga depende mayoritariamente de las cadenas laterales de los aminoácidos. Péptidos de importancia biológica Glutatión, que es un tripéptido. Es un antioxidante que protege las células, ayuda en la desintoxicación y regular respuesta inflamatoria del cuerpo. Hormonas o factores liberadores de hormonas Encefalinas Antibióticos. PROTEÍNAS Propiedades ÁCIDO-BASE Se denomina de esta forma cuando la proteína, por acción de un campo eléctrico, migra hacia un polo, ya sea cation o anión. Esta técnica es utilizada para separar proteínas en su estudio. Solo pueden disociarse el grupo terminal amina y carboxilo. Aunque esto es muy poco, por lo que la carga depende mayormente de la ionización de los grupos disociables de las cadenas laterales de los aminoácidos. ✨Abundantes restos de lisina, arginina o histidina confieren caracter básico. En cambio, abundantes restos de aspartato y glutamato le confiere caracter ácido. ELECTROFORESIS SOLUBILIDAD Gran parte son solubles en agua o soluciones acuosas (como el cuerpo humano). Su nivel de solubilidad va a depender de la cantidad de aminoácidos polares. Grupos funcionales ionizados (—NH3+,— COOH-) Grupos polares (—OH, —SH,=NH) Interactúan con las moléculas de solventes polares (como el agua) que forma una cubierta denominada Capa de solvatación/hidratación. Entre otros factores que afectan la estabilidad de las proteínas, encontramos: Primer parcial 6  Carga eléctrica: Al ser las moléculas de una proteína de mismo signo, repelen a otras y eso evita que se agrupen entre proteínas. Efecto de pH: por su punto isoeléctrico. Efecto de sales. Efecto de solventes poco polares. Clasificación Según su forma: Globular: la proteína se pliega sobre sí misma en forma esferoide. En general, son proteínas de actividad funcional. Fibrosas: las cadenas polipeptídicas se ordenan paralelamente, formando láminas. Generalmente, tienen funció de sostén. Según estructura: Primaria: es la secuencia de aminoácidos que compone la cadena. Su importancia se debe a que es el principal determinante de su Primer parcial 7  conformación, propiedades y características funcionales. Secundaria: refiere a la disposición espacial de la cadena polipeptídica, como se organizan los enlaces y las interacciones entre los aminoácidos. Puede formar: 1. Hélice alfa: determina su enrollamiento sobre un eje central, helicoidal. Dextrógira. Se mantiene por puentes de hidrógeno. Cada grupo =CO puede formar enlace con el grupo =NH del resto aminoacídico ubicado cuatro lugares adelante. 2. Lámina beta: la cadena se pliega en una disposición plana. Cuando dos cadenas se aparean pueden formar puentes de hidrógeno =NH y =CO, así se presentan en forma de zigzag. ✨Las proteínas con función estructural suelen llegar hasta este nivel. Terciaria: estructura tridimensional características para cada una de ellas. De acuerdo a este nivel es que se clasifican las proteínas en globulares o fibrosas. Se mantiene gracias a uniones e interacciones de las cadenas laterales de residuos aminoacídicos del polipéptido. Las fuerzas responsables son: 1. Fuerza de atracción o repulsión electroestática: donde grupos de cierta carga se enfrentan a grupos con carga opuesta, formando enlaces iónicos. O bien a grupos con iguales carga donde ocurre la repulsión. 2. Enlaces de hidrógeno: donde el O de un carboxilo de residuos aspártico o glutámico, o bien un nitrógeno de histidina, se atrae al grupo OH de serina, treonina o tirosina, estableciendo puentes de H. 3. Puentes disulfuro: enfrentamiento de dos grupos sulfhidrilos de dos residuos de cisteína, lo que establece un puente disulfuro por oxidación. 4. Presencia de cadenas hidrofóbicas o hidrofílicas: donde las zonas hidrófobas se pliegan en el interior de la molécula para evitar el medio acuoso, generando las fuerzas de van der Waals, que es la conformación de dipolos. Cuaternaria: cuando se incluye a más de una cadena polipeptídica, involucra subunidades de estructuras terciarias, es decir, más dos o más enlaces que se asocian, se les llama proteínas oligoméricas. Las fuerzas que las mantienen son las anteriores descriptas. Primer parcial 8  ✨Complejos multimoleculares: otro nivel de organización, trata de las itneracciones de diferentes proteínas entre sí para formar complejos. (Por ejemplo: ribosomas, ATPsintasa, etc.) ✨Las fuerzas e interacciones que mantienen las estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria resultan de la presencia de determinados aminoácidos en posiciones definidad. En conjunto, las estructuras funcionan como unidas y forman un dominio, una zona de la molécula con una conformación definida que generalmente se relaciona con su misión funcional. Según grupo: Simples: cuando la hidrólisis solo producía aminoácidos. Encontramos: Albúminas, globulinas, histonas, escleroproteínas (colágeno, elastina, queratina) Conjugadas: se asocia una proteína con otro complejo. Apoproteína + grupo postético. Encontramos, según el grupo prostético que acompañe: 1. Nucleoporinas: ácidos nucleicos. 2. Cromoproteínas: grupo prostético coloreado, como la hemoglobina. 3. Glicoproteínas: hidratos de carbono. 4. Fosfoproteínas: grupos fosforilo. 5. Lipoproteínas: lípidos. 6. Metaloproteínas: elemento metálico. Desnaturalización La proteína pierde su estructura y con ello sus propiedades y la capacidad de realziar su función biológica. Lo causa: cambios en el pH, temperatura, presión, químicos ácidos o álcalis concentrados, entre otros. Puede ser reversible, porque afecta: estructura secundaria, terciaria, cuaternaria. Hidrólisis La hidrólisis no es reversible, pues rompe la estructura primaria. Algunas proteínas… COLÁGENO Primer parcial 9  Componente estructural de resistencia mecánica. Estructura: primaria: posee gran proporción de glicina y prolina 8uno de cada tres residuos es glicina, y uno de cada cuatro prolina). En su cadena se repiten las secuencias: glicil-prolil-hidroxipolil, cosa inusual en otras proteínas. secundaria: No puede formar hélices a, su estructura forma una hélice más extendida, levógira, con tres residuos por vuelta, lo que consigue formar una superhélice. Se mantiene unida por puentes de hidrógeno. La triple hélice forma la unidad de tropocolágeno, que se unen para formar fibrillas.. HEMOGLOBINA Proteína conjugada con grupo prostético hemo. Pertenece a las hemoproteínas, cromoproteínas. Constituida por una proteína de carácter básico llamada globina. Estructura cuaternaria, tetramérica, integrada por cadenas de globina unidas a un grupo hemo. Grupo hemo: El hierro del hemo de la hemoglobina es bivalente o ferroso (Fe+2), solamente en este estado es que la hemoglobina cumple su función. Existen distintos tipos de hemoglobina, la más abundantes en el humano es la hemoglobina A (HbA) formada por dos subunidades alfa y dos subunidades beta. Cuaternaria: Las cuatro cadenas se ensamblan y forman un conjunto compacto, en cada una de las cadenas se va a alojar el grupo hemo. Secundaria y terciaria: El 80% de la molécula posee estructura helicoidal, no muy común. Funciones: transporte de oxígeno en sangre. Se une reversiblemente al oxígeno para formar oxihemoglobina, una molécula de Hb reacciona con 4 de oxígeno, uno por cada hemo. HIDRATOS DE CARBONO ¿Qué es? Son POLIHIDROXIALDEHÍDOS o POLIHIDROXICETONAS (por su grupo aldehído o cetona + alcohol (OH, HIDRÓXILO), o bien, polímeros que por hidrólisis den Primer parcial 10  como resultado alguno de estos dos. Funciones: Fuente de energía: Específicamente la glucosa, utilizado como combustible para las células. Regulación del metabolismo: al ser una fuente de energía rápida, evita que se utilicen las grasas y proteínas. Reserva: Como el glucógeno, que se almacena en el hígado y músculo. Estructural y de sostén: únicamente en el caso de células vegetales. Clasificación Según la complejidad de la molécula: Primer parcial 11  Monosacáridos O azúcares simples. Reductores en medio alcalino. Según grupo funcional: aldosas o cetosas. Según número de carbonos: Triosas, tetrosas, pentosas, hexosas, etc. Triosas: gliceraldehído y dihidroxiacetona. En el gliceraldehído, el segundo carbono es quiral, ópticamente activo. En los monosacáridos, cuando se aumenta el número de C en la molécula, también lo hace el de los C asimétricos. Todos los MS cuya configuración en el C del alcohol secundario más distal de la función es igual a la C2 del D- gliceraldehído pertenecen a la serie D. El organismo humano utiliza casi exclusivamente los glúcidos de esta serie. El compuesto de referencia, cuando hablamos de isomería óptica, es el gliceraldehído (serie D y L), tomando de referencia el lado en el que esté el hidroxilo, todos los compuestos que se le asemejen van a ser designados con D o L. Primer parcial 12  GLUCOSA Combustible para las células. Aldohexosa. Se cicliza por unión hemiacetal C1 con C5. Esto en el caso de un ciclo pirano C1 con C5, a veces, ocurre entre C1 y C4 lo que lleva a un ciclo furano. En esta conformación cíclica, va a presentar dos isómeros ópticos con rotación específica: α (+112,2°) y β (+18,7°), en soluciones presentan mutarrotación, y se interconvierten hasta que la solución alcance una rotación de +52,7° Primer parcial 13  ✨Esto significa entonces que el C1 es asimétrico, a este tipo de isómeros se los denomina anómeros, por lo tanto, es un carbono anomérico. GALACTOSA Aldohexosa Difiere de la glucosa en C4. Reductora Presenta anómeros alfa y beta. MANOSA Aldohexosa Difiere de la glucosa en C2 Primer parcial 14  Reductora Presenta anómeros alfa y beta. FRUCTOSA Cetohexosa D-fructosa es levorrotatoria Reductora Presenta anómeros alfa y beta PENTOSA La de mayor importancia es la aldopentosa D-ribosa, componentes del ARN. En la naturaleza se encuentra en forma de furanosa. Presenta anómeros alfa y beta. Primer parcial 15  Derivados de monosacáridos GLICÓSIDOS Unión de un glúcido y un compuesto no glúcido. El hemiacetal interno reacciona a ciertos grupos con pérdida de agua, formando un enlace glicosídico. El compuesto que reacciona con el monosacárido se lo llama aglicona. Reacciona con: OH, NH2, SH Si la molécula es glucosa se denominan glucósidos, cuando es galactosa, galactósidos, etc. Productos de reducción de hexosas POLIALCOHOLES Se introduce hidrógeno a presión en presencia de un catalizador, se reduce el grupo aldehído o cetona, y se forma un Polialcohol. No puede adquirir forma cíclica. La galactosa, por ejemplo, produce sorbitol. DESOXIAZÚCARES Primer parcial 16  Se forma por pérdida de oxígeno en uno de los grupos de alcoholes. Por ejemplo: 2-desoxirribosa, que conforma el ADN. OXIDACIÓN DE ALDOSAS El aldehído se oxida a carboxilo y se originan ácidos aldónicos. Si se oxida tanto C1 como C6 se obtienen ácidos dicarboxilos, con nombre de ácidos sacáricos. Si se oxida C6, se obtiene ácidos urónicos. ESTERES FOSFÓRICOS Ésteres con ácido fosfórico, se denomina fosforilación. AMINOAZÚCARES Se sustituye uno de los hidroxilos por un grupo amino. Oligosacáridos DISACÁRIDOS Se forma por unión de dos monosacáridos con pérdida de agua (enlace glucosídico) Los disacáridos que poseen un carbono hemiacetal libre pueden ser reductores, esto va a depender de la formación alfa o beta. Primer parcial 17  MALTOSA unión de dos a-D-glucosas por enlace glucosídico alfa 1-4 alfa y beta Reductora LACTOSA Formada por D-galactosa y D-glucosa, unión glucosídica beta 1-4 Alfa y beta Reductora Primer parcial 18  SACAROSA Edulcorante Formada por D-fructosa y a-D-glucosa, enlace glucosídico beta 2-1 No reductora POLISACÁRIDOS Macromoléculas poliméricas Compuestos amorfos, blancos, insípidos y no reductores. (por poseer solo un OH hemiacetálico) Generalmente se los conoce como glicanos Primer parcial 19  Se clasifican en: Homopolisacáridos: un mismo tipo de monosacárido. GLUCÓGENO Reserva de células animales. Polímero de a-D-glucosa Estructura ramificada de enlaces a 1-4 y a 1-6 Primer parcial 20  ALMIDÓN Reserva de células vegetales Principal carbohidrato en la alimentación humana. Compuesto por: Amilosa: Compuesto por D-glucosa, enlaces glucosídicos a 1-4 Amilopectina: estructura básica de una amilosa (a 1-4) y además ramificaciones con enlace a 1-6 Primer parcial 21  CELULOSA Función estructural en vegetales Polímero lineal de glucosa Uniónes beta 1-4 El cuerpo carece de enzimas para digerirla. Heteropolisacáridos: más de un tipo de monosacáridos. GLUCOSAMINOGLICANOS Polímeros lineales de undiades disacáridas, generalmente por ácido urónico y una hexosamina. A excepción de heparina, todos se encuentran en el espacio extracelular. Encontramos: acido hialurónico, condroitinsulfato, heparina. PROTEOGLICANOS Glicosaminiglicanos asociados a proteínas. Enlace glicosídico entre cadenas polisacáridas y el hidroxilo de la proteína. Capacidad de fijar agua extracelular. OTROS PÉPTIDOGLICANOS Primer parcial 22  GLUCOPROTEÍNAS ANTÍGENOS ABO LÍPIDOS ¿Qué es? Grupo heterogéneo de sustancia similares entre sí por sus caracerísticas de solubilidad: son poco o nada solubles en agua y solubles en solventes orgánicos. ¿Por qué? por su escasa polaridad. No forman estructuras poliméricas. Son la principal fuente de energía. Se forma a partir de la unión de ácidos grasos con diferentes alcoholes. ÁCIDOS GRASOS Son monocarboxílicos de cadena lineal: formado por un grupo carboxilo y muchos carbonos e hidrógenos. El carboxilo es polar(hidrófilo) mientras que el resto de la cola es no polar (hidrofóbico). El tipo de ácido graso dependerá de la longitud y los dobles enlaces. Pueden ser: Saturados: no tienen doble enlace. Insaturados: 1 o más enlace doble. Primer parcial 23  Propiedades PROPIEDADES FÍSICAS Solubilidad: el carboxilo es polar (hidrófilo) mientras que el resto de la cola es no polar (hidrófobo). La solubilidad disminuye a medida que aumenta la cola. Punto de fusión y ebullición: cuanto más larga es la cola, mayor punto de fusión y ebullición. La presencia de doble enlace disminuye el punto de fusión. Isomería geométrica: Saturados: permiten isomería espacial ya que los carbonos tienen libre rotación. Aunque la presencia de H hace más estable la cadena, ósea que posee menor energía libre. Insaturados: el doble enlace no le permite a los carbonos rotar, pero pueden presentar isomería CIS-TRANS Primer parcial 24  ✨En la naturaleza, la mayoria se presenta como CIS, pero son mas inestables. Todos los esenciales son CIS. PROPIEDADES QUÍMICAS Dependientes del grupo carboxilo Carácter ácido: captan protones. Al aumentar el número de carbonos en la cadena se hace menos soluble y menos ácido. Formación de sales (saponificación): reemplazando H del grupo carboxilo por un metal, formamos una sal. Tiene función emulsionante para las grasas, formando micelas. Formación de esteres: al reaccionar con alcoholes, forman ésteres. Primer parcial 25  Dependientes de la cadena carbonada Oxidación: los ácidos grasos insaturados pueden interactuar con el oxígeno atmosférico, en su doble enlace, y forma peróxidos. Puede producir la ruptura de la cadena. Hidrogenación: Propiedad para obtener ácidos grasos saturados a partir de un insaturado. Se adicionan hidrógenos a la altura del doble enlace y éste desaparece. Esto no permite solidifcar, por ejemplo, un aceite líquido. Halogenación: Se adicionan halógenos que se unen a los dobles enlaces, propiedad que se utiliza para determinar la cantidad de dobles enlaces. ÁCIDOS GRASOS ESENCIALES: Linoleico Linolénico Araquidónico Clasificación LÍPIDOS SIMPLES ACILGLICEROLES Se da por la formación de una unión éster entre ácidos grasos y glicerol. ✨Un enlace éster es un tipo de enlace que se produce entre un grupo alcohol (-OH) y un grupo carboxilo (-COOH), formado por la eliminación de una Primer parcial 26  molécula de agua. Podemos obtener: Monoacilgliceroles, diacilgliceroles, triacilgliceroles (grasas neutras o triglicéridos) Propiedades físicas: Solubilidad: los triacilgliceroles son insolubles. Mono y Diacilgliceroles son polares y tienen poder emulsionante. Punto de fusión: depende de los ácidos grasos componentes, si predominan saturados o insaturados. Propiedades químicas: Hidrólisis: lo sufren cuando se calienta en presencia de bases fuertes, ocurre la saponificación. Hidrogenación: se obtiene grasas sólidas por hidrogenación de aceites (por ejemplo, la margarina). Los CIS se convierten en TRANS. CERAS Esteres de alcoholes monovalentes de cadena larga y ácidos grasos superiores. Sólidas a temperatura ambiente e insolubles en agua. LÍPIDOS COMPLEJOS Primer parcial 27  Formados por una grasa o lípido neutro en combinación con otras sustancias químicas. FOSFOLÍPIDOS Poseen ácido fosfórico en enlace ester. Su estructura es similar a los trigliceroles, pero C3 se esterifica al ácido fosfórico. Encontramos Glicerofosfolípidos Cuando el alcohol es glicerol. Son los más abundantes, se encuentran en la membrana celular. Derivan del ácido fosfatídico. (Glicerol, dos hidroxilos esterificados por ácido graso y el tercero por ácido fosfórico) Esfingofosfolípidos Cuando el alcohol es esfingol o esfingosina, además de ácido graso, ácido fosfórico y prolina. GLUCOLÍPIDOS No tienen fosfatos, se unen a carbohidratos. Los más abundantes son los Glicoesfingolípidos, que comprenden a los cerebrósidos y gangliósidos. LIPOPROTEÍNAS Unión de triglicéridos, fosfolípidos o colesterol con proteínas Principal forma de transporte de lípidos en la sangre. Componente de membrana de mitocondrias, ribosomas, etc. Primer parcial 28  Sustancias asociadas a lípidos TERPENOS compuestos derivados de hidrocarburos, se relacionan a la vitamina A, carotenos, etc. ESTEROLES Derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno, da origen al colesterol, además de ser el sustrato de hormonas sexuales, vitamina D, esteroles, etc. ÁCIDOS NUCLEICOS ¿Qué son? Compuestos que contienen carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. De caracter acídico y conformados por su unidad estructural que son los nucleótidos. Primer parcial 29  Funciones Depósito de la información genética y responsables de su trasmisión. Papel fundamental en la síntesis de proteínas. NUCLEÓTIDOS Se forman por: 1. Base nitrogenada: bases pirimidicas (timina, citosina, uracilo) y bases púricas (guanina, adenina) 2. Aldopentosa: monosacárido que puede ser D-ribosa o D-2Desoxirribosa. Hasta acá, se forma un nucleósido. 3. Ácido ortofosfórico: por esterificación del hidroxilo del carbono 5 de la aldopentosa. Los nucleótidos se unen entre sí por medio de enlaces éster (5 prima y 3 prima) ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO Encontrado en núcleos celulares, en la cromatina. Bases: adenina y timina, citosina y guanina Primer parcial 30  Azucar: D-2-Desoxirribosa Doble hélice. Antiparalela, dextrógira, complementaria, estable gracias a sus enlaces de hidrógeno. Desnaturalización: calentamiento y ciertos reactivos químicos provocan la separación de las cadenas por debilitar los puentes de H. ÁCIDO RIBONUCLEICO Bases: adenina y uracilo, citosina y guanina Azucar: D-ribosa Una sola cadena. ARNm, ARNr, ARNt DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN COMPONENTES QUE ACTÚAN SALIVA: líquido incoloro y viscoso de ph alrededor de 6,8. Es producida por las glándulas parótidas, sublibguales y submaxilares. Se compone de un 99,5% de agua, un 0,24% de componentes inorgánicos (iones: Na+ y CL- en concentraciones más bajas, y K+ y bicabornato en concentraciones más altas) y 0,26% de componentes orgánicos. Reabsorción y excresión de iones: se da en la membrana apical y basolateral de las células. ACINOS: 1. La bomba sodio potasio crea un gradiente de concentración electroquímico que permite el cotransporte (simporte) entre Na+ y CL- de transporte activo secundario, y un intercambio (cotransporte, antiporte) entre Na+ y H+, de transporte activo secundario. 2. El aumento de concenteación de Cl- en la célula favorece su gradiente hacia el lumen, actuando también un cotransporte (simporte) entre Cl- y HCO3-, por medio de un canal. 3. El Na+ pasa desde el espacio intersticial hacia el lumen por medio de las uniones estrechas entre las células, y el K+ por medio de canales ionicos. Primer parcial 31  4. Se forma la saliva inicial. DUCTOS: 1. Se produce reabsorción de Na+, por un cotransporte (antiporte) entre Na+ y H+; y excresión de K+ por medio de un cotransporte (antiporte) entre K+ y H+. 2. Además, entran K+ por medio de canales, que van a migrar hacia el lumen por el mismo cotransporte K-H. 3. El cotransporte Na-H aumenta el pH intracelular lo que impulsa el intercambio entre Cl- y HCO3- 4. Los Cl- retoman desde el lumen por un cotransporte (antiporte) entre Cl- y HCO3-, atravesando luego hacia el espacio intersticial por medio de Primer parcial 32  canales. JUGO GÁSTRICO: Secretado por las glándulas de la mucosa del estómago, es un líquido limpio, amarillento, compuesto por agua en un 99% y ácido clorhídrico, enzimas y mucoproteínas. Producción de ácido clorhídrico: producido por las células parietales del estómago hacia la luz. 1. Estímulo: cuando ingresa alimento al estómago, las células parietales son estimuladas por histamina, gastrina y acetilcolina, quedando la bomba Primer parcial 33  ATPasa con su faz que libera protones hacia la luz (que antes estaba dirigida hacia adentro), 2. Los iones K+ estimulan la bomba H+-K+-ATPasa (transporte activo), los K+ vuelven a salir por medio de canales iónicos específicos por difusión facilitada 3. A su vez, entran Cl- en intercambio también de HCO3+ por medio de transporte activo secundario 4. El HCO3+ pasa a la sangre por difusión facilitada 5. El Cl- pasa a la luz por difusión facilitada por medio de canales ionicos, uniendose al H para formar el acido clorhidrico JUGO PANCREATICO Primer parcial 34  Contiene pequeña cantidad de proteínas (enzimas hidrolíticas) y componentes inorgánicos, pH alcalino entre 7,5 a 8. BILIS Se produce en el hígado y se almacena en la vesícula, su pH es entre 7,8 y 8,6. Entre comidas, la bilis es secretada y almacenada en la vesicula biliar donde ocurre reabsorción de iones inorgánicos, acidificándose ligeramente. Al ser vaciada en el duodeno, los lípidos ingeridos estimulan la activación de la CCK, que llega a la vesicula y estimula la contracción muscular, de forma que la bilis sea liberada facilmente. Se compone de Ácidos biliares: compuestos relacionados con ciclopentanoperhidrofenantreno. Encontramos acidos biliares primarios que se sintetizan en el hígado a partir de colesterol, agregándole hidroxilos, acortando la cadena de carbonos y convirtiendo el carbono terminal en carboxilo. El más abundante es el ácido cólico. Por otro lado, los ácidos biliares secundarios se producen en el intestino a partir de los primarios por las bacterias de la flora intestinal, los principales son desoxicólico y litocólico. Ambos pueden ser conjugados agregando glicina o taurina a su grupo carboxilo terminal. Se puede neutralizar agregando Na+, formando sales biliares. Sales biliares: compuestos anfipáticos, tienden a agruparse en micelas, englobando junto a fosfolípidos y colesterol, favorecen la emulsión. Participan en la digestión y abdosrción de lipidos y sustancias relacionadas, dispersan a los lipidos en gotas que facilitan a las enzimas su trabajo. Una vez hecho su trabajo continúan hacia el intestino y son convertidos en ácidos biliares secundarios por las bacterias. Fosfolípidos: la más abundante es la asociada con la colina, forma micelas junto a las sales biliares. Colesterol: se asocia a micelas Pigmentos biliares: la más abundante es la bilirrubina, que le da el color amarillento a la bilis. HIDRATOS DE CARBONO DIGESTIÓN Primer parcial 35  ABSORCIÓN Como son compuestos hidrofilos, son excluidos por la bicapa, ocupando: Glucosa y galactosa: ocupan un sistema llamado SGLT1, transportador activo secundario que utiliza el gradiente de Na+ de la bomba Na-K-ATPasa, SGLT1 cotransporta glucosa o galactosa y Na+ desde el lumen hacia el interior de las células. Pasan dos iones de Na+ por cada molécula de monosacarido. Cuando debe pasar al espacio intersticial, utiliza transporte facilitado GLUT2 Fructosa: sistema de transporte facilitado y específico llamado GLUT5. Primer parcial 36  LÍPIDOS Primer parcial 37  DIGESTIÓN ABSORCIÓN Los productos finales mayor a 10 carbonos (ácidos grasos de cadena larga, lisofosfolípidos, colesterol y vitaminas) y 2-monoacilgliceroles, son incluidos a micelas, lo que les permite difundir por la bicapa del borde de cepillo. Los ácidos grasos menores a 10 carbonos difunden pasivamente y llegan a los capilares de la vena porta. Algunos productos son utilizados para la síntesis de triacilgliceroles, principalmente usando ácidos grasos. Los AG son unidos a la Coenzima A para dar el compuesto Acil-Coenzima A, la reacción la cataliza la enzima Primer parcial 38  trioquinasa que ocupa ATP (resultando en AMP y Pirofosfato). Acil-Coa A transfiere el AG para formar uniones éster con el hidroxilo del 2- monoacilglicerol Otra vía de síntesis es la vía del ácido fosfatídico, que requiere de glicerol- 3-fosfato, que se produce por fosforilación de glicerol catalizada por gliceroquinasa o por reducción de dihidroxiacetonafosfato (que procede de la glucólisis) catalizada por glicerofosfato deshidrogenasa. Todo esto mencionado va a pasar a formar partículas llamadas quilomicrones, que pasan a los vasos linfáticos. PROTEÍNAS DIGESTIÓN Primer parcial 39  ABSORCIÓN Dependientes del gradiente de Na+: utilizan un cotransporte dependiente de la bomba Na-K-ATPasa, estos son aminoácidos neutros y catiónicos, prolina, glutamato y aspartato, glicina, metionina, glutamina, asparrigina e histidina. Primer parcial 40  Difusión facilitada: otros aminoácidos neutros y catiónicos, glutamato y cistina. Los dipeptidos y tripeptidos son captados por PEPT1, mecanismo de cotransporte (simporte) protón-péptido, y luego son escindidos en aminoácidos por peptidasas intracelulares. Ácidos nucleicos DIGESTIÓN Actúan las Nucleasas Ribo y desoxi pancreáticas e intestinales, separan los ácidos nucleicos en nucleótidos, que luego sufren la acción de las fosafatasas intestinales separando los grupos fosfato de los nucleósidos, estos pueden ser absorbidos como tal o degradados por las nucleosidasas intestinales. Productos finales: purinas, pirimidinas, ribosa y desoxirribosa. Enzimas 💡 E= ENZIMA, S= SUSTRATO, P= PRODUCTO ¿QUÉ SON? Las enzimas son catalizadores biológicos, aceleran una reacción química sin formar parte de los productos finales ni desgastarse en el proceso. Actúan disminuyendo la energía de activación de una reacción, y son específicas en comparación a la mayoria de catalizadores inorgánicos. NATURALEZA Sufijo “asa” junto al nombre del sustrato, o de la acción que realizan. Pueden ser Simple solamente la estructura proteica. Conjugada: Holoenzimas (activa) como la suma de: Apoenzima (inactivo) + cofactor, que a su vez puede ser: ión inorgánico o molécula orgánica (una coenzima o grupo prostético) Coenzima: Molécula no proteica, generalmente de estructura tipo nucleótido, que se une a la apoenzima y juntas hacen a la holoenzima, capaz de realizar su función. Intervienen en la reacción experimentando cambios conformacionales Primer parcial 41  que compensan la transformación sufrida por el sustrato. Puede unirse a distintas apoenzimas y actuar frente a distintos sustratos. Metaloenzimas (ion inorgánico): capacidad para atraer o donar electrones, algunos fijan ligandos a su esfera de coordinación, otros mantienen la estructura terciaria y cuaternaria, o bien, la actividad de algunas enzimas depende de la presencia de estos iones en el medio. CLASIFICACIÓN 1. OXIDORREDUCTASAS: Reacciones de oxidorreducción (oxidación por donar electrones y reducción por ganar electrones) Asociadas a coenzimas Cuando el S es donante de H: Deshidrogenasa Lactato deshidrogenasa (LDH): se encuentra en el músculo esquelético y en el corazón, cataliza la conversión de ácido láctico en piruvato. Usa NAD como coenzima. Cuando el aceptor de H es O2: oxidasas Cuando O2 es incorporado al S: oxigenasas Cuando H2O2 es el aceptor de H: peroxidasas 2. TRANSFERASAS: Transferencia de un grupo de átomos entre un S donante a un aceptor. Aminotransferasas: transportan un grupo amino. 3. HIDROLASAS: Rompen enlaces C-O, C-N, C-S y O-P por hidrólisis. Ribonucleasa: hidroliza los enlaces entre los nucleótidos. 4. LIASAS: Ruptura de uniones C-C, C-S y C-N 8excepto uniones peptídicas), por medio de dobles ligaduras o ciclos, o se agregan grupos a enlaces dobles. Cuando incorporan un grupo se las suele llamar sintasa. Aldolasa: divide la fructosa-1,6-bifosfato en dos triosas fosfato. 5. ISOMERASAS: Primer parcial 42  interconvierten isómeros opticos, geométricos o de posicion. CIS-TRANS: en acidos grasos. 6. LIGASAS: Catalizan unión de dos moleculas acoplada a la hidrólisis de un enlace de alta energía de nucleósidos de trifosfato. Se las llama también sintetasas. COMPLEJO ENZIMA-SUSTRATO E + S ↔ ES → EyP Sitio Activo: Es el sitio específico donde se une el sustrato, el enlace a ser modificado se ubica aquí. Es una región donde se agrupan aminoácidos, donde aportan grupos esenciales. Esta disposición se da gracias a la colaboración de las estructuras de la proteína. La unión ES es no covalente. El sustrato sufre deformaciones en los enlaces específicos, y pasa a un estado “tenso”, intermediario de transición, esto es la explicación de porqué la enzima disminuye la energía de activación. TEORÍAS Fischer: encaje recíproco o llave-cerradura, donde existe una complementariedad estructural para un ensamble preciso, esto explica algunos casos de enzimas de alta especifidad, pero implica rigidez. Koshland: ajuste inducido, en este caso, la enzima es una estructura dotada de plasticidad y flexibilidad, que se adapta al sustrato. Solo el sustrato específico provoca el cambio conformacional en la enzima, esto debido a la disposición de sus cadenas laterales. ACTIVIDAD ENZIMÁTICA ¿Cómo se determina? midiendo la cantidad de producto formado o de sustrato consumo. Factores que modifican su actividad: 1. Concentración de enzimas: la actividad enzimática y la cantidad de enzimas establecen una relación, la cual es directamente proporcional (a Primer parcial 43  más enzimas más actividad) 2. Concentración de sustrato: al aumentar el sustrato, al principio la actividad enzimática aumenta notable y rápidamente, luego comienza a ser un crecimiento más lento hasta llegar a un estado saturado donde la actividad no aumenta por más que se siga agregando sustrato, ya que todas las enzimas se encuentran “ocupadas”. Primer orden: cuando la actividad crece de forma lineal y moderada. Orden cero: se encuentra en estado estacionario. Vmax: constante en la cual la actividad enzimática no aumenta. Esto solo se daría a cantidad infinita de S, nunca llega a esta horizontal. Km: corresponde a la mitad de la Vmax. Es la afinidad de la enzima por su sustrato. Primer parcial 44  Ecuación de Michaelis y Menten: calcula la hipérbola de saturación de la enzima por su sustrato V = Vmax.[S]/Km + [S] Cuanto más pequeño Km, mayor afinidad de la enzima. 3. TEMPERATURA: cuando la temperatura asciende y como consecuencia del incremento de la energía cinética, la actividad enzimática asciende de acuerdo al coeficiente de temperatura (de 10°C). La temperatura óptima corresponde al valor máximo de temperatura, por encima de ese valor la actividad cae rápidamente. Temperatura optima de los seres humanos: 37°C 4. pH: La mayoría de las enzimas trabajan a un pH optimo de 6 y 8, con excepciones por ejemplo de las enzimas del jugo gástrico que trabajan a pH ácido. Los cambios en el pH afectan al estado de ionización de las moléculas, por lo que el pH optimo seria aquel en el que el estado de disociación de los grupos es el más apropiado para la interacción del complejo ES. Los pH extremos provocan desnaturalización. ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Regulación: se ajusta según los requerimientos fisiológicos. Las enzimas reguladoras, además de cumplir con su papel catalítico, aumentan o disminuyen su actividad por señales específicas, generalmente, suele ser Primer parcial 45  regulada por la primera enzima en una vía metabólica Alostéricas: cuando es inhibida por el producto final de la última enzima, esto se llama retroalimentación. El modulador posee un sitio específico en la enzima sobre la que debe actuar (sitio alostérico) para activar o disminuir su actividad. Si el modulador es distinto al sustrato se lo llama heterotrópico, cuando es igual homotrópico. En las enzimas alostéricas encontramos una curva sigmoide,. Cuando un modulador se une a una subunidad de la enzima, esta sufre un cambio conformacional que es comunicado a las demas subunidades y modifica al sitio activo para la admisión del sustrato. Modificación covalente: enzimas reguladas por adición o sustracción de grupos unidos covalentemente INHIBIDORES 1. Irrerversible: cuando se modifica a la enzima de manera que su deterioro no le permite cumplir con su acción catalítica. Esto sucede con venenos. También se conocen inhibidores suicidad que ocupan el estado activo de la enzima irrumpiendo al sustrato. 2. Reversible: Primer parcial 46  Competitiva: aumenta la Km, se pueden presentar tres situaciones: a. Que el inhibidor presente similitud estructural con el sustrato, por lo que compiten por el sitio activo. b. Que el inhibidor no presente similitud estructural pero igualmente se adhiera al sitio activo. c. Que cada uno tenga su propio sitio, pero la unión de uno de ellos impide al otro. Se revierte aumentando la cocnentración de sustrato No competitivo: el inhibidor se une a un sitio activo distinto al del sustrato y disminuye la velocidad máxima sin afectar al Km. No se revierte por aumento de sustrato. Primer parcial 47  Anticompetitivo: se da cuando el inhibidor diminuye tanto velocidad máxima como Km. No se revierte por aumento de sustrato. Primer parcial 48  ISOENZIMAS: pueden haber en un organismo proteínas de igual acción enzimática. Termodinámica Todas las transofrmaciones químicas se acompañan de un cambio de energía. Energía: capacidad para realizar un trabajo. Sistema: porción de materia a estudiar. PRIMERA LEY La energía total del universo permanece estable. NO se crea ni se destruye. La forma más común de energía es el calor: Endotérmico: consumo de calor. Exotérmico: liberación de calor. ETALPÍA (H): energía calórica liberada o consumida en un sistema, a temperatura y presión constante. Su variación será negativa si es liberada (exotérmica) y positiva si es consumida (endotérmica) SEGUNDA LEY Primer parcial 49  La entropía del universo va en aumento. ENTROPÍA (S): es energía degradada, no utilizable para realizar trabajo. Como las reacciones químicas se realizan en un medio de presión y temperatura constantes, solo una fracción de la energía liberada está disponible para realizar trabajo, eso es la ENERGÍA LIBRE. ΔG = ΔH − T.ΔS Donde: G= energía libre Mayor a 0: NO espontánea Menor a 0: espontánea H= entalpía Mayor a 0: endotérmica Menor a 0: exotérmica T= temperatura (en °K) S = entropía Primer parcial 50  ORDEN DE REACCIÓN: Orden cero: cuando los productos se forman en una cantida constante independiente a la concentración de los reactivos. Primer orden: cuando la velocidad es proporcional a la concentración de un reactivo. Estado de transición: estado intermediario en el cual los enlaces se disponen para producir la agrupación de átomos y enlaces que darán lugar a los productos, es decir, se está produciendo la reacción y va a necesitar de energía de activación. La velocidad en la que esto sucede va a depender de factores como el estado de energía inicial de las moléculas implicadas y la energía necesaria para alcanzar el estado activado (energía de activación), otros factores son el número de colisiones entre moléculas o la necesidad de orientarlas adecuadamente. Oxidaciones biológicas ✨¿Cuándo se considera a un compuesto de alta energía? Se lo considera de alta energía cuando sus enlaces químicos almacenan mucho de esta, además de ser inestables (no covalentes) de manera que pueden liberar energía de forma explosiva e inmediata cuando se rompen. ✨¿Por qué se realizan las reacciones paso a paso y no de una sola vez? Las reacciones suelen realizarce paso a paso debido a que se debe de liberar energía gradualmente, de manera que su utilización sea soportable y sustentable. REACCIONES OXIDO-REDUCCIÓN Oxidación: pérdida de electrones Reducción: ganancia de electrones En las reacciones redox o oxidoreducción, un agente siempre será el oxidado y el otro reducido. Potencial de reducción: capacidad y tendencia de un elemento, ion o compuesto a ganar electrones frente a otro. Deshidrogenación: catalizado por deshidrogenasas, los H primeramente son captados por coenzimas que pueden ser un nucléotido de nicotinamida Primer parcial 51  (NAD O NADP) o una flavina (FAD) NAD: Nicotanamida adenina dinucleótido. cede hidrógenos a la cadena respiratoria con la finalidad de producir energía NADP: Nicotanamida adenina dinucleótido fosfato. utilizado para biosíntesis. FAD: Flavina adenina dinucleótido La nicotanamida es la porción aceptora de hidrógenos y electrones, siempre que es reducida se encuentra unida a estos dos. MITOCONDRIAS Posee una membrana externa en contacto con el citoplasma, una membrana interna que contiene matriz mitocondrial, y entre ambas membranas un espacio intermembrana. La membrana interna es la que contiene los elementos responsables de la cadena respiratoria: los aceptores de electrones están dispuestos según su potencial de reducción de manera creciente. Elementos de la cadena respiratoria: cuatro complejos integrados en la membrana interna y dos proteínas libres que actúan como transportadores. 1. El NAD reducido es oxidado por el primer complejo: NADH-abuquinona reductasa contiene como grupo prostético una molécula de FMN (reducida a FMNH2), luego pasan por los distintos centros Fe-S, y se lo cede a Coenzima Q. 2. El segundo complejo obtiene sus electrones por la oxidación de succinato: succinato-ubiquinona reductasa contiene como grupo prostético una molécula de FAD (reducida a FADH2), tres centros Fe-S por los que pasan los electrones antes de ser cedido a la Coenzima Q. 3. La Coenzima Q se reduce (CoQH2) por los dos complejos anteriores actuando como un portador móvil. 4. La CoQH2 cede sus electrones al tercer complejo Ubiquinona-citocromo c reductasa donde encontramos los citocromos b y c, una proteína sulfoférrica. 5. La ubiquinona-citocromo c reductasa cede sus electrones al citocromo c. Primer parcial 52  6. El citocromo c, móvil, transporta los electrones al cuarto complejo: citocromo-oxidasa, que contiene citocromoa, a3 y dos iones cobre formando centros hemo-Cu 7. Una molécula de oxígeno O2 capta los cuatro electrones y se une a cuatro protones para formar dos moléculas de agua. Todos los complejos excepto el complejo 2 bombean protones. Es un proceso exergónico con disminuición de energía libre. ¿Cómo se transforma esto en potencial de transferencia de fosforilos para la producción de ATP? ADP + P i → ATP yH2O Por medio de la FOSFORILACIÓN OXIDATIVA La oxidación de NADH por CoQ por medio del complejo NADH-ubiquinona reductasa La cesión de electrones en el mismo complejo 3 La reacción de la citorcromo-oxidasa o complejo 4 Estas tres etapas liberan suficiente energía como para acoplar en cada una un enlace fosfato. ATPsintasa Se constituye por dos complejos: F1: que corresponde a 3 subunidades α, 3 β dipuestas intercaladamente. 1 subunidad γ formando el tallo, 1 subunidad ε que afirma en la base de γ y al complejo F0, y 1 subunidad δ que se adhiere en la parte superior. F0: corresponde a varias subunidades de c que se disponen como un anillo y en cuyo centro se unen las subunidades de F1. Al lado de la subunidad c se encuentra la subunidad a, que juntos forman un canal por donde pasan los H. Y dos subunidades b que une la subunidad a con la subunidad δ. Primer parcial 53  Hipótesis de la fosforilación oxidativa 1. Slater en 1953 propone la hipótesis llamada quimica que sostiene la existencia de un intermediario químico de alta energía. 2. Mitchell en 1961 propone la hipótesis quimio-osmótica sostiene que simultáneamente que se produce el transporte de electrones se produce transferencia de protones desde la matriz mitocondrial hacia el espacio intermembrana de manera que crea un gradiente electroquímico. Los protones al no poder volver hacia la matriz atravesando la bicapa lipídica, deben volver atravesando el canal de F0 de la ATPsintasa, esta es la fuerza impulsura para la sintesis de ATP. 3. Boyer en 1964 presenta la hipótesis conformacional sostiene que se realiza a través de cambios conformaciones de proteínas que transfieren la energía de los sistemas redox. Primer parcial 54  Actualmente la más aceptada es la de Mitchell SÍNTESIS DE ATP en el complejo F1F0 Funciona como una máquina rotatoria: El flujo de los protones provee la energía necesaria para que el anillo de subunidades c roten, rotando también las subunidades γ y ε. Las subunidades αβ entran en un contacto que produce cambios conformacionales que modifican la afinidad de los sitios catalíticos. La subunidad β pasa sucesivamente en tres estados: abierto, donde ADP y Pi ingresan e inmediatamente pasa a tener forma laxa, donde se produce una reacción con G igual a 0 (sin gasto de energía) y se produce el ATP, el cual es retenido en la forma cerrada. Se devuelve a la forma abierta con la liberación del ATP. TRANSPORTE DE ADP Y Pi Se da por medio de un cotransporte (antiporte) que intercambia ATP por ADP que es impulsado por la carga entre la matriz mitocondrial (negativa) y el espacio intermembrana (positiva). Por otro lado, para el Pi se usa un cotransporte (simporte) entre Pi y H, o bien un cotransporte (antiporte) entre Pi y OH Primer parcial 55