UNIDAD II_ ORGANIZACION MOLECULAR DE LA CELULA 2022

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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL PARAGUAY.
CÁTEDRA DE BIOLOGÍA.
Material elaborado por Lic. Biol. Dayssy Franco.
UNIDAD II: ORGANIZACIÓN MOLECULAR DE LA CÉLULA.
1. Carbohidratos: Se encuentran compuestos por carbono, hidrógeno y oxígeno en
proporciones 1:C, 2:H,1:O, representado en fórmula general sería, C2(H2N). La fórmula
general varía dependiendo de la unión de las unidades o monómeros de azúcar en los
ácidos nucleicos y las glucoproteínas, ya que para formar estos compuestos, se pierden
átomos de oxígeno y de hidrógeno.
● Los monómeros se asocian entre sí por enlace GLICOSÍDICO.
Función principal en los seres vivos: Sirven de combustible celular, almacenamiento de
energía, son constituyentes estructurales importantes de las membranas celulares y de la matriz
extracelular. También forman parte de otros compuestos como los ácidos nucleicos (ADN y ARN)
y las glucoproteínas.
Clasificación: Según el número de monómeros que contienen, se clasifican en monosacáridos,
disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.
➔ Monosacáridos:
● Azúcares simples, que según la cantidad de átomos de carbono pueden ser
(3C:TRIOSAS; 4C: TETROSAS; 5C;PENTOSAS;6C: HEXOSAS).
Monosacárido Cantidad de
carbonos
Ejemplos
Triosa 3 Gliceraldehído y dihidroxicetona
Tetrosa 4 Eritrosa y eritrulosa
Pentosa 5 Ribosa y desoxirribosa
Hexosa 6 Glucosa, galactosa, manosa y
fructosa
● Los azúcares simples experimentan anomería y mutarrotación cuando están
disueltos en agua, lo que les permite la ciclación de la molécula lineal (por enlace
hemiacetal): Si la estructura cíclica es hexagonal se denomina PIRANÓSIDO y si la
estructura cíclica es pentagonal FURANÓSIDO.
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● Derivados de monosacáridos:
Los monosacáridos pueden transformarse químicamente al modificar alguno de sus
grupos funcionales, permitiendo la aparición de otros grupos que pueden ser los
siguientes:
★ Alditoles y desoxiazúcares:
Cuando se reduce el grupo carbonilo o hidroxilo se obtiene ALDITOL, en este
grupo se encuentran algunos con función laxante si son consumidos en exceso.
Ejemplos: D-manitol, D-ribitol, D-sorbitol.
Cuando se pierde el oxígeno del grupo OH se origina un DESOXIAZÚCAR.
Ejemplo: Desoxirribosa.
★ Azúcares ácidos:
Por oxidación de los átomos de carbonos terminales. E
★ Aminoazúcares:
Se sustituye un grupo hidroxilo por un grupo amino. Ejemplo: Glucosamina y
galactosamina.
★ Azúcares esterificados:
Por formación de un enlace éster con ácido fosfórico se obtiene éster fosfato,
que participan en rutas metabólicas y se encuentran en ácidos nucleicos (Pentosa
y fosfato) y en coenzimas.
Por formación de un enlace éster con ácido sulfúrico se obtiene éster sulfato,
que se encuentran en estructuras de polisacáridos de tejidos mineralizados y
fibrosos.
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➔ Disacáridos:
Se forman por la asociación de dos monosacáridos unidos por ENLACE GLUCOSÍDICO.
Disacárido Monosacárido 1 Monosacárido 2
Lactosa Galactosa Glucosa
Sacarosa Fructosa Glucosa
➔ Oligosacáridos:
Se forman de la asociación de tres a diez monosacáridos. Los enlaces glicosídicos que
encontramos en este grupo son de tipo O-Glicosídico (Enlace glicosídico ligado por
oxígeno) y N-Glicosídico (enlace glicosídico ligado por nitrógeno).
➔ Polisacáridos:
Se forman de la asociación de diez o más monosacáridos. Generalmente suelen tener
miles de unidades.
Cuando todas las unidades son iguales se denomina HOMOPOLISACÁRIDO. Ejemplos:
Glucógeno: Formado por varias unidades de Glucosa.
Celulosa: Formado por varias unidades de Glucosa.
Cuando los polímeros están formados por más de un tipo de monosacárido se llaman
HETEROPOLISACÁRIDOS. Los ejemplos más importantes son los GLICOSAMINOGLICANOS
(GAG´S) los cuales son polímeros de disacáridos que pueden contener azúcares ácidos y
aminoazúcares. Estos pueden estar además sulfatados.
GAG Monosacárido 1 Monosacárido 2 Localización
Condroitín sulfato Acido glururónico N-acetil
galactosamina
Cartílago, hueso
Dermatán sulfato Acido idurónico N- acetil
galactosamina
Piel y tejido
conjuntivo
Queratán sulfato Galactosa N- acetil glucosamina Córnea y tejido
conjuntivo
Heparina Aminoazúcar (N-acetil
glucosamina o
N-acetil
galactosamina)
Acido urónico Gránulos de células
cebadas en Tejido
conectivo
(Anticoagulante)
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Acelera la
desaparición de
quilomicrones en
sangre
Heparán sulfato Acido idurónico N-acetil glucosamina Unido a proteínas
participa en la
adhesión celular
Regulación de
enzimas.
Acción de citoquinas
del ciclo celular
Acido hialurónico Acido glucurúnico N- acetil glucosamina Forma geles
Sustancia intercelular
de tejido conjuntivo
(piel y cartílago),
humor vítreo del ojo,
gelatina de wharton
del cordón umbilical,
líquido sinovial.
Los GAG se asocian con proteínas para formar PROTEOGLICANOS. Los proteoglicanos
conforman la matriz extracelular que sirve de soporte a las células del cuerpo.
2. Lípidos: Compuestos insolubles en agua. Formados por C,H,O. Algunos poseen N y P en
su estructura.
Clasificación (Blanco, 2007).
➔ Lípidos simples:
- Acilgliceroles o acilglicéridos: Se forman por la unión de un glicerol con ácidos
carboxílicos de cadena larga (ácidos grasos).
Observación: El glicerol es un “triol” triple alcohol.
Los ácidos grasos se clasifican según la presencia o ausencia de dobles enlaces:
Ácidos grasos saturados NO poseen dobles enlaces en su estructura; ácidos grasos
insaturados Si poseen uno o más dobles enlaces en su estructura.
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Los triglicéridos son los más representativos de este grupo, consisten en una molécula de
glicerol unida a tres ácidos grasos. Función: Reserva energética en células animales,
protección y aislamiento térmico.
➔ Lípidos complejos: Existe dos tipos FOSFOLÍPIDOS y GLICOLÍPIDOS. Son
moléculas ANFIPÁTICAS (poseen una parte hidrofílica y otra parte hidrofóbica).
- FOSFOLÍPIDOS:
★ GLICEROFOSFOLÍPIDO: Formado por dos colas de ácidos grasos unidos a
glicerol, éste a su vez se encuentra unido a un fosfato y a un grupo polar neutro. El
fosfolípido con mayor abundancia en membranas es la Fosfatidilcolina. Forman
parte de todas las membranas celulares (bicapa lipídica).
★ ESFINGOFOSFOLÍPIDO: Posee la misma estructura que el fosfolípido con la
diferencia que en vez de glicerol posee CERAMIDA (Esfingol unido a ácido graso).
Observación: La unión de la ceramida del esfingofosfolípido a una fosforilcolina
(fosfato unido a colina) da origen a la “esfingomielina” que se encuentra en el axón
de las neuronas.
- GLICOLÍPIDOS: Consiste en una ceramida unida a carbohidratos. Puede ser de dos
tipos:
★ Cerebrósido: Monosacárido unido a ceramida.
★ Gangliósido: Oligosacárido unido a ceramida.
➔ Lípidos asociados
- Terpenos: Derivados del isopreno.
★ Mentol, geraniol, limoneno, alcanfor,etc.; esencias vegetales.
★ Vitaminas A, K y E.
★ Carotenoides: Pigmentos fotosintéticos que complementan a la clorofila.
- Esteroles: Derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno (ESTERANO)
★ Colesterol: Forma parte de las membranas, función estructural.
★ Progesterona y estradiol (hormonas femeninas), testosterona (hormona
masculina), cortisol (corticoide).
★ Ergosterol: Precursor de la vitamina D.
★ Ácidos biliares: Emulsión de grasas.
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3. Proteínas:
Formadas por la combinación de 20 aminoácidos.
Cada aminoácido contiene grupo amino y grupo carboxilo unido a un carbono alfa, además
posee una cadena lateral (R) que es variable y otorga identidad a cada uno (Se encuentran
subrayados los aminoácidos esenciales.
Cadena lateral Propiedades de la cadena Aminoácidos
Polares con carga
(ácidos y básicos)Forman enlaces iónicos con otras
especies polares de la célula.
Ácidos: Aspartato y
Glutamato.
Básicos: Arginina, histidina y
lisina.
Aminoácidos polares
sin carga
Participan en reacciones químicas,
forman puentes de hidrógeno y se
relacionan con el agua.
Serina, treonina, glutamina,
asparagina, tirosina.
Aminoácidos no
polares
No interactúa con agua, por esto en
membranas se vinculan con la
bicapa lipídica (porción hidrofóbica).
Casi siempre carecen de oxígeno y
nitrógeno. EXCEPTO EL
TRIPTÓFANO.
Alanina, valina, Leucina,
isoleucina, triptófano (tiene
nitrógeno), fenilalanina,
metionina.
Cadena lateral con
propiedades únicas
La glicina posee hidrógeno en su
cadena lateral, permite la flexibilidad
de la misma y permite la formación
de bisagras.
La prolina posee un grupo imino, que
la convierte en un iminoácido, no se
adapta con facilidad en una
estructura secundaria ordenada de
hélice alfa.
La cisteína posee grupo sulfhidrilo
(SH) que con otro residuo de
cisteína forma un puente disulfuro,
estabilizando la estructura de las
proteínas en células sometidas a
estrés físico y químico adicional.
Glicina, prolina, cisteína.
AMINOÁCIDOS ESENCIALES. Son aquellos que NO se pueden producir por las células
humanas, por que deben ser aportados por la alimentación.
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UNIONES QUÍMICAS QUE DETERMINAN LA ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS:
❖ Puentes de hidrógeno
❖ Uniones iónicas o electrostáticas
❖ Interacciones hidrofóbicas
❖ Interacciones de van der Waals
Cuando dos aminoácidos (Aá) se unen lo hacen por medio del ENLACE PEPTÍDICO, formando
un Pèptido. A partir de la asociación de 50 Aá se forma un polipétido que es considerado
MACROMOLÉCULA y recibe el nombre de PROTEÍNA.
Funciones de las proteínas:
➔ Enzimas
➔ Componentes estructurales de células y organismos.
➔ Señalización y comunicación celular.
Estructura de las proteínas: Posee cuatro niveles de organización.
➔ Estructura primaria: Consiste en la secuencia de una cadena de aminoácidos. Consiste
en conocer la cantidad, identidad y posición de los aminoácidos que forman una proteína,
representándolos en una secuencia lineal ordenada.
➔ Estructura secundaria: El plegamiento de un segmento de la proteína, esto se da debido a
las interacciones de los aminoácidos de la cadena por puentes de hidrógeno. Existen dos
tipos: Hélice alfa y lámina beta. Observación: Algunos segmentos de la proteína no
poseen una estructura definida y se denominan “segmentos al azar”.
➔ Estructura terciaria: Es la disposición espacial específica que adoptan los dominios de
una proteína al plegarse sobre otros (Resultado de las interacciones de las hélices alfa y
láminas beta). En el nivel terciario, las proteínas pueden ser fibrosas (Formadas
únicamente por un tipo de estructura secundaria, generalmente hélice alfa) o globulares
(Formadas por ambos tipos de estructura secundaria hélice alfa y lámina beta).
➔ Estructura cuaternaria de proteínas: Es una proteína que consiste en más de una cadena
de aminoácidos. Cada cadena se llamará subunidad y el conjunto de subunidades
formará a la proteína.
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4. Acidos nucleicos:
Formados por nucleótidos, que a su vez se encuentran formados básicamente por
pentosa, fosfato y base nitrogenada. Cuando un nucleótido carece de fosfato se llama
NUCLEOSIDO.
TIPOS DE ÁCIDOS NUCLEICOS:
➔ ACIDO DESOXIRRIBONUCLEICO:
Pentosa: Desoxiribosa, es un monosacárido derivado que ha perdido su oxígeno en el
carbono 2’.
Bases: Adenina y guanina (Purinas, dos anillos); Citosina y timina (Pirimidinas, un anillo).
Se asocian entre ellas para formar la doble hélice del ADN. SON COMPLEMENTARIAS
(A y T forman 2 puentes de hidrógeno: C y G forman tres puentes de hidrógeno).
Asociación C y G posee mayor estabilidad (es más difícil de separar).
Grupo fosfato: Forma enlace fosfoéster con la desoxirribosa. Cuando se unen dos
nucleótidos para formar una hebra de ADN se produce el ENLACE FOSFODIÉSTER. EL
SENTIDO DE CRECIMIENTO DE LA HEBRA ES DE 5’ A 3’.
Observación: El ADN es una doble hélice, antiparalela con cadenas complementarias.
Almacena información genética, se encuentra en el núcleo.
➔ ACIDO RIBONUCLEICO:
Pentosa: Ribosa.
Bases:Adenina y Guanina (Purinas, dos anillos): Citosina y uracilo (Pirimidinas, un anillo)
Estas bases se complementan momentáneamente en la transcripción de ADN a ARN
(Adenina y uracilo; citosina y guanina).
Es de una sola hebra (monocatenario), se forma en el núcleo como resultado de la
transcripción. Se puede clasificar en;
★ ARN RIBOSÓMICO: Forma parte del ribosoma y es el encargado de la síntesis de
proteínas.
★ ARN MENSAJERO: Contiene las instrucciones que debe seguir el ribosoma para
sintetizar la proteína (CODÓN, TRIPLETE; Conjunto de tres nucleótidos de ARNm
que Codifica un aminoácido de una proteína).
★ ARN TRANSFERENTE O DE TRANSFERENCIA: Transporta a los aminoácidos
que serán utilizados en la síntesis proteica. Posee un sitio de unión para el
aminoácido y un anticodón (Secuencia de tres nucleótidos del ARNt
complementaria al codón).
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