Biología, la vida en la tierra con fisiología Tomo 01-páginas-13

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M o l é c u l a s b io l ó g i . a s 45
(a ) G rasa
CH,
H C - C H ,
« i
f -
H C -
O H
C H j
0 6 *HO
f>) Estrógeno
H C - C H 3 O H
ri#
h o ' ^ V ^
(a) Co lestero l fe) Testosterona
A F IG U R A 3-15 E s te ro id e s Todos los esteroides tienen una 
estructura molecular no polar semejante, con cuatro anillos de 
carbono unidos, tas diferencias e n el funcionamiento d e los 
esteroides es resultado de diferencias e n los grupos funcionales 
unidos a los anillos, (a ) Colesterol, la molécula de la que se sintetizan 
otros esteroides; (b )es trad lo l (estrógeno), la hormona sexual 
femenina; (c ) la hormona sexual masculina testosterona. Observa 
las semejanzas en la estructura del estrógeno y la testosterona.
P R E G U N T A ¿Por qué las hormonas esteroldeas pueden penetrar 
la membrana plasmática y la membrana nuclear para producir 
sus efectos?
A F IG U R A 3-13 U n a g ra s a y u n a c e ite ( a ) tas grasas tienen 
cadenas rectas d e átomos d e carbono en las colas de ácidos grasos,
(b ) Las colas d e ácidos grasos d e los aceites tienen enlaces dobles 
entre algunos de tos átomos de carbono, lo que hace que las cadenas 
se flextonen. Los aceites son líquidos a temperatura ambiente porque 
las colas flextonadas mantienen alejadas a Lis moléculas.
(F IG U R A 3-1 Sa je s un co m p on en te esencia l d e la m e m b ran a de las 
célu las an im a les . C o m p ren d e a lred ed o r d e 2 % d e l cerebro hum a­
n o , d o n d e es un co m p on en te im portan te d e l a is lam ie n to d e las 
neuronas. C o n el colesterol, las células s in te tizan otros esteroides, 
co m o la h o rm o n a sexual fem en ina estrógeno (F IG U R A 3-15b), la 
h o rm o n a sexual m asculina testosterona (F IG U R A >1 S e ) y la b ilis,
q ue con tribuye a la d igestión d e las grasas. D em asiad o colesterol 
'm a lo * p uede causar un a enfe rm ed ad cardiaca, co m o se explica 
en e l ap añ ad o 'G u a rd iá n d e la sa lud : Co lestero l, grasas trans y el 
co razón ".
3 .5 ¿Q U É SO N LA S P R O T E ÍN A S ?
la s p ro te ín a s so n m oléculas com puestas p o r u n a o m ás cadenas 
d e am inoácidos. Las proteínas realizan m uchas fundones. Esta 
d iversidad es posib le por la variedad d e estructuras proteínicas 
(T ab la 3-3). Casi todas las célu las con tienen rientos d e en z im as 
diferentes, q ue so n proteínas que favorecen las reaedones q u ím i­
cas. O tras proteínas form an estructuras d en tro y fuera d e l cuerpo.
grupo
cabeza polar esqueleto co las d e ác id os grasos
degbcero l
(hidrofílica) (h id ro fob ias)
A F IG U R A 3-14 F o s fb líp id o s lo s fosfolipldos tienen dos colas de ácidos grasos hldrofóblcos unidas al 
esqueleto d e glicerol. La tercera posición del glicerol está ocupada por una "cabeza* polar que consta de 
un grupo fosfato al q ue se une un segundo grupo funcional variable (comúnmente nitrogenado). El grupo 
fosfato lleva una carga negativa y e l grupo nitrogenado una positiva, con lo que la cabeza e s hldrofillca.
(b) Acorte
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4 6 l a vida de la célula
G uardián de la salud
Colesterol, grasas trans y el corazón
¿Por qué tan tos a lim entos se anuncian 's in co le s te ro r o con 
“ba jo co lesterol"? Aunque el co lestero l e s esencia l para la 
vida, los Investigadores m édicos han descubierto q ue quienes 
tienen concentraciones e levadas e n la sangre d e ciertas 
partículas q ue tienen colesterol corren m ás riesgos d e sufrir 
un ataque cardiaco o una apoplejía. El colesterol fo rm a e n las 
arterias unas obstrucciones llam adas p la ca s (F IG U R A E3-2) que 
favorecen la aparición de coágulos. S I un coágu lo se suelta y 
b loquea una arteria que aporta sangre al m úsculo cardiaco, 
puede causar un Infarto. S I e l coágu lo b loquea una arteria que 
lleva sangre al cerebro, causa un a apoplejía.
0 colesterol se encuentra e n alim entos de origen animal, 
como la yem a d e l huevo, salchichas, tocino, leche en te ra y 
m antequilla. Quizás hayas o ido hablar de co lestero l 'bueno" 
y co lestero l 'm a lo '. Com o las m oléculas del co lestero l son 
no polares, no se d isuelven e n la sangre, sino que 
son transportadas en paquetes rodeados por m oléculas 
transportadoras polares com puestas por proteínas y 
fósfo líp idos. Estas transportadoras se llam an Ip o p ro te in as 
(líp idos m ás proteínas).
Las lipoprotcínas que tienen m ás proteínas y menos 
Kpldos se consideran "lipoproteínas d e alta densidad’ ( high- 
denslly lip o p ro le in s, HDL), porque la p roteína e s m ás densa 
que c l líp ido. El co lestero l 'b u e n o ' es transportado por HDL.
0 hígado asim ila estas partícu las y m etaboliza e l colesterol 
(para aprovecharlo, por ejemplo, e n la síntesis d e la b ilis).
Los paquetes d e l co lestero l 'm a lo ', de lipoproteínas de 
baja densidad (low -densny lip o p ro le in s, LDL), tienen m enos 
proteínas y m ás colesterol. Esta forma circu la hasta la s célu las 
del cuerpo y puede depositarse en las paredes arteriales.
lo s animales, incluyendo a los seres humanos, pueden 
sintetizar todo el colesterol q ue necesitan. Casi todo el colesterol 
de la sangre hum ana e s sintetizado por e l organismo; sin 
embargo, en virtud de las diferencias genéticas, e l organism o de 
algunas personas produce m ás colesterol y algunas (no todas) 
responden a una dieta alta e n colesterol elaborando menos. El 
estilo d e vida también contribuye a l contenido d e colesterol 
en la sangre; el ejercicio aum enta e l colesterol HDL, m ientras que 
la obesidad y el tabaquismo incrementan las concentraciones 
de L D L Una proporción elevada d e HDL respecto de LDL se 
correlaciona con una disminución d e l riesgo d e sufrir una 
enfermedad cardiaca. En las pruebas de detección d e colesterol 
se distingue entre las dos formas.
Quizás has o ído hab lar de g ra s a s t r a n s com o villanos 
de la com ida . Estas grasas se producen cuando los aceites se 
endurecen artificialm ente com binándo los con hidrógeno para 
q ue sean sólidos a temperatura am biente. La hidrogenación 
crea una secuencia Inusitada de enlaces entre carbonos e 
hidrógenos e n las co las de ác id os grasos; deja Intactos algunos 
en laces pero e lim ina las flex iones (cu rvas) que producen 
estos en laces en la s co las de los ace ites. En la s Investigaciones 
se ha revelado q ue las grasas trans no se m etabollzan d e la 
m ism a m anera q ue las g rasas naturales y (p o r causas que 
todavía no se conocen) pueden aum entar e l co lestero l LD L e 
increm entar el co lestero l HDL. Esto ind ica que co locan a los 
consum idores en un riesgo m ayor d e sufrir un ataque cardiaco.
Hasta hace poco, la s grasas trans artificiales abundaban en 
los productos alim entic ios com erciales, com o la margarina, 
galletas dulces y saladas y papas a la francesa, porque caducan 
m ás tarde y ayudan a conservar c l sabor d e los p rod ix tos 
em pacados. En la an ua lid ad , la Food and Drug Adm lnlstratlon 
(EDA) d e Estados Un idos exige q ue e n las etiquetas se incluya 
el conten ido d e g rasas trans y casi todos los productores de 
a lim entos y las cadenas de com ida rápida han reducido o 
d im inado la s grasas trans d e sus productos.
A F IG U R A E3-2 P la c a Un depósito d e p laca (la ondulación 
Hferior) bloquea parcialmente una arteria carótida.
F u n d o n e s d e la s p ro te ín a s 
Función d e las p rote ínas Ejemplos
Estructura l Queratina (forma cabello, uña», escama», pluma» y cuerno»); seda (forma telaraña» 
y capullo»)
Movim iento Actina y miosina (se encuentran en lo» músculos: permiten ta contracción)
Defensa Anticuerpo» (se encuentran en el torrente sanguíneo; combaten a lo» patógenos y algunos 
neutralizan venenos); venenos (se encuentran en los anímate» venenosos; disuaden 
a lo» depredadores e incapacitan a las pre»as)A lm acenam iento Albúmina (en la clara del huevo; proporciona nutrimentos al embrión)
Señalización insulina (producida por el páncreas; promueve ta asimilación de la glucosa en las células)
Reacciones d e ca tá lis is Amilasa (»e encuentra en la saliva y el in t« t in o delgado; digiere lo* carbohidrato»)
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Moléculas biológica» 4 7
Entre ella» está la queratina , q ue es la p rin c ip a l p ro te fna del pelo, 
cuernos, uñas, escam as y p lum as (F IG U R A 3-16). Las proteínas de 
la seda so n p roducidas p o r orugas y arañas para hacer capu llos
y redes. O tras m ás son fu en te d e am in o ác id o s para e l d esarro llo 
d e an im ales, co m o la p rotefna a lb ú m in a de la c la ra del h u e vo y 
la p ro te ín a case ína d e la leche. La p ro te ín a h em o g lob ina trans­
porta e l ox ígeno e n la sangre. Las proteínas contráctiles co m o Li 
ac tin a y la m ios in a d e los m úsculos, p erm iten el m o v im ie n to de 
los an im a les . A lgunas ho rm o n as co m o la in su lin a y l a h o rm o n a 
d e l crec im ien to so n proteínas pequeñas, lo m ism o q ue los an ti­
cuerpos (q u e com baten enferm edades e in fecc ion es ) y muchas 
tox inas p roducidas p o r an im a les (c o m o el v e n e n o d e la v íbo ra 
d e cascabel).
Las proteínas se form an a p artir de cadenas 
de am inoácidos
Las proteínas so n p o lím eros q ue constan d e cadenas d e a m in o á c i­
d o s unidas por enlaces peptíd icos. To do s los am inoác idos tienen 
la m ism a estructura, q ue consiste e n u n carbono cen tra l u n id o a 
tres grupos funcionales: u n grupo a m in o n itrogenado ( — N H , ) , 
u n o de á d d o carboxflico ( — C O O H ) y u n o * R ', q ue varía en tre los 
am inoácidos ( F I G U R A 3 - 1 7 ) .
E n las p rote ínas d e los o rg an ism o s se e ncuen tran 70 am i­
n o ác id o s co n p rop ied ad es características q ue dep end en d e l gru­
p o R (F IG U R A 3-18). A lg u no s am in o ác id o s so n h id ro f íl ic o s y 
so lub les e n agua p o rq u e su g rup o R es p o lar. O tro s so n hidro- 
fób icos, con gm pos R n o po lares q ue n o se d isu e lv en e n agua. 
EJ g ru p o R su lfh id r ilo d e u n am in o ác id o , la d s te ín a (F IG U R A 
3-18 c), puede fo rm a r e n la c e s d e d is u lfu ro cova len tes co n el 
azufre d e o tra m o lé cu la d e ciste ína. A u n q u e los en laces p ep tíd i­
cos (q u e verem os a co n t in u a c ió n ) u n e n a los am in o ác id o s para 
fo rm a r las cadenas q u e fo rm an u n a p rote fna , los en laces d e d i­
su lfu ro pueden u n ir d ife ren tes cadenas d e am in o ác id o s en tre sí, 
o conectar partes d e la m ism a cadena, co n lo q u e la p ro te ín a se 
d ob la o se p liega.
Los am inoácidos se unen para form ar cadenas 
m ediante reacciones de síntesis p o r deshidratación 
C o m o los polisacáridos y los líp idos, las proteínas se form an me­
d iante reacciones d e síntesis por deshidratación. E l n itrógeno del 
g rupo a m in o ( — N H , ) d e un am inoác ido se un e al ca rbono 
d e l grupo del á d d o carboxflico ( — C O O H ) d e o tro a m in o ád d o 
m ediante un en lace cova len te s im p le y se libera agua (F IG U R A 
3-19). Esta u n ió n se llam a e n la c e p c p t íd lc o y la cadena q ue se 
fo rm a se d en o m in a p é p t id o . Se agregan m ás am ino ád do s, u n o 
p o r un o , hasta que se com p le ta la cadena d e proteínas. la s cadenas 
d e am inoác idos d e las células vivas varían e n longitud, d e tres a 
d en los. E n general, los térm inos proteína y fvlipéptido se reservan 
para las cadenas largas d e m ás d e 5 0 am ino ád do s , m ien tras q ue el 
té rm ino péptido se refiere a las cadenas m ás cortas.
(a) Pe lo
A F IG U R A 3-16 P ro te ín a s e s t ru c tu ra le s Entre las proteínas 
estructurales comunes se encuentra la queratlna, que es la prlndpal 
protelna de (a ) e l pelo, (b ) los cuernos y (c> la seda de una 
telaraña. A F IG U R A 3-17 E s t r u c tu r a d e lo s a m in o á d d o s
y u p o
variable
grupo
amino
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