Tema 2.3 macromoléculas presentación

… Yo sé que la palabra Bioquímica produce determinados refle jos condicionados en nuestros estudiantes.

Y cuando los vemos traumatizados por la Bioquímica, horrorizados por la Bioquímica, decimos: ¿Cómo es posible , s iendo tan interesante,

tan maravil losa y tan úti l la Bioquímica?

Fidel Castro Ruz

ASIGNATURA:ASIGNATURA:

Morfofis iología Humana IMorfofis iología Humana IACTIVIDAD DOCENTE 2.2: ACTIVIDAD DOCENTE 2.2:

Conferencia Orientadora.Conferencia Orientadora.TEMA II:TEMA II:

CÉLULA.CÉLULA.TITULO: TITULO:

COMPONENTES COMPONENTES MOLECULARES. MOLECULARES. MACROMOLÉCULAS. MACROMOLÉCULAS. POLISACÁRIDOS. PROTEÍNAS. POLISACÁRIDOS. PROTEÍNAS. ÁCIDOS NUCLEICOSÁCIDOS NUCLEICOS . .

SUMARIO SUMARIO COMPONENTES MOLECULARES. COMPONENTES MOLECULARES.

MACROMOLÉCULAS. MACROMOLÉCULAS. • Principios de organización celular. Polisacáridos.

Estructura general y funciones. Homopolisacáridos. Glucógeno. Almidón y Celulosa.

Heteropolisacáridos. Proteínas. Estructura general. Estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. Modelos principales de las estructuras secundarias. Desnaturalización. Propiedades ácido, básicas y eléctricas Elementos constantes y variables. Electroforesis de Proteínas. Carácter informacional de las proteínas. Ácidos nucleicos. Estructura general. Tipos de ADN y ARN. Funciones Estructura primaria y secundaria del ADN. Modelo de Watson y Crick. ARN. Tipos. Estructura y función de cada tipo de ARN.

CC

HH

OO

Grupos Funcionales

Carbonilo(C0)

Hidroxilo(0H)

POLIMERIZACIÓN

ENLACEENLACEGLICOSÍDICOGLICOSÍDICO

--O----O--

Grupos Funcionales

CC

HH

NN

OO

PP

Bases Nitrogenadas

Azúcar

POLIMERIZACIÓN

ENLACEENLACE3´5´Fosfodíester 3´5´Fosfodíester

-P-OH--P-OH-Fosfato

Grupos Funcionales

CC

HH

NN

OO

SS

POLIMERIZACIÓN

ENLACEENLACEPEPTÍDICOPEPTÍDICO

-COOH-NH2--COOH-NH2-

Carboxilo(COOH)

Amino(NH2)

CONCEPTO DE CONCEPTO DE MACROMOLÉCULASMACROMOLÉCULAS

Son biomoléculas de alto peso molecular, de alta complejidad, con conformación espacial tridimensional y tendencia a la agregación, quedando estructuradas mediante un enlace de polimerización: Ej: Polisacáridos, proteínas y ácidos nucleicos.

Propiedades Generales de las Macromoléculas.

Difusión.Diálisis.Sedimentación.Visualización.Hidrólisis.Difracción de Rayos X.

Caracter íst icas generales de las Caracter íst icas generales de las MACROMOLÉCULASMACROMOLÉCULAS

1. Elevado peso molecular.2. Carácter polimérico.3. Carácter uniforme.4. Carácter t ridimensional.5. Carácter i nformacional.6. Carácter l ineal.7. Tendencia a la agregación.8. Relación estructura función.

Elevado peso molecular

Las macromoléculas se caracterizan por tener un peso superior a 5000 daltons y este elevado peso molecular está en relación con sus propiedades.

Carácter polimérico

PropiedadesTipo.

Cantidad de monómeros.

Forma en que estos monómeros están organizados en la formación.

Carácter Uniforme

Macromoléculas

Polímeros Monómeros

Polisacáridos Monosacáridos

Proteínas Aminoácidos

Ácidos Nucleicos Nucleótidos

Enlace polimerizante: Reacción de condensación con la liberación de una molécula de H2O.

Carácter lineal

OH

Polisacáridos

Proteínas

Ácidos Nucleicos

OH

M M

C1 C4

E. Glicosídico.

AA

N N

OHP

αC αA

C5 C3

E. Peptídico.

E.3´5´ Fosfodiéster.

Carácter tridimensional Nivel Primario: Se refiere al orden o sucesión de

los monómeros en el polímero. Se origina como consecuencia de la reacción de polimerización y por tanto la interacción que lo mantiene es el enlace polimerizante, por lo que es el nivel más estable de todos los niveles estructurales de las macromoléculas.

Nivel Secundario: Existen dos formas de estructuras secundarias regulares, las helicoidales y las plegadasPlegadas: El eje covalente primario de la macromolécula va describiendo una línea en forma de zig-zag

Helicoidales: Esta estructura es más frecuente, se genera como consecuencia del movimiento de un punto que se desplaza alrededor de una superficie de cilindro, con un ángulo de inclinación permanente.

Nivel Terciario y Cuaternario: El nivel terciario se refiere a la estructura tridimensional total de la macromolécula. El nivel cuaternario se ha definido en proteínas y se usa para caracterizar aquellas que están formadas por más de una cadena polipeptídicaEstas organizaciones espaciales se mantienen gracias a las interacciones débiles.

1.De las características generales de las macromoléculas, explique cuál es la

relación que existe entre estructura y función.

Bibliografía:

Cardellá Hernández. Bioquímica Médica TI. Pág., 137

Son polímeros; del griego poli (muchos), meros (parte) de aminoácidos unidos por enlace peptídico.

Oligopéptidos cuando contienen de 2 a 7 residuos de aminoácidos.

Polipéptidos cuando su peso molecular es menor que 5 000.

Están constituídos por un eje covalente, donde se alternan de forma monótona el carbono α y el enlace peptídico, por lo que quedan proyectadas por fuera de este eje covalente las cadenas laterales de los residuos aminoacídicos.

• PEPTIDOS

OLIGOPEPTIDOS Cuando tienen de 2 a 7 residuos de aminoácidos. Ej:Hormona liberadora de Tirotropina.EncefalinaGlutatión

POLIPEPTIDOS Cuando el peso molecular es menor de 5000 DaltonsOxitocinaBradiquininaGlucagón

PROTEINASSu peso molecular es de más de 5000 Daltons

• Son polímeros de aminoácidos unidos por enlace peptídico de gran peso molecular (> 5000 Daltons) las cuales adoptan variadas estructuras en el espacio que posibilitan sus funciones.

• Adoptan variadas estructuras en el espacio que posibilitan sus funciones.

• Clasificación de las Proteínas

POR SU FORMA

GLOBULARES ( ESTRUCTURA TRIDIMENCIONAL ESFEROIDAL)

FIBROSAS (ESTRUCTURA TRIDIMENCIONAL ALARGADA)

INSOLUBLES: Ej. P. fibrosas y globulares de las membranas

SOLUBLES: Ej.: P. Globulares

POCO SOLUBLES: Ej. Globulinas

POR SU SOLUBILIDAD

SIMPLES (Se forman solo por AA)

CONJUGADAS ( Las que tienen un grupo prostético, glúcidos, PO4,lípidos, Hemo, etc. )

DEFENSATRANSPORTERESERVAREGULADORASENZIMASCONTRACTILESESTRUCTURALES

POR SU COMPOSICIÓNQUÍMICA

POR SU FUNCIÓN

Se define como el orden o la secuencia de sus L-α

aminoácidos unidos mediante enlace peptídico.

Es la estructura básica de las proteínas y esta

codificado genéticamente, es única para cada

proteína.

Determina su estructura tridimensional y por ende

su función.

• Es el ordenamiento regular de la cadena peptídica a lo largo de un eje, debido a la interacción de los grupos carbonílicos y amídicos, con formación de puentes de hidrógeno.

• Sus principales formas estructurales son: α Hélice. Conformación β u hoja plegada.

CONFORMACION DE LA ESTRUCTURA SECUNDARIA

α - Hélice

β u Hoja plegadaPuentes de hidrógeno

• Es la disposición tridimensional de las cadenas polipeptídicas estabilizadas por interacciones débiles que se establecen entre las cadenas laterales de los residuos de aminoácidos y por el enlace covalente de puentes disulfuro. Ej: Mioglobina.

• Es una organización más compleja formada por dos o más cadenas polipeptídicas idénticas o diferentes en su estructura.

Ej.: hemoglobina ( formada por 4 cadenas polipeptídicas)

3. Argumente la conformación de la estructura cuaternaria en

la Hemoglobina.

Bibliografía:

Cardellá Hernández. Bioquímica Médica TI. Pág.211

2. Explique brevemente qué son las proteínas alostéricas y ponga un

ejemplo de ellas.

Bibliografía:

Cardellá Hernández. Bioquímica Médica TI. Pág.212

DESNATURALIZACIÓN

La desnaturalización se produce por exposición de Las proteínas ante agentes

Físicos o químicos que provocan la ruptura de las interacciones débiles, incluso los puentes covalentes disulfuro, se pierde la organización tridimensional y como consecuencia la función. La pérdida del nivel primario no es por desnaturalización, sino por hidrólisis.

Los aminoácidos por su carácter de anfolito, moléculas cuya carga eléctrica depende del pH del medio en el que se encuentren disueltas, pueden ser separadas mediante la técnica de electroforesis Consiste en someter bajo la acción de un campo eléctrico, a un valor de pH determinado, una mezcla de varios aminoácidos. En dependencia fundamentalmente de su carga, los aminoácidosse separan al desplazarse hacia polos distintos y con velocidades diferentes.

Se utilizan distintos soportes, en los que se coloca la solución de aminoácidos que se desea separar. Ej: papel, agarosa, almidón, poliacrilamida, El voltaje que se debe aplicar y el tiempo de corrida dependen de las cargas eléctricas y el peso molecular de los anfolitos que se van a separar. Al finalizar la corrida, la tira de papel -o el soporte utilizado- se revela por coloración, frecuentemente con ninhidrina, para visualizar la separación.

4. Realice la revisión de Electroforesis de Hemoglobina y diga:

a)Concepto.

b)Principios en su realización.

c)Importancia médica que usted le confiere.

Bibliografía:

Cardellá Hernández. Bioquímica Médica TI. Pág. 214

Bibliografía consultada

• Libro de texto Bioquímica medica Tomo I

Cardellá – Hernández Capitulo 12

Pág. 195 - 218

• Son las biomoléculas más abundantes en la naturaleza. Son aquellos polímeros que cuando se hidrolizan rinden más de 10 moléculas de monosacáridos.

Oligosacáridos es cuando tienen de 2 a 10 monosacáridos, generalmente unidos a lípidos (glicolípidos) y a proteínas (glicoproteínas)

Disacáridos: 2 monosacáridos unidos mediante enlace glicosídico.

Poseen peso molecular elevado

Son estables en medio acuoso

A diferencia de los ácidos nucleicos y las proteínas, no tienen un número exacto de monómeros.

Funciones de los Polisacáridos

• Almacenamiento: el almidón, en los vegetales y el glucógeno, en los animales.

• Estructural: la celulosa, en los vegetales; la quitina, en los artrópodos, y los glicosaminoglicanos, en los vertebrados. Estos últimos confieren protección y soporte a las células, tejidos y órganos.

• Reconocimiento: Los que forman parte de las membranas biológicas participan tanto en el reconocimiento intercelular, como en el de sustancias ajenas al organismo.

Clasificación de los Polisacáridos

Homopolisacáridos: Polímeros del mismo monosacárido (almidón, glucógeno)

Heteropolisacáridos:

Polímeros de diferentes monosacáridos

Ej. : La Heparina

ENLACE GLICOSÍLICO

α-D-glucosas

Formado por 2 tipos de polímeros: la amilosa, de 15 a 20 % y la amilopectina,de 80 a 85 %.

Función: Reserva de energía más importante en las células vegetales.

• Es un polímero ramificado, con peso molecular de varios millones,

• Cuyo precursor es la α-D-glucosa que se unen por enlace glicosídico a 1-4,

• Función. Es el homopolímero de reserva más importante en las células animales.

• Homopolímero lineal, cuyo precursor, la β-D-glucosa

• Está unida mediante enlaces glicosídicos del tipo β 1-4.

Esta sustancia fibrosa es resistente e insoluble, por lo que posee función estructural. Se encuentra en las paredes celulares de algunas plantas, en particular tallos, troncos y en todos los tejidos vegetales.

Bibliografía consultada

• Libro de texto Bioquímica medica Tomo I

Cardellá – Hernández Capitulo 10

Pág. 149 - 160

• Segundas macromoléculas en importancia después de las proteínas, formadas por polimerización de nucleótidos con estructura tridimensional compleja.

• Sus funciones están relacionadas con el aparato genético celular, la transmisión de los caracteres hereditarios de generación en generación, de gran valor en la perpetuación de la especie.

Tipos de Ácidos nucleicos

Ácido Desoxirribonucleico

Ácido Ribonucléico

Funciones de los Ácidos Nucleicos

SON RESERVORIOS CELULARESDE LA INFORMACIÓN GENÉTICA

Sus funciones están relacionadas con la síntesis y procesamiento de las proteínas. Estas son:

Dirigen la síntesis de proteínas en el proceso de traducción. Forman parte de la estructura de los ribosomas. Preparan a los aminoácidos para la síntesis de proteínas y los transfieren al ribosoma. Algunos participan en el procesamiento de otros ARN Participan en el proceso de secreción de proteínas Presentan actividad catalítica En algunos Organismos ( virus) son los portadores de la información genética.

ESTRUCTURA PRIMARIA DE LOS ADN

• Esta dada por la secuencia de los desoxirribonucleótidos a lo largo de la cadena polinucleotídica, el azúcar y el grupo fosfato son los mismos, solo varía en la cadena la base nitrogenada

3´

5´

ESTRUCTURA SECUNDARIA

La molécula esta formada por 2 cadenas poliméricas de desoxirribonucleótidosEnrolladas alrededor de un eje común con giro a la derecha que forman doble hélice con las bases hidrogenadas al interior, el eje pentosa / fosfato al exterior.

Puentes de hidrógeno

5. Exponga en que consiste el proceso de desnaturalización y re-naturalización del ADN.

Bibliografía:

Cardellá Hernández. Bioquímica Médica TI. Pág. 177

ESTRUCTURA DE LOS ARN

Se forman por la polimerización de unidades más simples denominadas ribonucleótidos.

◊ La pentosa es la ribosa

◊Bases nitrogenadas

◊ Se mantiene el mismo enlace 3´- 5´ fosfodiester.

PurinicasPirimidínicas

ARNtde transferencia ARNr

ribosomal

ARNmmensajero

Transporta los aminoácidos hacia los ribosomas durante la síntesis de proteínas

Forma parte de los ribosomas

ESTRUCTURA PRIMARIA Son polinucleótidos pequeños con basemodificada

ESTRUCTURA SECUNDARIADado por la imagen en hoja de trébol

ESTRUCTURA TERCIARIA

ES UNA IMAGEN DE L INVERTIDA

Bibliografía consultada

• Libro de texto Bioquímica medica Tomo I

Cardellá – Hernández Capitulo 11

Pág. 163 – 193.

• CD de Morfofisiología, tema 2.3. Macromoléculas.

1. Confecciona un cuadro resumen que permita establecer una comparación entre el ADN y el ARN en cuanto a:Tipo de Azúcar.Bases Nitrogenadas.Funciones Precursor.Enlace polimerizante.Polaridad de la estructura lineal.Estructura Secundaria.

.2. De igual forma para concluir el estudio de las macromoléculas debes confeccionar un cuadro resumen que permita una comparación entre ellas con los siguientes aspectos:Tipo de macromolécula.Precursor.Enlace polimerizante.Estructura Primaria.Sensibilidad a la hidrólisis.