UNIVERSIDAD POLITECNICA DE TLAXCALA

TERMODINAMICA

“LA SINTESIS DE LOS POLIMEROS BIOLIGICOS REQUIEREN ENERGIA”

ALUMNOS:

AMBRIZ ROMERO AARON JOSAFAT

CRUZ IPATZI CARLOS ALBERTO

GALINDO RODRIGUEZ KARLA YAZMIN

BANDALA PEREZ ISRAEL

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Estructura del polímero

Las características estructurales de un polímero se relacionan con el arreglo físico de los residuos del monómero a lo largo de la espina dorsal de la cadena. La estructura tiene una influencia fuerte en las otras características de un polímero. Por ejemplo, un polímero de cadena linear puede ser soluble o insoluble en agua dependiendo de si está compuesto de monómeros polares (tales como óxido del etileno) o de monómeros no polares (tales como estireno). Por otra parte, dos muestras de caucho natural pueden exhibir diversa durabilidad aun cuando que sus moléculas abarcan los mismos monómeros.

Síntesis del polímero

La síntesis del polímero es el proceso de combinar muchas moléculas pequeñas conocidas como monómeros en una cadena covalente consolidada. Durante el proceso de la polimerización, algunos grupos químicos pueden ser perdidos de cada monómero. El pedazo distinto de cada monómero que se incorpore en el polímero se conoce como residuo de la unidad o del monómero de la repetición.

Síntesis Biológica

Hay tres clases principales de biopolímeros: polisacáridos, polipéptidos, y polinucleótidos. En células vivas pueden ser sintetizados por procesos enzima-mediados, tales como la formación de ADN catalizado cerca Polimerasa de la ADN. La Síntesis de proteínas implica procesos enzima-mediados múltiples a transcriba información genética de la DNA y posteriormente traduzca esa información sintetiza la proteína especificada de aminoácidos. La proteína puede ser modificada más lejos de la traducción siguiente para proporcionar la estructura y el funcionamiento apropiados.

Modificación de polímeros naturales

Muchos polímeros comercialmente importantes están sintetizados por la modificación química de polímeros naturales. Los ejemplos prominentes incluyen la reacción del ácido nítrico y de la celulosa para formar nitrocelulosa y la formación de caucho vulcanizado calentando el caucho natural en presencia del sulfuro.

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SINTESIS DE BIOPOLIMEROS (POLIMEROS BIOLOGICOS)

Hay tres principales clases de biopolímeros:

Polisacáridos. Polipéptido. Polynucleotide.

Polisacárido

Polisacáridos son relativamente complejos un ejemplo los carbohidratos. Son polímeros compuesto de muchos monosacáridos ensamblado junto cerca enlaces glucosídicos. Son por lo tanto muy grandes, ramificado a menudo, macromoléculas. Tienden a ser amorfo, insoluble en agua, y tiene un gusto dulce.

Cuando todos los monosacáridos en un polisacárido son el mismo tipo el polisacárido se llama a homopolisacarido, pero cuando más de un tipo de monosacáridos es presente se llaman heteropolisacarido.

Los ejemplos incluyen los polisacáridos del almacenaje por ejemplo almidón y glicógeno y polisacáridos estructurales por ejemplo celulosa y quitina.

Los polisacáridos tienen un fórmula general de Cn(H2O)n-1 donde está generalmente una grande n numere entre 200 y 2500. Considerando que las unidades de repetición en la espina dorsal del polímero son a menudo monosacáridos del seis-carbón, el fórmula general puede también ser representado como (C6H10O5)n donde n= {40… 3000}.

Polisacáridos del almacenaje

Almidones

Los almidones son los polímeros de la glucosa en los cuales glucopyranose las unidades se enlazan cerca alfaacoplamientos. Se compone de una mezcla de Amilosis y Amylopectin. La amilosis consiste en una cadena linear de varios cientos de moléculas de la glucosa y el Amylopectin es una molécula ramificada hecha de vario mil unidades de glucosa.

Los almidones son insolubles en agua. Pueden ser digeridos por la hidrólisis, catalizada por las enzimas llamadas amilasas, que puede romper alfaacoplamientos (enlaces glucosídicos). Los seres humanos y otros animales tienen amilasas, así que pueden digerir los almidones. Patata, arroz, trigo, y maíz son las fuentes importantes del almidón en la dieta humana.

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Glicógeno

Glicógeno es un polisacárido que se encuentra en animales y se compone de una cadena ramificada de los residuos de la glucosa. Se almacena en hígado y músculos.

Polisacáridos estructurales

Celulosa

El componente estructural de plantas se forma sobre todo de celulosa. La madera es en gran parte celulosa y lignina, mientras que papel y algodón es la celulosa casi pura. La celulosa es a polímero hecho con las unidades de glucosa repetidas enlazó junto cerca betaacoplamientos. Los seres humanos y muchos otros animales carecen una enzima para romper betalos acoplamientos, así que ellos no digieren la celulosa. Ciertos animales pueden digerir la celulosa, porque las bacterias que poseen la enzima están presentes en su tripa. El ejemplo clásico es termita.

Polisacáridos ácidos

Los polisacáridos ácidos son los polisacáridos que contienen grupos carboxilo, grupos del fosfato y/o sulfúrico éster grupos.

Polisacáridos bacterianos de la cápsula

Bacterias patógenas produzca comúnmente un grueso, mucoso-como, capa del polisacárido. Capotes de esta “cápsula” antigenic proteínas en la superficie bacteriana que provocaría de otra manera una inmuno respuesta y de tal modo conduciría a la destrucción de las bacterias. Los polisacáridos capsulares son solubles en agua, comúnmente ácidos, y tienen pesos moleculares en la orden de 100-1000 kDa. Son lineares y consisten en regularmente el repetir de subunidades de monosacáridos de un ~ seises. Hay diversidad estructural enorme; casi doscientos diversos polisacáridos se producen cerca E. coli solamente. Mezclas de los polisacáridos capsulares, cualquiera conjugado o utilizan al natural como vacunas.

Las bacterias y muchos otros microbios, incluyendo hongos y algas, secretan a menudo los polisacáridos como una adaptación evolutiva para ayudarles a adherir a las superficies y a evitar que desequen.

Los polisacáridos de la Célula-superficie desempeñan papeles diversos en la “forma de vida bacteriana”. Sirven como barrera entre pared de célula y el ambiente, las interacciones mediatas el anfitrión-patógeno, y los componentes estructurales de la forma de biofilms. Estos polisacáridos se sintetizan de precursores nucleotide-activados y, en la mayoría de los casos, todas las enzimas

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necesarias para la biosíntesis, el montaje y el transporte del polímero terminado son codificadas por los genes organizados en racimos dedicados dentro del genoma del organismo. Lipopolysaccharide está uno de los polisacáridos más importantes de la célula-superficie, como él desempeña un papel estructural dominante en integridad externa de la membrana, así como ser un mediador importante de las interacciones el anfitrión-patógeno.

Conclusiones:

Los polímeros biológicos o biopolimeros es una clase de polímeros producidos por organismos vivos.

Algunos ejemplos de biopolimeros son: almidón, proteínas, peptides, ADN y ARN, se encuentran en azucares, aminoácidos y nucleotides.

Existen tres clases principales de biopolimeros de las cuales mencionamos a los polisacáridos, son polímeros compuestos de muchos monosacáridos, son grandes e insolubles en agua.

Los encontramos como polisacáridos de almacenaje en el almidón y el glicógeno y en los polisacáridos estructurales a la celulosa y a la quitina. También los encontramos como polisacáridos ácidos y polisacáridos bacterianos de la capsula.

COMPOSICIÓN QUÍMICA Y CLASIFICACIÓN DE LAS PROTEÍNAS.

Las proteínas son los materiales que desempeñan un mayor número de funciones en las células de todos los seres vivos. Por un lado, forman parte de la estructura básica de los tejidos (músculos, tendones, piel, uñas, etc.) y, por otro, desempeñan funciones metabólicas y reguladoras (asimilación de nutrientes, transporte de oxígeno y de grasas en la sangre, inactivación de materiales tóxicos o peligrosos, etc.). También son los elementos que definen la identidad de cada ser vivo, ya que son la base de la estructura del código genético (ADN) y de los sistemas de reconocimiento de organismos extraños en el sistema inmunitario.   Son macromoléculas orgánicas, constituidas básicamente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y fósforo (P) y, en menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg), yodo (I), etc...

Estos elementos químicos se agrupan para formar unidades estructurales  llamados AMINOÁCIDOS, a los cuales podríamos considerar como los "ladrillos de los edificios moleculares proteicos".

Se clasifican, de forma general, en Holoproteinas y Heteroproteinas según estén formadas respectivamente sólo por aminoácidos o bien por aminoácidos

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más otras moléculas o elementos adicionales no aminoacídicos.

LOS AMINOÁCIDOS. ¿QUE SON LOS AMINOÁCIDOS?

Son sustancias cristalinas, casi siempre de sabor dulce.

Los aminoácidos se caracterizan por poseer un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2).

  Los aminoácidos son las unidades elementales constitutivas de las moléculas denominadas Proteínas. Son pues, y en un muy elemental símil, los "ladrillos" con los cuales el organismo reconstituye permanentemente sus proteínas específicas consumidas por la sola acción de vivir. Los alimentos que ingerimos nos proveen proteínas. Pero tales proteínas no se absorben normalmente en tal constitución sino que, luego de su desdoblamiento ("hidrólisis" o rotura), causado por el proceso de digestión, atraviesan la pared intestinal en forma de aminoácidos y cadenas cortas de péptidos.

Esas sustancias se incorporan inicialmente al torrente sanguíneo y, desde allí, son distribuidas hacia los tejidos que las necesitan para formar las proteínas, consumidas durante el ciclo vital.  

Se sabe que de los 20 aminoácidos proteicos conocidos, 8 resultan indispensables (o esenciales) para la vida humana y 2 resultan "semiindispensables". Son estos 10 aminoácidos los que requieren ser incorporados al organismo en su cotidiana alimentación y, con más razón, en los momentos en que el organismo más los necesita: en la disfunción o enfermedad. Los aminoácidos esenciales más problemáticos son el triptófano, la lisina y la metionina. Es típica su carencia en poblaciones en las que los cereales o los tubérculos constituyen la base de la alimentación. Los déficit de aminoácidos esenciales afectan mucho más a los niños que a los adultos.  

Hay que destacar que, si falta uno solo de ellos (aminoácido esenciales) no será posible sintetizar ninguna de las proteínas en la que sea requerido dicho aminoácido. Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutrición, según cual sea el aminoácido limitante.

 

 LOS PÉPTIDOS

Los péptidos están formados por la unión de aminoácidos mediante un enlace peptídico. Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente, dando lugar al desprendimiento de una molécula de agua.

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ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS

La organización de una proteína viene definida por cuatro niveles estructurales denominados: estructura primaria, estructura secundaria, estructura terciaria y estructura cuaternaria. Cada una de estas estructuras informa de la disposición de la anterior en el espacio.

 Estructura primaria

La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos de la proteína. Nos indica qué aminoácidos componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aminoácidos se encuentran. La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte.  

Estructura Secundaria.

La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio. Los aminoácidos, a medida que van siendo enlazados durante la síntesis de proteínas y gracias a la capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una disposición espacial estable, la estructura secundaria.

Existen dos tipos de estructura secundaria:

1. La a(alfa)-hélice 2. La conformación beta

esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre sí misma la estructura primaria. Se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre el -C=O de un aminoácido y el -NH- del cuarto aminoácido que le sigue

Estructura terciaria

La estructura terciaria informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una conformación globular.

En definitiva, es la estructura primaria la que determina cuál será la secundaria y por tanto la terciaria..

Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realizar funciones de transporte , enzimáticas , hormonales, etc.  

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Esta conformación globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales R de los aminoácidos. Aparecen varios tipos de enlaces:

el puente disulfuro entre los radicales de aminoácidos que tiene azufre.

los puentes de hidrógeno.

los puentes eléctricos.

las interacciones hifrófobas.

Estructura Cuaternaria

Esta estructura informa de la unión , mediante enlaces débiles ( no covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protómero.

PROPIEDADES DE PROTEÍNAS

Desnaturalización. Consiste en la pérdida de la estructura terciaria, por romperse los puentes que forman dicha estructura. Todas las proteínas desnaturalizadas tienen la misma conformación, muy abierta y con una interacción máxima con el disolvente, por lo que una proteína soluble en agua cuando se desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita.La desnaturalización se puede producir por cambios de temperatura, ( huevo cocido o frito ), variaciones del pH. En algunos casos, si las condiciones se restablecen, una proteína desnaturalizada puede volver a su anterior plegamiento o conformación, proceso que se denomina renaturalización.

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FUNCIONES

Las proteínas desempeñan distintas funciones en los seres vivos, como se observa en la tabla siguiente:

Tipos Ejemplos Localización o función Enzimas Ácido-graso-

sintetosa Cataliza la síntesis de ácidos grasos.

Reserva Ovoalbúmina Clara de huevo. Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxígeno en la

sangre. Protectoras en la sangre

Anticuerpos Bloquean a sustancias extrañas.

Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa.

Estructurales Colágeno Tendones, cartílagos, pelos. Contráctiles Miosina Constituyente de las fibras

musculares El mayor grupo lo constituyen las enzimas, que son los biocatalizadores de todos los procesos químicos que tienen lugar en los seres vivos. Las enzimas, en su gran mayoría, son específicas para cada reacción, de ahí su gran número. Como son catalizadores, actúan disminuyendo la energía de activación, combinándose con los reaccionantes para producir un estado intermedio con menor energía de activación que el estado de transición de la reacción no catalizada. Una vez formados los productos de la reacción, la enzima se recupera.

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