Captulo 3

1
Capítulo 3

• Moléculas de la vida

2
Compuestos orgánicos

• Hidrógeno y otros elementos enlazados
  covalentemente al carbón
• Carbohidratos
• Lípidos
• Proteínas
• Ácidos nucleicos

3
Elementos que forman los compuestos orgánicos
sodium (Na)
calcium (C)
carbon (C)
sodio
Carbono
calcio
cloro (Cl)
phosphorous (P)
oxygen (O)
fósforo
Oxígeno
magnesio (Mg)
potassium (K)
hydrogen (H)
Hidrógeno
potasio
hierro (Fe)
iron (S)
nitrogen (N)
azufre
Nitrógeno
p.34a
4
Compuestos orgánicos
Fórmula estructural del metano
Modelo con bolas y palos
Modelo a espacio lleno
p.34b
5
Comportamiento de enlace del carbono

• Capa externa del carbono tiene 4 electrones
  puede acarrear 8
• Cada átomo de carbono puede formar enlaces
  covalentes hasta con 4 átomos

6
Estructuras a partir de enlaces

• Átomos de carbono pueden formar cadenas o anillos
• Otros átomos se unen al esqueleto de carbonos

7
Compuestos orgánicos
or
Fórmula estructural simplificada de un anillo de
6 carbonos
Ícono para un anillo de 6 carbonos
p.34e
8
Hemoglobina
Fig. 3-2, p.35
9
Modelo de energía electrostática potencial
Azul carga positiva Rojo carga negativa
Fig. 3-3, p.35
10
Grupos funcionales

• Átomos o grupos de átomos que están
  covalentemente enlazados al esqueleto de carbonos
• Confieren a los compuestos orgánicos sus
  distintas propiedades

11
Ejemplos de grupos funcionales

• Grupo Hidroxilo - OH
• Grupo Amino - NH3
• Grupo Carboxilo - COOH
• Grupo Fosfato - PO3-
• Grupo Sulfhidrilo - SH

12
(No Transcript)
13
Grupos funcionales comunes en moléculas orgánicas
Fig. 3-4, p.36
14
Tipos de reacciones

• Transferencia de grupo funcional
• Transferencia de electrones
• Rearreglos estructurales
• Condensación
• Corte

15
Grupos funcionales en hormonas

• Estrógeno y testosterona son hormonas
  responsables de caracteres femeninos y masculinos
  
• Observar posición de grupos funcionales respecto
  a la estructura de anillos

Estrógeno
Testosterona
16
Fig. 3-5b, p.36
17
Reacciones de condensación

• Formación de polímeros a partir de subunidades
• Enzimas remueven -OH de otra molécula, H de otra,
  forman enlace entre ambas
• Átomos descartados pueden unirse para formar agua

18
Condensación
Fig. 3-6a, p.38
19
Hidrólisis

• Un tipo de reacción de corte
• Degrada polímeros en subunidades
• Enzimas catalizan el corte de polímeros en dos o
  más partes
• Grupo -OH y átomo de H derivados de agua son
  unidos a sitios expuestos

20
Hidrólisis
Fig. 3-6b, p.38
21
Carbohidratos

• Monosacáridos
• (azúcares simples)
• Oligosacáridos
• (carbohidratos de cadena corta)
• Polisacáridos
• (carbohidratos complejos)

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Monosacáridos

• Carbohidratos simples
• Mayoría de sabor dulce, solubles en agua
• Mayoría tienen de 5 a 6 átomos de carbono como
  esqueleto
• Glucosa (6 C) Fructosa (6 C)
• Ribosa (5 C) Desoxirribosa (5 C)

23
Monosacáridos
Fig. 3-7, p.38
24
Disacáridos
glucosa
fructosa

• Tipo de oligosacárido
• 2 monosacáridos covalentemente enlazados
• Formados por una reacción de condensación

H2O
sucrosa
Fig. 3-7b, p.38
25
Polisacáridos

• Cadenas rectas o ramificadas de muchos monómeros
  de azúcar
• Los más comunes están compuestos enteramente por
  glucosa
• Celulosa
• Almidón
• Glicógeno

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Celulosa y Almidón

• Difieren en patrones de enlace entre monómeros
• Celulosa - resistente, indigerible, material
  estructural en plantas
• Almidón - fácilmente digerible, almacenamiento de
  azúcares en plantas

27
Celulosa y Almidón
Fig. 3-8, p.38
28
Glicógeno

• Forma de almacenamiento de azúcares en animales
• Gran almacenamiento en células musculares y
  hepáticas
• Cuando el azúcar en la sangre decrece, células
  del hígado degradan glicógeno y liberan glucosa

Fig. 3-9, p.38
29
Fig. 3-9, p.39
30
Quitina

• Polisacárido
• Grupos que contienen Nitrógeno se adhieren a los
  monómeros de glucosa
• Material estructural de partes duras de
  invertebrados, paredes celulares de muchos hongos

31
Quitina

• Quitina confiere protección en la cubierta de
  diversos animales (p.e. garrapatas)

Fig. 3-10a, p.39
32
Fig. 3-10b, p.39
33
Lípidos

• La mayoría incluyen ácidos grasos
• Grasas
• Fosfolípidos
• Ceras
• Esteroles y sus derivados no tienen ácidos grasos
• Tienden a ser insolubles en agua

34
Grasas

• Ácidos grasos unidos a glicerol
• Triglicéridos son los más comunes

Fig. 3-12, p.40
35
Ácidos grasos

• Grupo carboxilo (-COOH) en un extremo
• Cadena de carbonos (hasta 36 C)
• Saturados Enlaces símples entre carbonos
• Insaturados Uno o más dobles enlaces

36
Tres ácidos grasos
Fig. 3-11, p.40
37
Fig. 3-12a, p.40
38
Fosfolípidos

• Principales componentes de la membrana celular

39
Ceras

• Ácidos grasos de cadena larga unidos a alcoholes
  largos o anillos de carbono
• Consistencia firme, repelen agua
• Importantes en aislamiento del agua

40
Ceras

• Abejas construyen panales con sus propias ceras

Fig. 3-14, p.41
41
Esteroles y sus derivados

• Sin ácidos grasos
• Esqueleto rígido de 4 anillos de carbono unidos
• Colesterol el más común en animales

Fig. 3-14, p.41
42
Colesterol
43
Estructura de aminoácidos
carboxyl group
amino group
R group
44
Propiedades de los aminoácidos

• Determinados por el grupo R
• Aminoácidos pueden ser
• No-polares
• Sin carga, polares
• Con carga positiva, polares
• Con carga negativa, polares

45
Síntesis proteica

• Proteína es una cadena de aminoácidos unidos por
  enlaces peptídicos
• Enlace peptídico
• Tipo de enlace covalente
• Une el grupo amino de un aminoácido con el
  carboxilo de otro
• Se forma a través de una reacción de condensación

46
(No Transcript)
47
Fig. 3-15b, p.42
48
Fig. 3-15c, p.42
49
Fig. 3-15d, p.42
50
Fig. 3-15e, p.42
51
Estructura primaria

• Secuencia de aminoácidos
• Única para cada proteína
• 2 aminoácidos unidos dipéptido
• 3 o más polipéptido

one peptide group
52
Estructura secundaria

• Puentes de hidrógeno y posición de los grupos R
  definen la forma que adquiere la cadena simple
• Con frecuencia se producen estructuras en lámina
  (hoja) y hélice

53
Estructura secundaria
54
Estructura terciaria
Grupo hemo

• Estructura tridimensional que adquiere la
  proteína por las interacciones

Estructura helicoidal de una globulina
55
Estructura cuaternaria

• Integración de diferentes cadenas peptídicas

Hemoglobina
56
alfa globulina
alfa globulina
hemo
beta globulina
beta globulina
Fig. 3-17, p.44
57
Polipéptidos con compuestos orgánicos adheridos

• Lipoproteínas
• Proteínas combinadas con colesterol,
  triglicéridos, fosfolípidos
• Glicoproteínas
• Proteínas combinadas con oligosacáridos

58
Desnaturalización

• Pérdida de la forma tridimensional
• Ruptura de los enlaces débiles
• Causas de desnaturalización
• pH
• Temperatura
• La destrucción de la forma de la proteína impide
  su funcionamiento

59
a Secuencia normal de aminoácidos al inicio de la
?- hemoglobina
GLUTAMATE
VALINE
HISTIDINE
LEUCINE
THREONINE
PROLINE
GLUTAMATE
Fig. 3-18a, p.45
60
b Sustitución de un aminoácido resulta en una ?-
hemoglobina anormal en (HbS)
VALINE
HISTIDINE
LEUCINE
THREONINE
PROLINE
VALINE
GLUTAMATE
Fig. 3-18b, p.45
61
c Glutamato posee carga neta negativa valina no
tiene carga. Esta diferencia origina una sección
pegajosa y repelente al agua de las cadenas beta
(HbS). Esto causa que los eritrocitos adquieran
una forma alterada que provoca la anemia
falciforme.
Célula falciforme
Célula normal
Fig. 3-18c, p.45
62
Agregación de células en las vías vasculares
Problemas circulatorios, daño cerebral, pulmonar,
cardiaco, del esqueleto y los músculos, intestino
y riñones.
Fallo cardíaco, parálisis, neumonía, reumatismo,
dolor intestinal y falla renal
Bazo conserva las células anormales
Alargamiento del bazo
Sistema inmune afectado
Rápida destrucción de células dañadas
Anemia, debilidad y fatiga, desarrollo
deteriorado,dilatación del corazón
Fig. 3-18d, p.45
63
Estructura de los Nucleótidos

• Azúcar
• Ribosa or desoxirribosa
• Al menos un grupo fosfato
• Base
• Nitrogenada
• Estructura de 1 o 2 anillos

64
Función de los nucleótidos

• Acarreadores energéticos
• Coenzimas
• Mensajeros químicos
• Constituyentes de los ácidos nucleicos

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Nucléotido ATP
base
Tres grupos fosfato
azúcar
66
Ácidos nucleicos
Adenina
Citosina

• Compuestos por nucleótidos
• De una hebra o dos
• Esqueleto de azúcar-fosfato

67
Enlaces entre nucleótidos en Ácidos Nucleicos
Fig. 3-20, p.46
68
ADN

• Doble hebra
• 4 tipos de nucléotidos
• A se enlaza con T
• C se enlaza con G

69
ARN

• Hebra simple
• 4 Tipos de nucleótidos (U en lugar de T)
• 3 tipos de ARN involucrados en la síntesis de
  proteínas

70
(No Transcript)