Biomoléculas

BIOQUIMICA Y FISIOLOGÍA MICROBIANA
Dra. Yenizey Merit Alvarez Cisneros
Moléculas importantes para la vida
Compuestos Orgánicos
(contienen carbono e hidrógeno) y
forma enlaces covalentes
Compuestos Inorgánicos 1- 1.5%
(Estructuras simples con enlaces
iónicos)
•
•
•
•
•
•
•
•
Azucares
Aminoácidos
Vitaminas
Ácidos grasos
Agua
CO2
Sales
Ácidos y Bases
Compuestos orgánicos
• Estructura y composición química
1. Los cuatro electrones externos del carbono
pueden participar en cuatro enlaces
covalentes.
2. Otros elementos:
Hidrógeno (un enlace)
Oxígeno y Azufre (dos enlaces)
Nitrógeno (tres enlaces)
Fósforo (cinco enlaces)
3.- Esqueleto de carbono con un grupo funcional
Grupos funcionales
• Las propiedades de las diferentes biomoléculas dependen
de las características de sus grupos funcionales.
• Los grupos funcionales mas importantes son:
1.Hidroxilo (-OH)
2.Carbonilo (-CO)
3.Carboxilo (-COO)
4.Amino (-NH2)
5.Sulfhidrilo (-SH)
6.Fosfato (-PO4)
Los grupos hidroxilo y carbonilo
• El oxígeno se encuentra en estos dos grupos funcionales
 Los grupos hidroxilo tienen un hidrógeno apareado con
un átomo de oxígeno (simbolizado como - OH). No son
reactivos, pero forman puentes de hidrógeno que
contribuyen para hacer las moléculas solubles en la
agua.
 alcoholes, azúcares y lípidos.
 Los grupos carbonilo tienen un átomo de oxígeno con
doble ligadura a un átomo de carbono (simbolizado
como C=O) y contribuyen a hacer moléculas solubles en
el agua.
Los grupos carbonilo tienen dos formas:
1. Grupo aldehído
2. Grupo cetona,
*Todas las azúcares tienen un grupo cetona o un grupo aldehído.
El grupo carboxilo: Ácidos
• Tiene grupos carbonilo e hidroxilo en el
mismo átomo de carbono (COOH).
• Los grupos carboxilo son ácidos débiles,
disociándose parcialmente para liberar iones
de hidrógeno (H+).
• Las moléculas que contienen grupos
carboxilo se llaman ácidos carboxílicos, y se
disocian parcialmente en H+ y COO-.
• Son comunes en muchas moléculas
biológicas, incluyendo aminoácidos y los
ácidos grasos
El grupo amino: Bases
• El nitrógeno en las moléculas biológicas comúnmente
se encuentra en forma de grupos amino (- NH2).
• Son compuestos básicos, y frecuentemente llegan a
ser ionizados por la adición de un ion de hidrógeno
(H +), formando grupos amino positivamente
cargados (- NH3+).
El grupo sulfhidrilo
• El azufre se encuentra principalmente en las proteínas y
aminoácidos, en forma de sulfhidrilo (-SH) o grupos disulfuro (S-S-).
• Dos grupos sulfhidrilo pueden interactuar para formar un grupo
disulfuro.
El grupo fosfato
• El grupo funcional más común en las moléculas orgánicas es el grupo
fosfato (-PO4- 3). En las moléculas biológicas, el fósforo está presente
principalmente en la forma de grupos de fosfato ácido (HPO4-2).
Ácido fosfórico (H3PO4)
H2PO4-1
HPO4-2
PO4-3
• Aunque todas estas formas químicas coexisten en equilibrio en el agua, la
convención en biología es representar al ion de fosfato en su forma de
doble carga, a menudo abreviada por el símbolo Pi, "fosfato inorgánico.”
• Los grupos fosfato se encuentran en el ADN y ARN, y en ciertos lípidos.
Están involucrados en el almacenamiento biológico y liberación de energía
como ATP.
• Los compuestos orgánicos que se encuentran en los
organismos vivos son bastante complejos y estables.
• Las moléculas orgánicas pequeñas pueden
combinarse para formar macromoléculas.
• Las macromoléculas son polímeros (poli=muchos;
meros partes) formados covalentemente de
monómeros (mono=uno).
• La unión de dos monómeros :
“síntesis por deshidratación”
R-OH + H-R´
R-R’ + H2O
Hidratos de carbono
• Sinónimos: glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o
sacáridos.
• Moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y
oxígeno (2H: O).
C5H10O5
C6H12O6
C12H22O11
• Solubles en agua y se clasifican de acuerdo a la cantidad de
carbonos o por el grupo funcional (aldehído ó cetona).
• Son la forma biológica primaria de almacenamiento y consumo
de energía.
Clasificación:
• Monosacáridos (1)
• Disacáridos (2)
• Oligosacáridos (3-10)
• Polisacáridos (>10)
“Sacchar”= azúcar
Monosacáridos
• Formados por una sola molécula y no pueden ser hidrolizados a glúcidos
más pequeños.
• Tienen un grupo carbonilo y grupos hidroxilo (polialcoholes).
• Clasificación de acuerdo a tres características diferentes:
aldehído(aldosa)
La posición del grupo carbonilo
Número de átomos de carbono
cetona (cetosa)
Triosas
Tetrosas
Pentosas
Hexosas
Quiralidad: La designación D o L es realizada de acuerdo a la orientación del
carbono asimétrico más alejados del grupo carbonilo: si el grupo hidroxilo está a
la derecha de la molécula es un azúcar D, si está a la izquierda es un azúcar L
Disacáridos
• Glúcidos formados por dos moléculas de monosacáridos (deshidratación).
• Pueden dividirse en moléculas más pequeñas y simples (hidrólisis).
• Los dos monosacáridos se unen mediante un enlace covalente conocido
como enlace glucosídico.
Lactosa
Galactosa
Glucosa
Polisacáridos
• Pueden tener o carecer de cadenas
ramificadas de más de diez
monosacáridos.
• Los polisacáridos representan una
clase importante de polímeros
biológicos y su función en los
organismos vivos está relacionada
usualmente con estructura o
almacenamiento.
• El almidón es usado como una forma
de almacenar monosacáridos en las
plantas,
• El glucógeno es usado en animales.
• La celulosa y la quitina son
polisacáridos estructurales. Se
encuentra en la pared celular de
plantas y hongos.
Amilopectina
Lípidos
• Son un conjunto de moléculas orgánicas compuestas
principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida
oxígeno.
• Son moléculas hidrofóbicas, insolubles en agua (apolares);
pero solubles en solventes no polares (benceno, éter y
cloroformo).
• Cumplen funciones diversas: reserva energética, estructura y
reguladora.
Fosfolípidos
Clasificación
Simples
Triglicéridos
“grasas o aceites”
Saponificables
“ácido graso”
Fosfolípidos
Complejos
Lípidos
Insaponificables
Esteroides
Colesterol
“esterol”
Síntesis de lípido simple “Triglicérido”
Proteínas
• Moléculas orgánicas que contienen carbono, hidrogeno,
oxigeno y nitrógeno.
• Los elementos constitutivos de las proteínas son los
aminoácidos.
Niveles estructurales
Ácidos Nucleicos
• Ácido desoxirribonucleico (ADN) y Ácido
ribonucleico (ARN)
• Nucleótido: Una base nitrogenada, una
pentosa y un grupo fosfato.
• Purinas: estructuras de doble anillo (A y G)
• Pirimidinas: estructuras con un solo anillo
(C, T y U).
• Nucleósido: combinación de una base
nitrogenada con una pentosa .
• Cada cadena de ADN tiene un esqueleto
formado de desoxirribosa y grupos fosfato
alternados
5’-------3’
Adenosintrifosfato (ATP)
Principal molécula transportadora de energía en la célula e indispensable para
que vivan. Almacena la energía liberada en reacciones químicas y proporciona
la energía necesaria en el metabolismo.
Molecula de alta energía: Libera energía utilizable cuando se hidroliza en ADP.
Adenosina