gestión académica

CÓDIGO: PA-01-01
GESTIÓN ACADÉMICA
VERSIÓN: 2.0
GUÍA DIDÁCTICA 2
¡HACIA LA EXCELENCIA… COMPROMISO DE TODOS…!
I.E. COLEGIO ANDRÉS BELLO
FECHA: 19-06-2013
PÁGINA: 1 de 14
Nombres y Apellidos del Estudiante:
Grado:11
Periodo: 4
Docente: Adriana Gutiérrez Rivas
Duración: 12 horas
Área: Ciencias Naturales
Asignatura: Química
ESTÁNDAR:
Relaciono la estructura de las moléculas orgánicas e inorgánicas con sus propiedades físicas y químicas y su
capacidad de cambio químico.
INDICADORES DE DESEMPEÑO:
Reconoce la función que realizan en el organismo, lípidos, ácidos nucleicos, vitaminas y hormonas.
EJE(S) TEMÁTICO(S):
Lípidos, ácidos nucleicos, vitaminas y hormonas.
MOMENTO DE REFLEXIÓN
“Para ser un gran campeón, tienes que creer que eres el mejor, si no lo eres, haz como si lo fueras”
Muhammad Ali.
ORIENTACIONES
En esta guía encontrarás una serie de actividades que te permitirán centrarte más en el estudio de la investigación
científica. El desarrollo juicioso y responsable de las siguientes actividades te asegura, en alto porcentaje, un éxito no
solo en las pruebas de estado sino en la comprensión del mundo científico y en la resolución de problemas
relacionados con las ciencias y con tu cotidianidad. Así que ADELANTE.
EXPLORACIÓN
Los lípidos son un conjunto de moléculas
orgánicas,
la
mayoría biomoléculas,
compuestas
principalmente
por carbono e hidrógeno y
en
menor
medida oxígeno, aunque también pueden
contener fósforo, azufre y nitrógeno. Tienen
como
característica
principal
el
ser hidrófobas (insolubles en agua) y solubles
en disolventes orgánicos como la bencina,
el benceno y el cloroformo. En el uso
coloquial, a los lípidos se les llama
incorrectamente grasas, ya que las grasas son
sólo un tipo de lípidos procedentes
de animales. Los lípidos cumplen funciones
diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (como los triglicéridos), la estructural (como
los fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora (como las hormonas esteroides).
CONCEPTUALIZACIÓN
LÍPIDOS, ÁCIDOS NUCLEICOS, VITAMINA Y HORMONAS
Lípidos
Los lípidos, a diferencia de los carbohidratos y las proteínas, conforman un grupo de compuestos orgánicos con
estructuras químicas diversas, pero que tienen en común un solo rasgo: son insolubles en agua u muy solubles en
compuestos no polares. Así mismo, las funciones que cumplen en los organismos vivos son muy diversas, como
veremos enseguida.
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Estructura y clasificación
Dentro de los lípidos podemos encontrar funciones orgánicas diversas, como ésteres, amidas, alcoholes y acetales,
entre otros. Igualmente, muestran una gran variedad estructural, desde cadenas hidrocarbonadas lineales, y no
ramificadas hasta diversos compuestos cíclicos.
Lípidos hidrolizables
Los lípidos hidrolizables, se clasifican en: lípidos simples, compuestos, los lípidos no hidrolizables se clasifican
en isoprenoides y esteroides.
Los lípidos se clasifican en dependencia de las reacciones químicas que experimentan , de esta manera aquellos que
reaccionan con disolución de NaOH al 40%, originando sales, se denominan lípidos saponificables, y los que no
experimentan este tipo de reacción se consideran lípidos no saponificables.
Los Lípidos se pueden clasificar en dependencia de las funciones que realiza en los organismos vivos, encontrando en
la naturaleza aquellos que realizan la función de reserva y lípidos citoplasmáticos (presentes en orgánulos celulares,
mitocondrias y membrana celular).
Los lípidos también se clasifican considerando si aportan ácidos grasos que no son sintetizados por los organismos
animales, los que reciben el nombre de esenciales; y los no esenciales son producidos por el metabolismo animal no
necesitan ser ingeridos, son producto del metabolismo.
Ácidos grasos
Un ácido
graso es
una biomolécula de
naturaleza lipídica formada
por
una
larga
cadena hidrocarbonada lineal, de diferente longitud o
número de átomos de carbono, en cuyo extremo hay
un grupo carboxilo (son ácidos orgánicos de cadena
larga). Cada átomo de carbono se une al siguiente y
al
precedente
por
medio
de
un enlace
covalente sencillo o doble. Al átomo de su extremo le
quedan libres tres enlaces que son ocupados por
átomos de hidrógeno (H3C-). Los demás átomos
tienen libres dos enlaces, que son ocupados
igualmente por átomos de hidrógeno ( ... -CH2-CH2CH2- ...). En el otro extremo de la molécula se
encuentra el grupo carboxilo (-COOH) que es el que
se combina con uno de los grupos hidroxilos (-OH)
de la glicerina o propanotriol, reaccionando con él. El
grupo carboxilo tiene carácter ácido y el grupo
hidroxilo tiene carácter básico (o alcalino).
En general (aunque a veces no), podemos escribir un ácido graso genérico como R-COOH, en donde R es la cadena
hidrocarbonada que identifica al ácido en particular.
Los ácidos grasos forman parte de los fosfolípidos y glucolípidos, moléculas que constituyen la bicapa lipídica de
todas las membranas celulares. En los mamíferos, incluido el ser humano, la mayoría de los ácidos grasos se
encuentran en forma de triglicéridos, moléculas donde los extremos carboxílico (-COOH) de tres ácidos grasos
se esterifican con cada uno de los grupos hidroxilos (-OH) del glicerol(glicerina, propanotriol); los triglicéridos se
almacenan en el tejido adiposo (grasa). Por ejemplo:
Lípidos simples
Son esteres de ácidos grasos con diversos alcoholes.
Estas reacciones presentan un mayor grado de complejidad, debido a que los lípidos simples son compuestos que
presentan varios grupos funcionales, los lípidos simples son abundantes en las plantas y animales. En las plantas
superiores lignificadas se encuentran en el follaje, la corteza, ramas, semillas, flores, frutos y madera, ésta última
presenta bajos contenidos de ceras y glicéridos.
Características estructurales
Los lípidos simples son abundantes en la naturaleza en forma de: ceras y glicéridos. Los glicéridos a su vez se
encuentran en forma de grasas y aceites.
Las ceras son consideradas mezclas de ésteres de alta masa molecular formadas por ácidos grasos
y alcoholes monohidroxilados, donde n y m representan el número de veces que se repite el grupo CH2, entonces los
valores más frecuentes son: n = 8-18 y
m =16-36.
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Los glicéridos están constituidos por ácidos grasos de alta masa molecular y alcoholes trihidroxilados como el
propanotriol, glicerol o glicerina.
Los glicéridos pueden presentar un grupo hidroxilo esterificado, denominados monoacilglicérido, diacilglicérido
cuando presentan dos grupos hidroxilos esterificados y triacilglicérido, cuando se esterificaron los tres grupos
hidroxilos.
Los glicéridos cuando presentan cadenas carbonadas
saturadas reciben la denominación de grasas, todos los
átomos de carbono presentan hibridación sp3, excepto el
carbono del grupo funcional (éster), por lo que se deduce
que los ácidos grasos presentes en estas estructuras son de
cadenas saturadas.
Los aceites se caracterizan por presentar instauraciones o
sea la presencia de dobles enlaces en las cadenas de los
ácidos grasos que forman la estructura del glicérido, por
tanto no todos los átomos de carbono presentan hibridación
sp3, aparece una nueva funcionalidad, donde los átomos de
carbono presentan hibridación sp2 y diferente reactividad química, los ácidos grasos presentes son no saturados,
observe que los ácidos grasos saturados presentan un empaquetamiento u ordenamiento específico en las moléculas de
triglicérido lo que explica que las grasas sean sustancias sólidas, mientras que la estereoquímica particular de los
ácidos grasos que constituyen los aceites (ácidos grasos no saturados) con isomería geométrica, siendo más abundante
el isómero cis, proporciona un ordenamiento espacial diferente, lo cual se puede constatar en las figuras que aparecen
a continuación.
Los lípidos simples son sustancias neutras, solubles en solventes orgánicos de baja polaridad, insolubles en agua, con
olores característicos, su consistencia varía desde líquidos oleaginosos hasta sustancias semi-sólidas a sólidas.
Sus propiedades tales como acidez y grado de saturación, facilidad de saponificación están relacionadas con su
estructura química. Estas propiedades se pueden determinar mediante los siguientes índices:
Índice de yodo: gramos de yodo que se adicionan a 100 g de grasa o aceite, mide el grado de saturación de la grasa o
aceite.
Índice de acidez: es el número de miligramos de hidróxido de potasio que se necesitan para neutralizar 1 g de grasa o
aceite, es una medida de la acidez de los lípidos simples.
Índice de saponificación: miligramos de hidróxido de potasio que se necesitan para saponificar 1 g de grasa o aceite.
Los ácidos se clasifican en saturados y no saturados, son abundantes en el grano del maíz, fríjol de soya, grasa humana
y animal.
Materia prima
Ac. Palmítico Ac. Esteárico Ac. Oleico Ac. Linoleico
aceite de maíz
10
5
45
38
aceite de soya
10
-
25
55
Grasa de puerco 30
15
45
5
Mantequilla
25
10
35
-
Grasa humana
25
8
46
10
Isomería de los ácidos grasos presentes en los lípidos simples
Los ácidos grasos no saturados, pueden presentarse en la naturaleza con una instauración, con dos o más
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instauraciones e inclusive pueden presentar otros grupos funcionales tales como el grupo hidroxilo.
Los ácidos grasos no saturados presentan un doble enlace entre los átomos de carbono 9 y 10, y esta instauración es
responsable de la presencia de isómeros geométricos (cis-trans). Encontrándose estos ácidos en dos formas
diasterómeras diferentes.
Ceras
Las ceras son mezclas de ésteres de alta masa molecular,
constituidas por ácidos grasos y alcoholes monohidroxilados, son
abundantes en la naturaleza, las mismas pueden ser obtenidas
de fuentes animales y plantas ejemplos de ellas tenemos la cera
de abeja, la cera de carnauba, la lanolina, en los árboles forestales
se puede encontrar la cera del follaje de conífera y de varios tipos
de latifolias.
Propiedades químicas
Descomposición térmica: cuando se realiza un calentamiento excesivo de las grasas, los glicéridos se descomponen y
la glicerina separada se transforma propenal o acroleína, de olor repugnante.
Enranciamiento: algunas grasas, al estar en contacto un cierto tiempo al aire, a temperatura ambiente, adquieren un
olor y sabor desagradables.
Reacción de adición: son específicas de grasas que contienen insaturaciones, en las cuales se puede adicionar,
diferentes grupos, como halógenos o hidrogeno.
Propiedades físicas
Las grasas son por o general de origen animal, como la mantequilla; mientras loa aceites provienen de fuentes
vegetales, como el aceite de maíz. En general lo lípidos son sustancias de color blanco o amarillento, untuosos al tacto
e insípidos; menos densos que el agua.
Jabones y Detergentes
Como materia prima para la fabricación de jabones se puede emplear sebos, grasas, aceites de oliva, aceites de maní,
de sésamo etc.
Acción limpiadora de los jabones
La acción limpiadora de los jabones se basa en que estas moléculas son anfipáticas, es decir, poseen un extremo polar
e hidrolífico, correspondiente al ión alcalino que forma la sal carboxilato. El extremo opuesto es apolar e hidrofóbico y
corresponde a la cadena hidrocarbonada del ácido graso. Esta condición hace que, cuando las moléculas de jabón se
encuentran en solución acuosa, forma agregados semiesféricos en los cuales las colas hidrofóbicas se ubican en el
interior, lejos del agua circundante, mientras las cabezas hidrofílicas se localizan en la superficie de los agregados o
micelas. Estas micelas pueden envolver gránulos apolares de suciedad (frecuentemente grasas) y permitir así que sean
lavados por enjuague.
Las ceras debido a la presencia del enlace éster experimenta reacciones de sustitución nucleofílica. La hidrólisis en
medio alcalino produce sales de ácidos grasos y alcoholes monohidroxilados y en un medio ácido origina ácidos
grasos y alcoholes de la misma naturaleza (monohidroxilados).
La ecuación general que representa la hidrólisis alcalina de una cera se muestra a continuación:
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Saponificación
El jabón es una mezcla sales de metales alcalinos
(usualmente sales de sodio), provenientes de ácidos
de 16, a 18 átomos de carbono, pero pueden
contener sales de sodio de ácidos carboxílicos de
baja masa molecular.
La preparación o manufactura del jabón no ha
variado mucho, se usan las mismas técnicas que
antiguamente, se trata la grasa o aceite con
disolución de NaOH al 40%, mediante la reacción
conocida como Saponificación, entonces se produce
la hidrólisis de los triglicéridos formando ácidos
grasos y glicerol o glicerina los ácidos se convierten
en sales en presencia de una base.
Lípidos compuestos
Corresponden a ésteres de ácidos grasos que contienen otros grupos químicos además del alcohol y el ácido.
Dependiendo del grupo adicional presente, se dividen en fosfolípidos y glicolípidos.
Fosfolípidos
Los fosfolípidos son un tipo de lípidos anfipáticos compuestos por una molécula de glicerol, a la que se unen
dos ácidos grasos (1,2-diacilglicerol) y un grupo fosfato. El fosfato se une mediante un enlace fosfodiéster a otro grupo
de átomos, que generalmente contienen nitrógeno, como colina, serinao etanolamina y muchas veces posee una carga
eléctrica. Todas las membranas plasmáticas activas de las células poseen una bicapa de fosfolípidos.
Glicolípidos
Los glucolípidos (o glicolípidos) o glucoesfingolípidos (o glicoesfingolípidos) son esfingolípidos compuestos por
una ceramida (esfingosina + ácido graso) y un glúcido de cadena corta; carecen de grupo fosfato. Los glucolípidos
forman parte de la bicapa lipídica de la membrana celular; la parte glucídica de la molécula está orientada hacia el
exterior de la membrana plasmática y es un componente fundamental del glicocálix, donde actúa en el reconocimiento
celular y como receptores antigénicos.
Entre
los
principales
glúcidos
que
forman
parte
de
los
glucolípidos
encontramos
a
la galactosa, manosa, fructosa, glucosa, N-acetilglucosamina, N-acetilgalactosamina y el ácido siálico.
Dependiendo del glucolípido, la cadena glucídica puede contener, en cualquier lugar, entre uno y
quince monómeros de monosacárido. Al igual que la cabeza de fosfato de un fosfolípido, la cabeza de carbohidrato de
un glucolípido es hidrofílica, y las colas de ácidos grasos son hidrofóbicas. En solución acuosa, los glucolípidos se
comportan de manera similar a los fosfolípidos.
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Testosterona
Progesterona
Lípidos no hidrolizables
A diferencia de los lípidos hidrolizables, este tipo de lípidos no experimentan hidrólisis cuando se trata con ácidos o
bases fuertes. Esto se debe a que no contiene grupo éster:
Este grupo incluye compuestos con estructuras diversas. Veamos.
Esteroides
Los esteroides son
derivados
del
núcleo
del ciclopentanoperhidrofenantreno o esterano que
se
compone
de carbono e hidrógeno formando cuatro anillos fusionados, tres
hexagonales y uno pentagonal; posee 17 átomos de carbono. En los
esteroides esta estructura básica se modifica por adición de diversos grupos
funcionales,
como carbonilos e hidroxilos (hidrófilos)
o
cadenas
hidrocarbonadas (hidrófobas).
El núcleo de esterano es bastante rígido con una estructura prácticamente plana. Las sustancias derivadas de este
núcleo posee grupos metilo (-CH3) en las posiciones 10 y 13 que representan los carbonos 18 y 19, así como un
carbonilo o un hidroxilo en el carbono 3; generalmente existe también una cadena hidrocarbonada lateral en el carbono
17; la longitud de dicha cadena y la presencia de metilos, hidroxilos o carbonilos determina las diferentes estructuras
de estas sustancias.
Icosanoides
son un grupo de moléculas de carácter lipídico originadas de la oxigenación de los ácidos grasos esenciales de 20
carbonos tipo omega-3 y omega-6. Cumplen amplias funciones como mediadores para el sistema nervioso central, los
eventos de la inflamación y de la respuesta inmune tanto en vertebrados como en invertebrados.
Todos
los
Icosanoides
son
moléculas
de
20 átomos de carbono y
están
agrupados
en prostaglandinas, tromboxanos, leucotrienos, y ciertos hidroxiácidos precursores de los leucotrienos. Constituyen las
moléculas involucradas en las redes de comunicación celular más complejas del organismo animal, incluyendo el ser
humano.
Estructura de algunos Icosanoides
Prostaglandina E1. El anillo de 5 Tromboxano A2. Los oxígenos se Leucotrieno B4. Note los tres
lados es característico de su clase. han adentrado en el anillo.
doble enlaces conjugados.
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Prostaciclina I2. El segundo anillo lo distingue de las Leucotrieno E4, un ejemplo de un Leucotrieno
prostaglandinas.
"cisteinilo".
Los terpenoides son a menudo llamados isoprenoides teniendo en cuenta que el isopreno es su precursor biológico.
Presentan una gran variedad estructural, derivan de la fusión repetitiva de unidades ramificadas de cinco carbonos
basadas en la estructura del isopentenilo, son monómeros considerados como unidades isoprénicas y se clasifican por
el número de unidades de cinco carbonos que contienen en mono, sesqui, di, tri, tetraterpenos,…. Los productos que
provienen del metabolismo del isopreno abarcan a los terpenos, los carotenos, las vitaminas, los esteroides, etc. La
biogénesis de los terpenoides se puede dividir en cuatro etapas generales, que son:
Etapa 1: Síntesis del isopentenilpirofosfato (IPP): Vía ácido mevalónico (MVA) o vía no de ácido mevalónico o vía de
1-desoxi-D-xilosa-5-fosfato (DOXP).
Etapa 2: Isomerización del IPP a dimetilalilpirofosfato (DMAPP), adición repetitiva de IPP y DMAPP.
Etapa 3: Elaboración de moléculas de prenilpirofosfato.
Etapa 4: Modificaciones enzimáticas de los esqueletos.
Ácidos nucleicos
Los ácidos nucleicos son grandes polímeros formados por la repetición
de monómeros denominados nucleótidos, unidos mediante enlaces fosfodiéster.
Se forman, así, largas cadenas; algunas moléculas de ácidos nucleicos llegan a
alcanzar tamaños gigantescos, con millones de nucleótidos encadenados. Los
ácidos nucleicos almacenan la información genética de los organismos vivos y
son los responsables de la transmisión hereditaria. Existen dos tipos básicos,
el ADN y el ARN.
El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Friedrich Miescher, quien
en el año 1869 aisló de los núcleos de las células una sustancia ácida a la que
llamó nucleína, nombre que posteriormente se cambió a ácido nucléico.
Bases nitrogenadas
Las bases nitrogenadas son compuestos orgánicos cíclicos, que incluyen dos o más átomos de nitrógeno. Son parte
fundamental de los nucleósidos, nucleótidos, nucleótidos cíclicos (mensajeros intracelulares), dinucleótidos (poderes
reductores) y ácidos nucleicos. Biológicamente existen seis bases nitrogenadas principales (en realidad hay muchas
más), que se clasifican en tres grupos, bases isoaloxazínicas (derivadas de la estructura de la isoaloxazina), bases
púricas o purinas (derivadas de la estructura de la purina) y bases pirimidinas (derivadas de la estructura de
la pirimidina). La flavina (F) es isoaloxazínica, la adenina (A) y la guanina (G) son púricas, y la timina (T),
la citosina (C) y el uracilo(U) son pirimidínicas. Por comodidad, cada una de las bases se representa por la letra
indicada. Las bases A, T, G y C se encuentran en el ADN, mientras que en el ARN en lugar de timina aparece
el uracilo.
Pentosas
Son monosacáridos (glúcidos simples) formados por una cadena de
cinco átomos de carbono. Como en los demás monosacáridos aparecen en su
estructura grupos hidroxilo (OH). Además, también pueden llevar grupos
cetónicos o aldehídicos. La fórmula general de las pentosas es C 5H10O5. A
continuación se citan algunas pentosas:
Aldopentosas: Como su nombre lo indica contienen la función aldehído. Una
de las más importantes es la ribosa, la cual hace parte de los nucleótidos que forman el ARN. A partir de la ribosa se
puede obtener la desoxirribosa, la cual forma parte del ADN.
Nucleósidos
Un nucleósido es una molécula monomérica orgánica que integra las macromoléculas de ácidos nucleicos que resultan
de la unión covalente entre una base nitrogenada con una pentosa que puede ser ribosa o desoxirribosa. Ejemplos de
nucleósidos son la citidina, uridina, adenosina, guanosina, timidina y la inosina.
Los nucleósidos pueden combinarse con un grupo fosfórico (ácido fosfórico: H 3PO4) mediante
determinadas quinasas de la célula, produciendo nucleótidos, que son los componentes moleculares básicos del ADN y
el ARN.
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Los nucleósidos pueden ser de dos tipos, dependiendo de la pentosa que contengan:
Ribonucleósidos: la pentosa es la ribosa
Desoxirribonucleósidos: la pentosa es la 2-desoxirribosa
Estructura de los nucleótidos
Cada nucleótido es un ensamblado de tres componentes:
Bases nitrogenadas: derivan de los compuestos heterocíclicos aromáticos purina y pirimidina.
Bases nitrogenadas purínicas: son la adenina (A) y la guanina (G). Ambas forman parte del ADN y del ARN.
Bases nitrogenadas pirimidínicas: son la timina (T), la citosina (C) y el uracilo (U). La timina y la citosina intervienen
en la formación del ADN. En el ARN aparecen la citosina y el uracilo.
Bases nitrogenadas isoaloxacínicas: la flavina (F). No forma parte del ADN o del ARN, pero sí de algunos compuestos
importantes como el FAD.
Pentosa: el azúcar de cinco átomos de carbono; puede ser ribosa (ARN) o desoxirribosa (ADN). La diferencia entre
ambos es que el ARN si posee un grupo OH en el segundo carbono.
Ácido fosfórico: de fórmula H3PO4. Cada nucleótido puede contener uno (nucleótidos-monofosfato, como el AMP),
dos (nucleótidos-difosfato, como el ADP) o tres (nucleótidos-trifosfato, como el ATP) grupos fosfato.
Ácido desoxirribonucleico
El ácido desoxirribonucleico, frecuentemente abreviado como ADN (y también DNA, del inglés deoxyribonucleic
acid), es un tipo de ácido nucléico, una macromolécula que forma parte de todas las células. Contiene la
información genética usada en el desarrollo y el funcionamiento de los organismos vivos conocidos y de algunos virus,
y es responsable de su transmisión hereditaria.
Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímero de nucleótidos, es decir, un polinucleótido. Un polímero es
un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre sí, como si fuera un largo tren formado
por vagones. En el ADN, cada vagón es un nucleótido, y cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar
(la desoxirribosa),
una base
nitrogenada (que
puede
ser adenina→A, timina→T, citosina→C o guanina→G) y un
grupo fosfato que actúa como enganche de cada vagón con el
siguiente. Lo que distingue a un vagón (nucleótido) de otro es,
entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ADN
se especifica nombrando sólo la secuencia de sus bases. La
disposición secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la
cadena (el ordenamiento de los cuatro tipos de vagones a lo
largo de todo el tren) es la que codifica la información
genética: por ejemplo, una secuencia de ADN puede
ser ATGCTAGATCGC... En los organismos vivos, el ADN se
presenta como una doble cadena de nucleótidos, en la que las
dos hebras están unidas entre sí por unas conexiones
denominadas puentes de hidrógeno.
Estructura
El ADN es una molécula bicatenaria, es decir, está formada por dos cadenas dispuestas de forma antiparalela y con las
bases nitrogenadas enfrentadas. En su estructura tridimensional, se distinguen distintos niveles:
Estructura primaria:
Secuencia de nucleótidos encadenados. Es en estas cadenas donde se encuentra la información genética, y dado que el
esqueleto es el mismo para todos, la diferencia de la información radica en la distinta secuencia de bases nitrogenadas.
Esta secuencia presenta un código, que determina una información u otra, según el orden de las bases.
Estructura secundaria:
Es una estructura en doble hélice. Permite explicar el almacenamiento de la información genética y el mecanismo de
duplicación del ADN. Fue postulada por Watson y Crick, basándose en la difracción de rayos X que habían realizado
Franklin y Wilkins, y en la equivalencia de bases de Chargaff, según la cual la suma de adeninas más guaninas es igual
a la suma de timinas más citosinas.
Es una cadena doble, dextrógira o levógira, según el tipo de ADN. Ambas cadenas son complementarias, pues la
adenina y la guanina de una cadena se unen, respectivamente, a la timina y la citosina de la otra. Ambas cadenas son
antiparalelas, pues el extremo 3´ de una se enfrenta al extremo 5´ de la homóloga.
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Existen tres modelos de ADN. El ADN de tipo B es el más abundante y es el que tiene la estructura descrita por
Watson y Crick.
Estructura terciaria:
Se refiere a cómo se almacena el ADN en un espacio reducido, para formar los cromosomas. Varía según se trate de
organismos procariotas o eucariotas:
En procariotas el ADN se pliega como una súper-hélice, generalmente en forma circular y asociada a una pequeña
cantidad de proteínas. Lo mismo ocurre en orgánulos celulares como las mitocondrias y en los cloroplastos.
En eucariotas, dado que la cantidad de ADN de cada cromosoma es muy grande, el empaquetamiento ha de ser más
complejo y compacto; para ello se necesita la presencia de proteínas, como las histonas y otras proteínas de naturaleza
no histónica (en los espermatozoides estas proteínas son las protaminas).
Ácido Ribonucleico
El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido nucléico formado por una cadena de ribonucleótidos. Está presente
tanto en las células procariotas como en las eucariotas, y es el único material genético de ciertos virus (virus ARN). El
ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra.
En los organismos celulares desempeña diversas funciones. Es la molécula que dirige las etapas intermedias de
la síntesis proteica; el ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir esta información vital durante la
síntesis de proteínas (producción de las proteínas que necesita la célula para sus actividades y su desarrollo). Varios
tipos de ARN regulan la expresión génica, mientras que otros tienen actividad catalítica. El ARN es, pues, mucho más
versátil que el ADN.
Estructura
Como el ADN, el ARN está formado por una cadena de monómeros repetitivos llamados nucleótidos. Los nucleótidos
se unen uno tras otro mediante enlaces fosfodiéster cargados negativamente.
Cada
nucleótido
está
formado por una
molécula
de monosacárido de
cinco carbonos (pentosa)
llamada ribosa (desoxirribosa en el ADN), un grupo fosfato, y uno de cuatro posibles compuestos nitrogenados
llamados bases: adenina, guanina, uracilo (timina en el ADN) y citosina.}
Comparación entre el ARN y el ADN
ARN
ADN
Pentosa
Ribosa
Desoxirribosa
Purinas
Adenina y Guanina Adenina y Guanina
Pirimidinas Citosina y Uracilo Citosina y Timina
Tipos de ARN
ARN mensajero, el ARN mensajero (ARNm o RNAm) lleva la información sobre la secuencia de aminoácidos de la
proteína desde el ADN, lugar en que está inscrita, hasta el ribosoma, lugar en que se sintetizan las proteínas de la
célula. Es, por tanto, una molécula intermediaria entre el ADN y la proteína y el apelativo de "mensajero" es del todo
descriptivo. En eucariotas, el ARNm se sintetiza en el nucleoplasma del núcleo celular y de allí accede al citosol,
donde se hallan los ribosomas, a través de los poros de la envoltura nuclear.
ARN de transferencia. Los ARN de transferencia (ARNt o tRNA) son cortos polímeros de unos 80 nucleótidos que
transfiere un aminoácido específico al polipéptido en crecimiento; se unen a lugares específicos del ribosoma durante
la traducción. Tienen un sitio específico para la fijación del aminoácido (extremo 3') y un anticodón formado por un
triplete de nucleótidos que se une al codón complementario del ARNm mediante puentes de hidrógeno.
Vitaminas
Las vitaminas son compuestos heterogéneos imprescindibles para la vida, que al ingerirlos de forma equilibrada y en
dosis esenciales promueven el correcto funcionamiento fisiológico. La mayoría de las vitaminas esenciales no pueden
ser sintetizadas (elaboradas) por el organismo, por lo que éste no puede obtenerlas más que a través de la ingesta
equilibrada de vitaminas contenidas en los alimentos naturales. Las vitaminas son nutrientes que junto con otros
elementos nutricionales actúan como catalizadoras de todos los procesos fisiológicos (directa e indirectamente).
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Clasificación de las vitaminas
Las vitaminas se pueden clasificar según su solubilidad: si lo son en agua hidrosolubles o si lo son
en lípidos liposolubles. En los seres humanos hay 13 vitaminas que se clasifican en dos grupos: (9) hidrosolubles (8
del complejo B y la vitamina C) y (4) liposolubles (A, D, E y K).
Funciones
Vitaminas Liposolubles
Las vitaminas liposolubles, A, D, E y K, se consumen junto con alimentos que contienen grasa.
Son las que se disuelven en grasas y aceites. Se almacenan en el hígado y en los tejidos grasos, debido a que se pueden
almacenar en la grasa del cuerpo no es necesario tomarlas todos los días por lo que es posible, tras un consumo
suficiente, subsistir una época sin su aporte.
Si se consumen en exceso (más de 10 veces las cantidades recomendadas) pueden resultar tóxicas. Esto les puede
ocurrir sobre todo a deportistas, que aunque mantienen una dieta equilibrada recurren a suplementos vitamínicos en
dosis elevadas, con la idea de que así pueden aumentar su rendimiento físico. Esto es totalmente falso, así como la
creencia de que los niños van a crecer si toman más vitaminas de las necesarias.
Las Vitaminas Liposolubles son:
Vitamina A (Retinol) Vitamina D (Calciferol) Vitamina E (Tocoferol) Vitamina K (Antihemorrágica)
Vitaminas Hidrosolubles
Las vitaminas hidrosolubles son aquellas que se disuelven en agua. Se trata de coenzimas o precursores de coenzimas,
necesarias para muchas reacciones químicas del metabolismo.
Se caracterizan porque se disuelven en agua, por lo que pueden pasarse al agua del lavado o de la cocción de los
alimentos. Muchos alimentos ricos en este tipo de vitaminas no nos aportan al final de prepararlos la misma cantidad
que contenían inicialmente. Para recuperar parte de estas vitaminas (algunas se destruyen con el calor), se puede
aprovechar el agua de cocción de las verduras para caldos o sopas.
A diferencia de las vitaminas liposolubles no se almacenan en el organismo. Esto hace que deban aportarse
regularmente y sólo puede prescindirse de ellas durante algunos días.
El exceso de vitaminas hidrosolubles se excreta por la orina, por lo que no tienen efecto tóxico por elevada que sea su
ingesta, aunque se podría sufrir anormalidades en el riñón por no poder evacuar la totalidad de líquido.
Principales vitaminas
Vitamina A
La vitamina A, retinol o antixeroftálmica es una vitamina liposoluble; ayuda a la formación y mantenimiento
de dientes sanos y tejidos blandos y óseos, de las membranas mucosas y de la piel. La vitamina A es un nutriente
esencial para el ser humano. Se conoce también como retinol, ya que genera pigmentos necesarios para el
funcionamiento de la retina. Desempeña un papel importante en el desarrollo de una buena visión, especialmente ante
la luz tenue. También se puede requerir para la reproducción y la lactancia. El β-caroteno, que tiene propiedades
antioxidantes, es un precursor de la vitamina A. El retinol puede oxidarse hasta formar el ácido retinoico, un ácido de
uso medicinal.
Las vitaminas del grupo B
Forman un grupo de vitaminas relacionadas con el metabolismo. Al principio se creía que sólo era una pero luego se
descubrió que eran varias con funciones parecidas.
Son hidrosolubles, por lo que se pueden perder en el agua de cocción y en caso de tomar exceso se eliminan por
la orina (hasta un límite).
Estas son las vitaminas del grupo B, sólo las que están en negrita son aceptadas totalmente como vitaminas:
Vitamina B-1 (Tiamina)
Vitamina B-2, conocida también como Vitamina G (Riboflavina)
Vitamina B-3 (Niacina)
Vitamina B-5, conocida también como (Ácido Pantoténico)
Vitamina B-6 (Piridoxina)
Vitamina B-8, conocida también como Vitamina H (Biotina)
Vitamina B-9 (Ácido fólico)
Vitamina B-12 (Cianocobalamina)
Vitamina C
La vitamina C, enantiómero L del ácido ascórbico o antiescorbútica, es un nutriente esencial para los mamíferos. La
presencia de esta vitamina es requerida para un cierto número de reacciones metabólicas en todos los animales y
plantas y es creada internamente por casi todos los organismos, siendo los humanos una notable excepción. Su
deficiencia causa escorbuto en humanos, de ahí el nombre de ascórbico que se le da al ácido. Es también ampliamente
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usado como aditivo alimentario.
El farmacóforo de la vitamina C es el ion ascorbato. En organismos vivos, el ascorbato es un antioxidante, pues
protege el cuerpo contra la oxidación, y es un cofactor en varias reacciones enzimáticas vitales.
Los usos y requisitos diarios de esta vitamina son origen de un debate. Las personas que consumen dietas ricas en
ácido ascórbico de fuentes naturales, como frutas y vegetales son más saludables y tienen menor mortalidad y menor
número de enfermedades crónicas. Sin embargo, un metanálisis de 68 experimentos confiables en los que se utilizó la
suplementación con vitamina C, y que involucra 232,606 individuos, concluyeron que el consumo adicional de
ascorbato a través de suplementos puede no resultar beneficioso como se pensaba.
Vitamina D
La vitamina D, calciferol o antirraquítica es un heterolípido insaponificable del grupo de los esteroides. Se le llama
también vitamina antirraquítica ya que su déficit provoca raquitismo. Es una provitamina soluble en grasas y se puede
obtener de dos maneras:
Mediante la ingestión de alimentos que contengan esta vitamina, por ejemplo: la leche y el huevo.
Por la transformación del colesterol o del ergosterol (propio de los vegetales) por la exposición a los rayos solares UV.
Se estima que 1000 IU diarias es la cantidad de vitamina D suficiente para un individuo sano adulto ya sea hombre o
mujer.
La vitamina D es la encargada de regular el paso de calcio (Ca2+) a los huesos. Por ello si la vitamina D falta, este paso
no se produce y los huesos empiezan a debilitarse y a curvarse produciéndose malformaciones irreversibles:
el raquitismo. Esta enfermedad afecta especialmente a los niños.
La Vitamina D representa un papel importante en el mantenimiento de órganos y sistemas a través de múltiples
funciones, tales como: la regulación de los niveles de calcio y fósforo en sangre, promoviendo la absorción intestinal
de los mismos a partir de los alimentos y la reabsorción de calcio a nivel renal. Con esto contribuye a la formación y
mineralización ósea, siendo esencial para el desarrollo del esqueleto. Sin embargo, en dosis muy altas, puede conducir
a la resorción ósea.
Vitamina E
El α-tocoferol o vitamina E es una vitamina liposoluble que actúa como antioxidante a nivel de la síntesis del
pigmento hemo, que es una parte esencial de la hemoglobina de los glóbulos rojos.
Vitamina K
La vitamina K, también conocida como fitomenadiona o antihemorrágica, es un grupo derivado de 2-metilnaftoquinonas. Son vitaminas humanas, lipofílicas (solubles en lípidos) e hidrofóbicas (insolubles en agua),
principalmente requeridas en los procesos de coagulación de la sangre. Pero también sirve para generar glóbulos rojos
(sangre). La vitamina K2 (menaquinona) es normalmente producida por una bacteria intestinal, y la deficiencia dietaria
es extremadamente rara, a excepción que ocurra una lesión intestinal o que la vitamina no sea absorbida.
Fue descubierta en 1935 por el danés Henrik Dam al intentar curar a unos pollos que morían en poco tiempo de una
grave enfermedad hemorrágica; es fundamental por tanto para la coagulación. Se conocen 3 formas:
Natural, filoquinona presente en plantas verdes; menaquinona, que se produce en la flora intestinal; y el compuesto
sintético menadinona. Ésta última es liposoluble (se diluye en grasas) y las 2 anteriores también se obtienen de forma
soluble (hidrofílicas, se diluyen en agua).
Hormonas
Las hormonas son sustancias secretadas por células especializadas, localizadas en glándulas de secreción
interna o glándulas endocrinas (carentes de conductos), o también por células epiteliales e intersticiales cuyo fin es la
de afectar la función de otras células. También hay hormonas que actúan sobre la misma célula que las sintetiza
(autocrinas). Hay algunas hormonas animales y sexuales que ayudan al funcionamiento de la tiroxitonina hormona
glandial que no secreta mayoría de glándulas al cuerpo en la enzima a y su ciclo de reproducción hormonas
vegetales como las auxinas, ácido abscísico, citoquinina, giberelina y el etileno.
Funciones endocrinas
También llamado sistema de glándulas de secreción interna es el conjunto de órganos que segregan un tipo de
sustancias llamadas hormonas, que son liberadas al torrente sanguíneo y regulan las funciones del cuerpo. Es un
sistema de señales similar al del sistema nervioso, pero en este caso, en lugar de utilizar impulsos eléctricos a
distancia, funciona exclusivamente por medio de sustancias (señales químicas). Las hormonas regulan muchas
funciones en los organismos, incluyendo entre otras el estado de ánimo, el crecimiento, la función de los tejidos y
el metabolismo , por células especializadas y glándulas endocrinas. Actúa como una red de comunicación celular que
responde a los estímulos liberando hormonas y es el encargado de diversas funciones metabólicas del organismo.
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Tiroides
La tiroides o glándula tiroidea es una glándula neuroendocrina, situada justo debajo de la nuez de Adán junto
al cartílago tiroides y sobre la tráquea. Pesa entre 15 y 30 gramos en el adulto, y está formada por dos lóbulos en forma
de mariposa a ambos lados de la tráquea, ambos lóbulos unidos por el istmo. La glándula tiroides regula el
metabolismo del cuerpo, es productora de proteínas y regula la sensibilidad del cuerpo a otras hormonas.
Paratiroides
Las glándulas paratiroides son glándulas endocrinas situadas en el cuello, por detrás de los lóbulos tiroides. Estas
producen la hormona paratiroidea o parathormona (PTH). Por lo general, hay cuatro glándulas paratiroides, dos
superiores y dos inferiores, pero de forma ocasional puede haber cinco o más. Cuando existe alguna glándula
adicional, ésta suele encontrarse en el mediastino, en relación con el istmo, o dentro de la glándula tiroides.
Páncreas
El páncreas es un órgano retroperitoneal mixto, exocrino (segrega enzimas digestivas que pasan al intestino delgado) y
endocrino (produce hormonas, como la insulina, el glucagón y la somatostatina que pasan a la sangre).
Tiene forma cónica con un proceso unciforme medial e inferior, una cabeza, un cuello, un cuerpo y una cola. En la
especie humana, su longitud oscila entre 15 a 23 cm, tiene un ancho de unos 4 cm y un grosor de 5 centímetros; con un
peso que oscila entre 70 a 150g. La cabeza se localiza en la concavidad del duodeno o asa duodenal formada por las
tres primeras porciones del duodeno y la cola asciende oblicuamente hacia la izquierda.
Gónadas
Las gónadas (del griego gone: semilla), son los órganos reproductores de los animales que producen los gametos, o
células sexuales (los órganos equivalentes de las plantas se llaman gametangios). En los vertebrados también
desempeñan una función hormonal, por lo cual también se les llama glándulas sexuales.
ACTIVIDADES DE APROPIACIÓN
ACTIVIDAD 1
1. ¿Qué es un lípido?
2. ¿Cómo seclasifican los lípidos?
3. ¿Qué es un ácido graso? De un ejemplo.
4. ¿Qué es un lípido simple? ¿Cómo se clasifican? De ejemplos.
5. ¿Explique en que consiste la reacción de hidrólisis?
6. ¿Cuales son propiedades químicas de los lípidos simples? Nómbrelas.
7. ¿Qué es saponificación? Escriba la estructura.
8. ¿Qué son lípidos compuestos? ¿Cómo se clasifican?
9. Establezca diferencia entre:
a. Fosfolípidos – Fosfoglicéridos
b. Esfingolípidos – Glucolípidos
10. ¿Qué es un esteroide? De 5 ejemplos.
11. ¿Qué es el colesterol?
12. ¿Qué son sales biliares?
13. ¿Qué son terpenoides?
ACTIVIDAD 2
a). Establezca diferencias entre:
1. Jabón y detergente.
2. Grasa, cera y aceite.
3. Lípidos hidrolizables y no hidrolizables.
4. Grasas saturadas e insaturadas.
5. Lípidos simples y lípidos compuestos.
b). Explique la reacción de saponificación.
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ATIVIDAD 3
1. ¿Cómo se puede explicar la acción limpiadora de los jabones? Explique y grafique.
2. Los animales que viven en los polos o en climas fríos poseen una gruesa capa de tejido adiposo ¿Cómo funciona
esta capa para este tipo de animales? ¿Qué otras funciones tienen los lípidos en los seres vivos?
3. la planta de quina se usa para combatir enfermedades tropicales como las fiebres palúdicas. Consulta actualmente
como se sintetiza esta sustancia y que características tiene.
4. ¿De los compuestos orgánicos cuales son derivados del petróleo?
ACTIVIDAD 4
Escribe la estructura de:
1. Ácido palmítico.
2. Estructura de una cera.
3. Estructura de un triglicérido.
4. Cera de abeja – carnauba – plantas.
5. Ciclopentanoperhidrofenantreno.
6. Prostaglandina, colesterol, testosterona, progesterona.
SOCIALIZACIÓN
La socialización se realizará con la asesoría del profesor en forma grupal, resolviendo las inquietudes de los
estudiantes.
En mesa redonda, experiencia virtual, exposiciones orales y evaluación escrita será evaluado el tema correspondiente a
lípidos, ácidos nucleicos, vitaminas y hormonas. Se recogerá el cuaderno al finalizar cada actividad.
COMPROMISO
Prepare exposición sobre los siguientes temas:
1. Ácidos nucleicos.
2. ADN-ARN
3. Vitaminas.
4. Hormonas.
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NOMBRES
CARGO
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ELABORÓ
REVISÓ
ADRIANA GUTIÉRREZ
DELIA VELANDIA
Docentes de Área
Jefe de Área
18
09
2015
18
APROBÓ
09
Coordinador Académico
2015
21
09
2015