lOMoARcPSD|13999208 Bioquímica+ilustrada+ES Bioquimica I (Universidad Antonio Nariño) Escanea para abrir en Studocu Studocu no está patrocinado ni avalado por ningún colegio o universidad. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica ilustrada @estudiasencillo Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Moisés @estudiasencillo ¡Hola! Me llamo Moisés, soy el creador del perfil @estudiasencilloy he preparado este resumen con mucho cariño para ti. El resumen de bioquímica tiene como objetivo simplificar la teoría, haciendo el contenido más objetivo y didáctico. ¡Espero que te guste mucho! Un apunte importante: todo el resumen está protegido por derechos de autor, ¿vale? Está prohibida la comercialización, compartición o reproducción del mismo. La violación de los derechos sobre este documento es un DELITO. (Ley de derechos de autor correspondiente en cada país). ¡Ah, y no olvides contarnos qué te pareció el material en nuestro Instagram, ¿de acuerdo? Tu opinión es muy importante para nosotros, ya que trabajamos constantemente para mejorar cada vez más y brindarte un contenido que te haga sentir cómodo y seguro en tus estudios. ¡Vamos a recorrer juntos este camino! Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Tabla de Contenidos Introducción a la Bioquímica........................................................................4 Agua....................................................................................................................................6 Sales Minerales...........................................................................................................8 Carbohidratos............................................................................................................11 Lípidos.............................................................................................................................16 Proteínas........................................................................................................................19 Aminoácidos.............................................................................................................23 Enzimas..........................................................................................................................25 Vitaminas.....................................................................................................................27 Ácidos Nucléicos.....................................................................................................31 Respiración Celular..............................................................................................33 Fermentación...........................................................................................................35 Glucólisis......................................................................................................................38 Ciclo de Krebs..........................................................................................................40 Cadena Respiratoria...........................................................................................44 Metabolismo de la Glucosa...........................................................................46 Metabolismo de los Lípidos............................................................................49 Metabolismo de los aminoácidos y las proteínas.........................51 Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Introducción a la bioquímica Introducción Bioquímica La bioquímica es la ciencia que estudia los procesos químicos que ocurren en los organismos vivos. Moisés @estudiasencillo • Complejo de moléculas agrupadas por funciones; • Características estructurales comunes: membrana plasmática, citoplasma y material genético (ADN o ARN); • Procesos metabólicos: replicación de ADN, síntesis proteica y producción de energía. • Clasificación: Procariotas y Eucariotas. Jerarquía estructural Se ocupa de la estructura y función metabólica de componentes celulares como proteínas, carbohidratos, lípidos, Nivel 4: ácidos nucleicos y otras biomoléculas. Células y orgánulos Histórico 1665: Robert Hooke Las células fueron descubiertas por el biólogo Robert Hooke. Cromosoma Membrana plasmática Pared celular ADN Proteína Celulosa Nivel 3: Complejos supramoleculares Nivel 2: Macromoléculas 1840: Theodor Schwann La Teoría Celular fue creada por Theodor Schwann y establece que: • Todos los organismos están compuestos por una o más células. • La célula es la unidad básica de organización de los organismos. • Toda célula proviene de otra célula preexistente. Nucleótidos Carbohidratos Nivel 1: Unidades Aminoácidos monoméricas Componentes bioquímicos • Agua y Agua Celda Características Unidades de vida compartimentadas; Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 4 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Introducción a la bioquímica • Carbohidratos Moisés @estudiasencillo Componentes moleculares Orgánicos • Proteínas; • Carbohidratos; • Lípidos; • Ácidos Nucleicos. Inorgánicos • Lípidos • Agua; • Sales minerales. Composición química de la célula • Proteínas Sustancia Animales Plantas Agua Sales 62% 74% Minerales 4% 2,5% Carbohidratos 6% 18% Lípidos 11% 0,5% Proteínas 17% 4% * valores medios. • Ácidos Nucléicos ¡El secreto de la vida • La bioquímica de las células presenta constituyentes inorgánicos y orgánicos; • El agua es el constituyente inorgánico más abundante; • Hay reservas de carbohidratos y lípidos, pero no de proteínas; • Todos los constituyentes bioquímicos son importantes, ya que realizan funciones vitales; • Los ácidos nucleicos coordinan directa o indirectamente todo el metabolismo celular. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 5 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Agua Moisés @estudiasencillo • Facilita el transporte de sustancias en el cuerpo Lubrica los ojos y las articulaciones. Resumen Agua Niveles Sustancia líquida, incolora, inodora e insípida, esencial para todas las formas de vida. Compuesta por hidrógeno y oxígeno. Átomo de oxígeno • Es una de las propiedades físicas más importantes de la bioquímica. • Es el solvente más común en los procesos biológicos y tiene una influencia directa en las interacciones moleculares y en las reacciones químicas que ocurren en las células. • Se regula de forma precisa y tiene un gran impacto en la estructura y función de las biomoléculas. Proporción de agua H 2O Átomo de hidrógeno Átomo de hidrógeno Estructura y propiedades fisicoquímicas • Permea todas las porciones de todas las células; Especie % Medusa 98% de agua Semillas 10% de agua Mamíferos 70% de agua • Importancia en los seres vivos: transporte de nutrientes y reacciones metabólicas; • Todos los aspectos de la estructura celular y sus funciones están adaptados a las propiedades físico-químicas del agua; • Los niveles de agua en el organismo varían según la especie, la edad y la actividad metabólica; Agua en el cuerpo de nuestro cuerpo Cerebro: 75% • Vías de eliminación: piel, pulmones, riñones e intestino; • Tiene un alto calor específico (estabilidad térmica); Corazón: 75% Pulmones: 86% Sangre: 81% Hígado: 86% • Es un solvente universal; Piel: 64% Riñones: 86% • Tiene una alta tensión superficial; Músculos: 75% • Forma enlaces de H con otras moléculas "tensión"; Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) Articulaciones: 83% Huesos: 22% 6 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Agua 10 a 15 años 5 a 10 años 2 a 5 años 0 a 2 años @estudiasencillo 60 años o + El hombre comienza a deshidratarse con el paso del tiempo. Moisés > 50% 75 a 80% Metabolismo 70 a 75% La cantidad de agua es directamente proporcional a la actividad metabólica de la célula. • Neurona - 80% de agua. • Célula ósea: - 50% de agua. 65 a 70% Clasificaciones 63 a 65% Hidrofóbica: Moléculas apolares. Tienden a no interactuar con el agua. 15 a 20 años Hidrofílica: Moléculas polares. Tienden a interactuar con el agua. 60 a 63% Anfipática: Moléculas con una región apolar que no interactúa con el agua y otra polar que interactúa con el agua. 40 a 60 años 20 a 40 años Micelas: 58 a 60% Estructuras formadas por sustancias con regiones apolares y polares. Generalmente, una esfera con la región polar orientada hacia el exterior y la parte apolar orientada hacia el centro. Funciones 50 a 58% • Transporte de sustancias; • Facilita reacciones químicas; • Termorregulación; • Lubricante; • Reacciones de hidrólisis; • Equilibrio osmótico; • Equilibrio ácido-base. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 7 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Sales minerales Resumen Sales Minerales Son compuestos químicos que se encuentran libres en el entorno físico o en los seres vivos. Na+ - Principal ion+ en animales. K+ - Principal ion+ en vegetales. Cl- - Principal ion- en animales y vegetales. Actúan principalmente como reguladores de las actividades celulares, representando aproximadamente el 1% de su composición total. Pueden ser insolubles o solubles en agua. Moisés @estudiasencillo • Intervienen en el buen funcionamiento del sistema inmunológico (zinc, selenio, cobre). Fuentes alimentarias • Cálcio: Leche y productos lácteos, nueces, legumbres y otros alimentos. • Fósforo: Carne, pescado, leche, legumbres y otros alimentos. • Hierro: Carnes, hígado, legumbres, nueces. • Flúor: Pescado de mar, agua potable. • Yodo: Pescado, sal yodada. • Zinc: Carne, pescado, huevos, cereales integrales, legumbres. • Magnesio: Carne, verduras, legumbres, frutas, leche. Funciones de los iones Fosfato (PO 4 ) Funciones Como vitaminas, ellas no proporcionan energía, pero cumplen otras funciones: • Forman parte de la estructura ósea y dental (calcio, fósforo, magnesio y flúor). • Regulan el equilibrio del agua dentro y fuera de la célula (electrolitos). 3- • Presente en los líquidos intercelulares y en el plasma sanguíneo. • En el esqueleto, en forma de fosfato de calcio, proporciona rigidez a los huesos. Revestimiento de los vasos Plaquetas sanguíneos Plasma • Están involucrados en la excitabilidad nerviosa y la actividad muscular (calcio, magnesio). • Permiten la entrada de sustancias en las células (la glucosa necesita de sodio para ser utilizada como fuente de energía a nivel celular). • Colaboran en procesos metabólicos (el cromo es necesario para el funcionamiento de la insulina, el selenio participa como antioxidante). Glóbulos blancos Glóbulos rojos Principal anión del líquido extracelular. Es fundamental en los procesos de transferencia de energía en la célula Adenina (componente del ATP). ATP Grupos fosfato Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) Ribosa 8 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Sales minerales Moisés @estudiasencillo Potasio (K) + Cloruro (Cl) – • Principal anión del líquido extracelular. • Es uno de los componentes del jugo gástrico de los animales, en forma de ácido clorhídrico (HCl), siendo importante en el mantenimiento del pH. • Principal catión del medio intracelular. • Influye en la contracción muscular. • También está relacionado con la conducción de estímulos nerviosos y el equilibrio hídrico de las células. Bíceps contraído • Participa en los procesos de equilibrio hídrico celular. Célula animal Hipotónico Isotónico Hipertónico Solución hipotónica Solución isotónica Solución hipertónica Roto Normal Encogido Solución hipotónica Solución isotónica Solução hipertônica Proteínas estructurales contraídas Hierro (Fe)+ + • Es uno de los constituyentes de las moléculas de hemoglobina presentes en los glóbulos rojos, responsables del transporte de gases respiratorios a través de la sangre. Hemoglobina Célula vegetal Hematia Turgid (normal) Flaccid (normal) Plasmolisado (encogido) Solución hipotónica: movimiento de líquido de agua hacia el interior de la célula. Solución hipertónica: movimiento de líquido de agua hacia el exterior de la célula. Solución isotónica: no hay movimiento líquido de agua. + Calcio (Ca)+ + Sodio (Na) • Principal catión del líquido extracelular. • Importante en el equilibrio de líquidos del cuerpo. • Está relacionado con la conducción de estímulos nerviosos en las neuronas. • La mayor parte del calcio encontrado en el organismo se encuentra en forma insoluble (sales de calcio) como componente del esqueleto. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 9 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Sales minerales Moisés @estudiasencillo – • Está presente en forma iónica en los músculos, participando en la contracción muscular, así como en los líquidos intercelulares, la linfa y el plasma sanguíneo, donde ayuda en el proceso de coagulación. Anemia ferropénica • Falta de hemoglobina: anemia (pero la anemia causada por falta de hierro no es el único tipo). Fluoruro (F) Protege los dientes contra la caries. Zinc (Zn) ++ Componente de diversas enzimas, como las involucradas en la digestión. Yoduro (I) • Anemias por falta de hierro: anemia ferropénica (forma más frecuente de anemia). Causa principal: falta de hierro en la dieta. Parasitosis: por ejemplo, la ancilostomíase (palidez, debilidad). - Componente de las hormonas tiroideas, que estimulan el metabolismo. • Tratamiento: dieta rica en hierro y vitamina C (ayuda en la absorción de hierro); suplementación con sulfato ferroso; uso de ollas de hierro en la preparación de alimentos. La glándula secreta hormonas vitales que regulan los latidos del corazón, el sistema nervioso, los pulmones y el consumo de energía. Sales minerales x Iones • Forma insoluble; • Sin carga; • Con función estructural. Sales minerales • Forma soluble y con carga; • Función reguladora. Iones Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 10 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Carbohidratos Resumen Moisés @estudiasencillo Son compuestos más simples Ej.: glucosa, fructosa y galactosa. Carbohidratos Miel Compuestos orgánicos más abundantes en el planeta. Están compuestos por carbono, hidrógeno y oxígeno, aunque algunos carbohidratos pueden contener azufre, fósforo o nitrógeno en su estructura. Pueden clasificarse en adosas o cetosas según el lugar del doble enlace Carbonilo Otros nombres: Glúcidos, azúcares, sacáridos, hidratos de carbono. Fórmula general: (Cn H2O)n Cuando el grupo C=O (carbonilo) está en los extremos. Fórmula general n> 3 Aldehído ¿Cuáles son sus funciones? Energía (ATP) • Fuente de energía. • Glucosa: células del sistema nervioso. • Fructosa: espermatozoides. Cetona Cuando el grupo C=O (carbonilo) está en cualquier otra posición, entre los carbonos del esqueleto y no en el extremo. Estructural • Quitina: exoesqueleto de artrópodos. • Celulosa: pared celular de vegetales. Clasificaciones En forma lineal, forman isómeros. 1 - Monosacáridos Monómeros que pueden ser absorbidos; Nombre: nº de C + osa 3 carbonos: triosa 4 carbonos: tetrosa 5 carbonos: pentosa 6 carbonos: hexosa 7 carbonos: heptosa D - Glucosa L - Glucosa No se pueden hidrolizar; Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 11 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Carbohidratos 2 - Disacáridos Moisés @estudiasencillo 3 - Oligosacáridos Unión de 2 monosacáridos a través de un enlace glucosídico: Unión de 3 a 10 monosacáridos Ej.: Rafinosa = Glucosa + Fructosa + Galactosa os a Sacarose G lu c os a Fru ct 4 - Polisacáridos Formado por 10 o más moléculas de monosacáridos. Ej.: almidón, glucógeno y celulosa. Maíz la c tosa Lactosa Ga G lu cosa Clasificados en: Homopolisacáridos: • sólo 1 monosacárido. Simple Ramificado Maltosa Heteropolisacárido: • Estructura con monosacáridos diferentes. G lu c os a G lu Galactose cosa Simple Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) Ramificado 12 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Carbohidratos Moisés @estudiasencillo Funciones especiales de los carbohidratos. Almidón Molécula compleja formada por varias moléculas de glucosa. Compuesto por: A) Amilosa: 250 - 300 maltosas; Formada por unidades de glucosa unidas por enlaces glucosídicos α-1,4. B) Amilopectina: 1400 glucosas; Formada por unidades de glucosa unidas por enlaces glucosídicos α-1,4 y α-1,6. • Acción ahorradora de energía: si hay suficientes carbohidratos, no se descomponen las proteínas. • Efecto anticetogénico: evita la descomposición excesiva de los lípidos, que produce la producción de cetonas. • En el corazón, el glucógeno es la fuente principal de energía. • En el sistema nervioso no hay reservas, por lo que es necesario suministrar glucosa todo el tiempo. Digestión de los carbohidratos Fuentes de almidón: Todos los vegetales presentan almidón; Se encuentra en mayor cantidad en órganos de reserva y granos. Boca: amilasa salival Estómago: inactivación de la enzima CCK: hormona Secretina: hormona Amilasa pancreática: enzima Glucógeno • Forma de almacenamiento de glucosa. • Acumulado en el hígado y los músculos. • Compuesto por 60,000 glucosas unidas por enlaces α 1-4 en la cadena principal y α 1-6 en las ramificaciones. Celulosa • Polisacárido estructural con 15,000 glucosas unidas por enlace β 1-4. Quitina Intestino delgado: disacaridasas Duodeno: amilasa pancreática Boca • La saliva contiene una enzima llamada amilasa salival (ptialina), secretada por las glándulas parótidas. Hidroliza solo el 3 al 5% del total, ya que actúa durante un corto período de tiempo. Estómago • La amilasa salival se inactiva rápidamente a pH 4,0 o inferior, por lo que la digestión del almidón iniciada en la boca se detiene rápidamente en el medio ácido del estómago. CCK • Estructuralmente presente en el exoesqueleto de los artrópodos; • Compuesto de N-acetilglucosamina. • Hormona que señaliza al páncreas para la producción de amilasa pancreática. Secretina Hormona que envía la información para la liberación de bicarbonato en el intestino a través del conducto pancreático. Amilasa Pancreática • Hidroliza almidón y glucógeno liberando maltosa 13 y maltriosas. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Carbohidratos Duodeno • La amilasa pancreática es capaz de realizar la digestión completa del almidón, convirtiéndolo en maltosa y dextrina. Moisés @estudiasencillo • Por debajo del mínimo: Hipoglucemia Intestino Delgado • Tenemos la acción de las disacaridasas (enzimas que hidrolizan los disacáridos), que se encuentran en el borde de las células intestinales. Enzimas liberadas por el intestino delgado Lactase: Hidroliza lactosa generando galactosa + glucosa. Maltase: Hidroliza maltosa generando glucosa + glucosa. Isomaltasa: Hidroliza isomaltosa generando dextrinas + glucosa. Sacarasa: Hidroliza sacarosa generando fructosa + glucosa. Dejando solamente: Fructosa, galactosa y glucosa que serán absorbidas en la luz intestinal. Cuerpo en hipoglucemia: • Estimula las células alfa del páncreas; • Secreción de glucagón. • Promueve la degradación del glucógeno, descomposición de proteínas y lípidos. Glucosa • El nivel de glucosa en la sangre debe mantenerse en una concentración mínima. • Por encima del máximo: hiperglucemia Insulina • Hormona secretada por el páncreas que controla la concentración de glucosa en la sangre. • La insulina estimula a las células a absorber y utilizar la glucosa como fuente de energía. Sin insulina, las células carecen de energía y la glucosa se acumula en la sangre, causando hiperglucemia. Cuerpo en hiperglucemia: • Activación de las células beta del páncreas; • Secreción de insulina. La somatostatina, liberada por las células delta, regula la liberación de insulina y glucagón. Glucemia normal: 80 a 110 mg de glucosa / 100 mL de sangre en ayunas de 12 horas. Azúcares Conjugados Açúcares associados a outras moléculas que não são açúcares: • Glicosaminoglicanos: azúcares formados por glucosa asociada a grupos amina, componen la matriz extracelular. • Glicoproteínas: azúcares asociados a proteínas (proteína > azúcar). • Proteoglicanos: azúcares asociados a glicosaminoglicanos (azúcar > proteína). • Glicolípidos: lípidos de membrana unidos a oligosacáridos - función de reconocimiento. • Promueve la captación de glucosa por las células. • Estimula la glucogénesis (almacenamiento de glucosa en forma de glucógeno). • Almacena en forma de aminoácidos y lípidos. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 14 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Carbohidratos Intolerancia a la lactosa • Enfermedad causada por la ausencia o disminución de la enzima lactasa o β-galactosidasa. • De esta manera, la lactosa de la leche no puede ser descompuesta en glucosa y galactosa. • Como consecuencia, la lactosa se acumula en el intestino, siendo metabolizada por las bacterias intestinales con formación de ácido láctico y gases que provocan aumento del volumen abdominal, malestar y cólicos. • El intestino se vuelve hipertónico en relación con los tejidos vecinos y esto lleva a la ósmosis, lo que provoca diarreas osmóticas. Moisés @estudiasencillo Glucógeno Principal carbohidrato de reserva en animales • Almacenado principalmente en el hígado (uso general) y en los músculos (uso exclusivo del músculo). • Partícula con más de 30.000 glucosas unidas por enlaces α1-4 y enlaces α1-6, siendo más ramificado que el almidón. Galactosemia Falta genética de la enzima galactosil transferasa • La galactosa se acumula dentro de las células. • Las células se vuelven hipertónicas y absorben agua por ósmosis, se inflan y comienzan a dañarse, causando lesiones. - Lesiones neurológicas. - Lesiones hepáticas. • Causa genética. • Diagnóstico: prueba del talón (cribado neonatal) - no se debe consumir leche normal. Alergia a la leche Reacción inmune a algún componente de la leche: la caseína y el suero de leche son las proteínas de la leche más comunes que causan alergia a la leche. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 15 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Lípidos Resumen Lípidos Moléculas orgánicas insolubles en agua y solubles en ciertas sustancias orgánicas (alcohol, éter y acetona). Moisés @estudiasencillo Características Insoluble en agua Solubles en disolventes orgánicos (bencina, éter, acetona, cloroformo) Color blanquecino o amarillento. Tienen un carácter ácido Células que almacenan grasas. Estructura química Alcohol + ácido graso Son almacenados en los adipocitos (células que componen el tejido adiposo). Anillos de benceno Largas cadenas de hidrocarburos con un extremo polar y otro apolar. ¿Cuáles son sus funciones? Estructura Lípidos simples Fuente de energía Moléculas compuestas por C, H, O. Son la segunda fuente de energía, utilizados cuando no hay carbohidratos disponibles. Lípidos compuestos Moléculas compostas por C, H, O, N, P, S. Aislamiento térmico Capa de grasa que mantiene la temperatura corporal constante. Clasificación Estructural Esteroides Principal constituinte das membranas plasmáticas e formação de hormônios. • Son lípidos complejos con diversas funciones en el organismo. • Ejemplos incluyen hormonas como la testosterona y el estrógeno. • El colesterol es un tipo de esteroide importante en la síntesis de hormonas y en la formación de la membrana celular. • También pueden actuar como pigmentos en algunas especies. 16 Absorción de nutrientes Ayudan en la absorción de vitaminas liposolubles. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Lípidos Glicéridos Moisés @estudiasencillo Grasa Trans • Glicerol + ácidos grasos. • Lípidos más simples. • Saturados: grasa animal. • Insaturados: grasa vegetal. Disminuye el colesterol bueno (HDL) Céridos • Glicerol + ácidos grasos. • Lípidos más simples que los gliceridos. • Se encuentran en ceras, polen de flores y en la superficie de hojas y frutas. • Saturados: grasa animal. • Insaturados: grasa vegetal. Fosfolípidos • Glicerol + fosfato + 2 ácidos grasos. • Componente importante de la membrana plasmática. • Forma una bicapa lipídica. • Tiene una región polar (cabeza hidrofílica) y una región apolar (cola hidrofóbica). • Contribuye a la permeabilidad selectiva de la membrana. HDL HEROI Remueve el exceso de colesterol y lo transporta al hígado para ser eliminado. Aumentar el colesterol malo (LDL) LDL Isomería geométrica CIS Ligantes iguales del mismo lado del plano. TRANS Los ligantes ocupan planos inversos, están opuestos en diagonal. LADRÓN Transporta el colesterol del hígado a las células; su elevación está directamente relacionada con problemas cardiovasculares debido a la acumulación de grasa en las paredes de los vasos. Provocan aterosclerosis en las arterias Disminuir los mecanismos de defensa. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 17 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Lípidos Grasas trans Moisés @estudiasencillo Micelas LDL: lipoproteína de baja densidad transporte de lípidos a los tejidos periféricos. • Colesterol > proteína; • Transporta colesterol del hígado a los tejidos, incluyendo las paredes de los vasos formando ateromas (aumenta el riesgo de enfermedades cardiovasculares). HDL: lipoproteína de alta densidad remueven el colesterol del plasma y de los tejidos extrahepáticos, transportándolo al hígado. • Proteína > colesterol; • Transporta el colesterol de los tejidos al hígado, donde se almacena o se elimina como bilis en las heces. VLDL: lipoproteína de muy baja densidad. • Sintetizada en el hígado; • Precursora de IDL (intermedia) que es precursora de LDL; • Transporte de triglicéridos y colesterol endógeno a los tejidos extrahepáticos. Cabeza hidrófila Apolar Cola hidrofóbica Contra-ión Agua • Flota en el agua porque su densidad es inferior a la del agua. • La parte apolar que interactúa con las moléculas de grasa está orientada hacia el interior, lo que atrapa la grasa. Membrana Plasmática Glicoproteína La deficiencia de ácidos grasos esenciales puede causar: • Dermatitis; • Dificultad para cicatrizar heridas; • Baja resistencia a infecciones; • Alopecia y trombocitopenia (disminución del número de plaquetas). Glicolípidos Colesterol Proteína globular Proteína de hélice alfa Deficiencia Carbohidratos Proteína de canal Proteína periférica Proteínas enteras • Fosfoacilglicéridos, glicolípidos (esfingomielina y gangliósido), colesterol y proteínas integrales y periféricas. • Cuanto más ácido graso insaturado, mayor es la fluidez. • Glucocáliz: glicolípido + glicoproteína. • Juega un papel importante en el reconocimiento celular. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 18 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Proteínas Resumen Moisés @estudiasencillo ¿Cuáles son sus funciones? Proteínas Macromoléculas orgánicas compuestas por un conjunto de aminoácidos unidos entre sí a través de enlaces peptídicos. H H N Amina H Participan en la composición de varias estructuras del organismo, proporcionando soporte y promoviendo rigidez. Ej.: colágeno, elastina. O C C Radical O Estructural H Carboxilo Transporte Lleva varios componentes. Ej.: Lipoproteínas (transportan colesterol) y hemoglobina (transporta O2) a través de la sangre. Son los constituyentes básicos de la vida y son necesarias para los procesos Defensa químicos que ocurren en los organismos vivos. Defensa y protección: promueven la defensa del organismo contra microorganismos y sustancias extrañas. En los animales, representan Ej.: inmunoglobulinas (anticuerpos). aproximadamente el 80% del peso muscular, alrededor del 70% de la piel y el 90% de la sangre seca. Incluso en las plantas, las proteínas están presentes. Son sintetizadas en los ribosomas. Contracción Promueven los movimientos de estructuras celulares, músculos. Ej.: actina y miosina. ¿Cuál es su importancia? • Son fundamentales para cualquier ser vivo [incluso los virus]. • Toda manifestación genética se da a través de proteínas. • Gran parte de los procesos orgánicos son mediados por proteínas [enzimas]. Reguladora/hormonal Actúan como mensajeras químicas. Ej.: insulina ("regula la glucosa"), adrenalina. Catalizador Acelera las reacciones. Ej.: amilasa (hidroliza el almidón). • Sin proteínas, no existiríamos y ningún otro ser vivo existiría. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 19 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Proteínas Moisés @estudiasencillo Desnaturalización Estructura • Primaria - secuencia lineal Las proteínas forman una estructura tridimensional, la cual puede deshacerse si se producen cambios en el entorno. • Secundaria - arreglo Decimos que una proteína ha sido desnaturalizada cuando se despliega y pierde su forma original. • Terciario - replegándose sobre sí misma • Cuaternario - formado por más de 1 cadena En el huevo crudo, la proteína está en su estado nativo. Después de freírlo o cocinarlo, la proteína se desnatura. Proteína Globular Enlace peptídico Salida H2O Enlace peptídico Grupo amida La unión peptídica es el nombre dado a la interacción entre dos o más moléculas más pequeñas (monómeros) de aminoácidos, formando de esta manera una macromolécula denominada proteína. Tienen una estructura globular con una serie de pliegues y superpliegues en su estructura tridimensional. Se encuentran en todos los seres vivos y desempeñan una variedad de funciones biológicas esenciales: • Actuar como enzimas; • Transportar moléculas; • Ser receptores celulares; • Funcionar como anticuerpos; • Actuar como proteínas reguladoras. La estructura tridimensional de las proteínas globulares está relacionada con su secuencia de aminoácidos y cualquier cambio en ella puede afectar su función biológica. Pueden desnaturarse (perder su estructura tridimensional) y renaturarse (recuperar su estructura tridimensional) debido a cambios en la temperatura, la concentración de sales y otros factores. 20 Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Proteínas Mioglobina Proteína globular encontrada principalmente en las células musculares, especialmente en las células musculares esqueléticas y cardíacas. Su función principal: es almacenar oxígeno, específicamente en el músculo esquelético para su uso durante actividades físicas. Moisés @estudiasencillo Está compuesta por cuatro cadenas proteicas llamadas cadenas globínicas y cuatro moléculas de hemo que contienen hierro. La hemoglobina es esencial para la respiración celular y el mantenimiento del equilibrio de oxígeno en el cuerpo. Las anormalidades en la estructura de la hemoglobina pueden causar enfermedades hematológicas como la anemia falciforme y la talasemia. Proteínas fibrosas La mioglobina tiene una estructura compleja que permite la unión reversible de oxígeno. Está compuesta por una unidad protética globular y un grupo hemo, que es responsable de la unión del oxígeno. Su estructura tridimensional y la unión de oxígeno están reguladas por: • La frecuencia de contracción muscular. • La temperatura. • La presencia de otros elementos en el entorno celular. La mioglobina es importante para el rendimiento muscular y se estudia para comprender y tratar enfermedades musculares. Hemoglobina Proteína presente en los glóbulos rojos (eritrocitos) de la sangre. Su función es transportar el oxígeno desde los pulmones hasta los tejidos del cuerpo, y el gas carbónico desde los tejidos del cuerpo hasta los pulmones. Grupo de proteínas estructurales que desempeñan papeles importantes en el mantenimiento de la forma y la integridad de los tejidos. Incluyen colágeno, elastina y fibrina. Colagénio Proteína importante que compone la mayor parte de la piel, los tendones, los huesos y los cartílagos. Responsables de: • Brindar soporte y firmeza a la piel. • Ayudar a mantener las articulaciones saludables. Con el tiempo, la producción de colágeno disminuye, lo que puede provocar el envejecimiento de la piel y problemas en las articulaciones. Los suplementos de colágeno se utilizan comúnmente para mejorar la salud de la piel y las articulaciones. También se puede encontrar en alimentos como carne, pescado y huevos. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 21 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Proteínas Moisés @estudiasencillo Elastina Proteína importante encontrada en la piel, junto con el colágeno. Responsable de proporcionar elasticidad a la piel. Al igual que el colágeno, la producción de elastina disminuye con el tiempo, lo que lleva al envejecimiento de la piel y la aparición de arrugas. Los suplementos de elastina se venden con el objetivo de mejorar la salud de la piel, y alimentos como pescados y mariscos pueden ser fuentes naturales de elastina. Kwashiorkor Tipo de desnutrición proteico-calórica común en niños de países en desarrollo. Retraso físico y mental Cambio de color (rojo) y textura del cabello Abdomen abultado Cambio en la pigmentación de la piel Pérdida de masa muscular Normal Kwashiorkor Es causada por una dieta deficiente en proteínas. Puede ser fatal si no se trata adecuadamente. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 22 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Aminoácidos Resumen Aminoácidos H H N H O C C Amina Radical O H Carboxilo • Unidad básica formadora de proteínas. • Hay 20 tipos de aminoácidos que forman proteínas. • Un aminoácido es una molécula orgánica formada por átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. • Algunos aminoácidos también pueden contener azufre. • Los aminoácidos se dividen en cuatro partes: – El grupo amino (NH2), – El grupo ácido carboxílico (COOH), – Hidrógeno. – Radical (sustituyente característico de cada aminoácido). Todos unidos al carbono alfa. Moisés @estudiasencillo Dipeptídeo - 2 aminoácidos; Tripeptídeo - 3 aminoácidos; Polipéptido - varios aminoácidos. "n.º de enlaces peptídicos = n.º de aminoácidos - 1." Proteínas simples: formadas solo por aminoácidos; Proteínas conjugadas: cuando se hidrolizan, liberan aminoácidos y un radical no peptídico. Este radical se denomina grupo prostético; Proteínas derivadas: no se encuentran en la naturaleza y se obtienen mediante la degradación, a través de la acción de ácidos, bases o enzimas, de proteínas simples o conjugadas. Proteínas globulares: son aquellas que tienen formas esféricas y están plegadas en múltiples ocasiones; Proteínas fibrosas: presentan una forma de fibra alargada. Transmisión Producción de un aminoácido a partir de otro aminoácido y un cetoácido (derivado del ciclo de Krebs). Transaminasa Clasificación – No esenciales o naturales: son los aminoácidos producidos por el organismo. – Esenciales: son los aminoácidos que no son producidos por el organismo. Se obtienen únicamente a través de la dieta (alimentación). – Semi-esencial: el cuerpo produce en pequeñas cantidades. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 23 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Aminoácidos Moisés @estudiasencillo Lista de 20 aminoácidos • Hay 20 tipos diferentes de aminoácidos que se pueden encontrar en las proteínas. • Cada aminoácido contiene un grupo amino, un grupo carboxilo, un átomo de hidrógeno y una cadena lateral única, que determina sus propiedades químicas y físicas. • La secuencia de aminoácidos en una proteína está determinada por la secuencia de nucleótidos en el gen que codifica esa proteína. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 24 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Enzimas Resumen Enzimas • Facilitan reacciones químicas biocatalizadoras; • Son esenciales en el organismo de los seres vivos, nuestros procesos biológicos dependen de una gran variedad de enzimas; • También son bastante específicas. Moisés @estudiasencillo Sitio activo: Una hendidura que contiene cadenas laterales de aminoácidos que se unen al sustrato, promoviendo su catálisis. De esta manera, el sustrato se convierte en producto y la enzima se libera, sin ser consumida durante la reacción. (RESUMIENDO: es donde el producto se une). Energía Energía de activación sin la enzima Sin enzima Energía de activación de la enzima Funciones Reactivos: C6 H 06+ 0 2 12 • Son proteínas terciarias o cuaternarias (excepto las ribozimas). • Catalizadores. • Reducen la energía de activación. • Aumentan la velocidad de la reacción. • No se consumen. Modelo de cerradura de llave Sustrato Enzima Enzima + Sustrato Productos Sitio activo Con enzima Energía total liberada en la reacción Productos: C O2 + H 2 0 Tiempo Energía de activación: la cantidad de energía necesaria para activar una reacción química. Las enzimas reducen la energía de activación, lo que se logra más rápidamente (aumentando la velocidad de la reacción). ▪ Inhibición Complejo Enzima-sustrato Las enzimas necesitan un entorno favorable [pH, temperatura, cantidad de sustrato], considerado óptimo. De lo Enzima + Productos contrario, se inhiben. Componentes: Enzima: proteína catalizadora; Sustrato: objeto que será modificado; Producto. Un inhibidor es cualquier factor que pueda reducir o detener (mediante la desnaturalización) la reacción enzimática. La inhibición puede ser: Reversible (presencia de sustancias). Irreversible (calentamiento excesivo). ▪ La unión entre el sitio activo y el sustrato ▪ es extremadamente específica. El sustrato debe tener características que permitan el "ajuste" con la enzima. Esta relación se llama modelo de "llave y cerradura". Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 25 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Enzimas Coenzimas • Son moléculas orgánicas pequeñas que son necesarias para la actividad enzimática. • Generalmente se combinan con las enzimas proteicas formando complejos enzimáticos. • Las coenzimas funcionan como intermediarios químicos, transportando grupos funcionales (como hidrógeno, electrones y grupos de acción) entre las enzimas y los sustratos. Existen muchas coenzimas diferentes, pero algunos ejemplos incluyen: • NAD (nicotinamida adenina dinucleótido) y NADP (nicotinamida adenina dinucleótido fosfato): estas coenzimas son importantes para la transferencia de electrones en diversas reacciones metabólicas, incluyendo la respiración celular. Moisés @estudiasencillo Ácido p-aminobenzóico (PABA): esta coenzima es importante para la síntesis de compuestos, como aminoácidos y ácidos nucleicos. Más características de las enzimas: • Actúan mediante interacciones débiles con un corto alcance de acción, requiriendo proximidad, que se logra a través de la complementariedad. Acción reversible: realiza la reacción directa e inversa: el sentido de la reacción está determinado por las condiciones de equilibrio. Inhibición de las enzimas: un inhibidor puede interferir en la acción de la enzima, lo que hace que la velocidad de la reacción sea más lenta. Este inhibidor puede actuar de dos formas: de forma reversible y de forma irreversible. Inhibidor reversible: es aquel que se une a la enzima y puede ser desligado posteriormente. Además, puede actuar mediante inhibición competitiva o inhibición no competitiva. Inhibidor irreversible: es aquel que cambia la conformación de la enzima de manera irreversible. • Coenzima Q (CoQ): esta coenzima es importante para la transferencia de electrones en cadenas de transporte de electrones, como la cadena de transporte de electrones de la mitocondria. Flavina adenina dinucleótido (FAD): esta coenzima es importante para la transferencia de electrones en reacciones oxidativas, como la conversión de azúcar en energía. Acetil-CoA (coenzima A): esta coenzima es importante para la producción de energía a través del ciclo de Krebs y en la síntesis de compuestos, como los ácidos grasos. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 26 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Vitaminas Resumen Vitaminas • Las vitaminas son compuestos orgánicos no sintetizados por el organismo y se incorporan a través de la alimentación. • Son esenciales para el funcionamiento de importantes procesos bioquímicos del organismo, especialmente como catalizadores de reacciones químicas. La falta de vitaminas en el organismo se conoce como avitaminosis o hipovitaminosis, y puede causar graves problemas de salud. Propiedades Moisés @estudiasencillo Clasificación Las vitaminas se clasifican según su solubilidad en agua o en grasa. Las principales clasificaciones son: • Vitaminas hidrosolubles: son solubles en agua e incluyen la vitamina C y el complejo B (B1, B2, B3, B5, B6, B7, B8, B9 y B12). Estas vitaminas son fácilmente excretadas por el cuerpo y, por lo tanto, deben obtenerse regularmente a través de la dieta. • Vitaminas liposolubles: son solubles en grasa e incluyen la vitamina A, vitamina D, vitamina E y vitamina K. Estas vitaminas se almacenan en el cuerpo y, por lo tanto, pueden acumularse y causar problemas si se consumen en exceso. Algunas vitaminas también se clasifican como factores de crecimiento o hormonas, como la vitamina D, que es tanto una vitamina como una hormona y se produce en la piel cuando se expone al sol, y la vitamina K, que es necesaria para la coagulación sanguínea. Es importante mencionar que esta • Esencialidad: se requieren en clasificación es general y algunas cantidades mínimas para el vitaminas pueden tener características funcionamiento normal de las células, que las hacen encajar en ambas tejidos y órganos. categorías. • Actúan como cofactores en reacciones enzimáticas. Vitaminas hidrosolubles • Solubilidad en agua o en grasa. • Estabilidad variable, algunas pueden ser almacenadas y otras deben obtenerse Complejo B: regularmente. • Mismas fuentes: cereales • Posible toxicidad en dosis elevadas. integrales, levaduras y vísceras de • Interacciones con otras vitaminas y carne. minerales. • Misma acción: coenzimas de enzimas de la respiración celular: producción de energía. • Mismos síntomas en la hipovitaminosis. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 27 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Vitaminas Moisés @estudiasencillo Tiamina (B1) Piridoxina (B6) • Es importante para el sistema nervioso y el metabolismo energético. • Se encuentra en cereales integrales, carne de cerdo, nueces, semillas y frijoles. • La falta de vitamina B1 puede causar anemia, neuropatía y problemas cardíacos. • Es importante para el metabolismo de aminoácidos, la síntesis de neurotransmisores y la producción de hemoglobina. • Se encuentra en alimentos como carnes, cereales integrales, leguminosas, nueces y semillas. • La falta de vitamina B6 puede causar anemia, problemas neurológicos y dermatitis. Riboflavina (B2) • Es importante para la piel, el cabello y los ojos. • Se encuentra en la leche, el queso, los huevos, las verduras de hojas verdes y los cereales integrales. • La falta de vitamina B2 puede causar problemas en la piel, los ojos y la boca. Niacina (B3) • Es importante para el sistema nervioso, la digestión y la piel. • Se encuentra en carnes, pescados, nueces, granos y legumbres. • La falta de vitamina B3 puede causar dermatitis, diarrea y dificultad para concentrarse. Ácido Pantoténico (B5) • Es importante para el metabolismo de carbohidratos, proteínas y grasas. • Se encuentra en carnes, leche, huevos, granos y legumbres. • La falta de vitamina B5 puede causar fatiga, dolor en las piernas, hormigueo, calambres musculares, piel seca, caída del cabello y dificultad para concentrarse. Biotina (B7) • Es importante para el metabolismo de carbohidratos, proteínas y grasas. Actúa como cofactor de enzimas relacionadas con el metabolismo. • Se encuentra en huevos, leche, frutas, vegetales, nueces y semillas. • La falta de vitamina B7 puede causar problemas en la piel, cabello y uñas. Inositol (B8) • Es importante para el sistema nervioso y la salud del cerebro. Actúa como cofactor de enzimas relacionadas con el metabolismo. • Se encuentra en frutas, vegetales, leche y carnes. • La falta de vitamina B8 puede causar problemas de salud mental y de piel. Ácido fólico (B9) • Es importante para la formación de glóbulos rojos y para la división celular. Actúa como cofactor de enzimas relacionadas con el ADN. • Se encuentra en vegetales de hojas verdes, frutas, nueces y granos integrales. • La falta de vitamina B9 puede causar anemia y problemas de desarrollo en el feto durante el embarazo. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 28 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Vitaminas Moisés @estudiasencillo Cobalamina (B12) Tocoferol (E) • Es importante para el funcionamiento normal del sistema nervioso y la producción de glóbulos rojos. • Se encuentra principalmente en alimentos de origen animal, como carne, leche, huevos y otros productos lácteos. • La falta de vitamina B12 puede causar anemia, problemas neurológicos y dificultades cognitivas. • Es importante para la salud de la piel y los ojos. También es un poderoso antioxidante que ayuda a proteger las células del cuerpo contra el daño causado por los radicales libres. • Se encuentra en aceites vegetales, nueces, semillas y vegetales de hojas verdes. • La falta de vitamina E puede causar problemas en la piel y los ojos, además de aumentar el riesgo de enfermedades cardíacas. Ácido Ascórbico (C) • Es importante para el sistema inmunológico y la salud de la piel y los vasos sanguíneos. • Se encuentra principalmente en frutas cítricas, vegetales verdes y otras frutas y vegetales. • La falta de vitamina C puede causar escorbuto y aumentar el riesgo de infecciones. Retinol (A) Fitoloquinona, Menaquinona (K) • Es importante para la coagulación de la sangre y la salud de los huesos. • Se encuentra en vegetales de hojas verdes, como col rizada, espinaca y brócoli, y también es producida por las bacterias intestinales. • La falta de vitamina K puede causar problemas de coagulación y fragilidad ósea. • Es importante para la visión, el crecimiento y la diferenciación celular. • Se encuentra en alimentos de origen animal, como leche, huevos, hígado y pescado, y también en vegetales de hojas verdes oscuro y zanahorias. • La falta de vitamina A puede causar problemas de visión y crecimiento. Colecalciferol, Ergocalciferol (D) • Es importante para el crecimiento y desarrollo de los huesos. • Se produce en el cuerpo cuando se expone a la luz solar y también se encuentra en alimentos como pescados, huevos y leche fortificada. • La falta de vitamina D puede causar raquitismo y osteoporosis. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 29 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Vitaminas Moisés @estudiasencillo Vitamina (P) • Nombre genérico dado a una clase de compuestos flavonoides. Pueden tener efectos beneficiosos para la salud, incluyendo la reducción del riesgo de enfermedades cardíacas y cáncer. • Se encuentra en frutas, vegetales y tés. • No es una vitamina esencial, es decir, no es necesaria para el funcionamiento normal del cuerpo y su ausencia no causa enfermedades. Truco de las Vitaminas @estudiasencillo Vitaminas liposolubles ¿Qué son las vitaminas liposolubles? Kilos de Energía durante el Día Alegran nuestra vida Vitamina K Vitamina E Vitamina D Vitamina A Sabiendo cuáles son las vitaminas liposolubles, consecuentemente sabrás cuáles son las hidrosolubles. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 30 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Ácidos Nucleicos Moisés @estudiasencillo Resumen Ácidos Nucléicos Los ácidos nucleicos son moléculas que contienen la información genética de los seres vivos. Base nitrogenada Fosfato Base nitrogenada Fosfato Desoxirribosa Desoxirribosa • Azúcar: desoxirribosa. • Función: El ADN contiene las instrucciones para sintetizar las proteínas y es responsable de la transmisión de la información genética de una generación a otra. Pentose Están compuestos por una cadena larga de nucleótidos, que son unidades básicas compuestas por un azúcar, una base nitrogenada y un grupo fosfato. ARN Suele constar de 1 cadena de nucleótidos Los dos tipos principales de ácidos nucleicos son el ADN (ácido desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico). • Sus nucleótidos pueden contener citosina, guanina, uracilo y adenina. ADN Formado por 2 cadenas de nucleótidos Base purina: guanina (G) y adenina (A). Base pirimidina: citosina (C) y uracilo (U). Ley de Chargaff: el número de purinas = el número de pirimidinas. A=T C=U • Sus nucleótidos pueden contener citosina, guanina, timina y adenina. En este caso, la timina se sustituye por uracilo. Base purina: guanina (G) y adenina (A). Base pirimidina: citosina (C) y timina (T). Ley de Chargaff: el número de purinas = el número de pirimidinas. A = T Base nitrogenada Fosfato Ribosa C== G Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) Ribosa 31 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Ácidos Nucleicos • Azúcar: ribosa. • Función: El ARN es una molécula que se produce a partir del ADN y es responsable de transportar la información genética a los ribosomas, donde se utiliza para sintetizar proteínas. Se encuentra en el citoplasma de las células. Existen diferentes tipos de ARN, cada uno con una función específica. Dogma Central de la Biología Molecular • Teoría básica que describe la relación entre los tres componentes principales de la biología molecular: ADN, ARN y proteínas. • Según esta teoría, la información genética contenida en el ADN es transcrita para formar ARN, y luego esta información se utiliza para sintetizar proteínas. El dogma central se divide en dos partes principales: la transcripción y la traducción. Moisés @estudiasencillo Esta teoría es importante porque explica cómo se transmite, almacena y expresa la información genética en los seres vivos, y también permite comprender cómo se genera la variabilidad genética y cómo se producen las proteínas. ARN ADN Transcripción Proteína Traducción Transcripción inversa Replicación Control de las reacciones químicas Determinación de las características morfológicas y fisiológicas • La transcripción es el proceso por el cual la información contenida en el ADN es copiada al ARN. Esto es llevado a cabo por una enzima llamada ARN polimerasa, que lee la secuencia de nucleótidos del ADN y produce una cadena complementaria de ARN. • La traducción es el proceso por el cual la información codificada en el ARN se utiliza para sintetizar proteínas. Esto es llevado a cabo por los ribosomas, organelos celulares que leen la secuencia de nucleótidos del ARN y producen una cadena de aminoácidos, que es la estructura básica de las proteínas. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 32 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Respiración celular Resumen Respiración Celular Moisés @estudiasencillo • Esta etapa ocurre en las mitocondrias y se divide en tres fases: ciclo de Krebs, cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa. • La respiración aeróbica es más eficiente que la fermentación, ya que genera más energía y produce menos residuos tóxicos. Glucólisis Ácido láctico • Se divide en dos etapas: la fermentación y la respiración aeróbica. • La fermentación ocurre sin oxígeno y genera pequeñas cantidades de energía. na ri de to ca pira s a re • Respiración celular: proceso metabólico mediante el cual las células obtienen energía a partir de compuestos orgánicos, como azúcares, grasas y aminoácidos. Glucosa Respiración anaerobia • Respiración anaeróbica: es un proceso • La respiración aeróbica ocurre en metabólico que ocurre en las células sin la presencia de oxígeno y genera grandes presencia de oxígeno. cantidades de energía. El producto final de la respiración celular es dióxido de carbono y agua. Es importante para la supervivencia de la célula y para el funcionamiento del organismo en su conjunto. Respiración aeróbica • Es la segunda etapa del proceso de la respiración celular, donde la célula obtiene energía a partir de compuestos orgánicos, como la glucosa, en presencia de oxígeno. • Durante esta etapa, los compuestos orgánicos se descomponen en partículas más pequeñas, liberando energía que es utilizada por la célula. • Se divide en dos categorías: la fermentación láctica y la fermentación alcohólica. • En la respiración láctica, el azúcar se convierte en energía sin utilizar oxígeno, produciendo lactato como subproducto. • En la respiración alcohólica, el azúcar se convierte en energía sin utilizar oxígeno, produciendo etanol como subproducto. • Ambos los tipos de respiración anaeróbica son menos eficientes que la respiración aeróbica en la producción de energía, pero son importantes en situaciones donde el oxígeno es limitado. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 33 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Respiración celular ¡Atención! Las etapas de la fermentación se abordarán en el próximo tema del resumen. Continúa leyendo para obtener más información. Tipos de seres vivos en relación con la respiración Moisés @estudiasencillo • Los anaerobios obligados son aquellos que solo pueden llevar a cabo la respiración celular anaeróbica, es decir, sin oxígeno. No pueden sobrevivir en ambientes con oxígeno y solo se encuentran en lugares sin oxígeno, como en el interior de alcantarillas o en el suelo. Ejemplos incluyen ciertos tipos de bacterias y hongos. Existen tres tipos de organismos vivos en cuanto a la respiración: aerobios, anaerobios facultativos y anaerobios obligados. • Los aerobios son aquellos que realizan la respiración celular aeróbica, es decir, utilizan oxígeno para obtener energía. Son capaces de sobrevivir y reproducirse solo en ambientes donde hay oxígeno disponible. Ejemplos incluyen animales y plantas. • Los anaerobios facultativos son aquellos que pueden realizar tanto la respiración celular aeróbica como la anaeróbica, dependiendo de las condiciones del entorno. Son capaces de sobrevivir tanto en ambientes con oxígeno como en ambientes sin oxígeno. Ejemplos incluyen ciertos tipos de bacterias y hongos. Importancia La respiración celular es importante porque proporciona la energía necesaria para que las células realicen sus funciones vitales, como la síntesis de proteínas, la contracción muscular y la división celular. Influencia de factores externos La respiración celular puede ser afectada por factores externos, como la disponibilidad de oxígeno y nutrientes, la temperatura y la presencia de sustancias tóxicas. e Com oxigênio Sem oxigênio Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 34 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Fermentación Moisés @estudiasencillo Resumen Fermentación • La fermentación es un proceso de obtención de energía que ocurre sin la presencia de oxígeno gaseoso, por lo tanto, es una vía de producción de energía anaeróbica. En este proceso, la molécula orgánica actúa como aceptor final de electrones. Alcohólica • Proceso en el cual las levaduras y algunas bacterias fermentan azúcares produciendo alcohol etílico y dióxido de carbono. Glu c o s a C6 H12 O6 2 NAD 2 ADP + 2P • Esta vía es ampliamente utilizada por hongos, bacterias y células musculares esqueléticas en nuestro cuerpo que están experimentando contracciones intensas. 2 NADH 2 2 ATP Ácido pirúvicoH C3 H4 O3 Ácido pirúvico C3 H4 O3 CO 2 • La fermentación ocurre en el citosol y comienza con la glucólisis, donde la glucosa se descompone en dos moléculas de piruvato. • Importante: la descomposición de la glucosa es parcial, lo que resulta en la producción de productos de desecho de mayor tamaño molecular en comparación con la respiración aeróbica, y el rendimiento de ATP es bajo. -> Glucólisis: 2 ADP + 2P 2 ATP Glucosa (6C) CO2 Etanol C2H5 OH Etanol C2H5 OH -> Evolución: C6 H12O6 2C2H 5OH + 2CO2 + 2ATP • Esto es común en los hongos, conocidos como levaduras de cerveza. • Ellos producen alcohol durante la fermentación de la caña de azúcar y de otros vegetales. Este proceso se utiliza en la fabricación de bebidas alcohólicas (vino, cerveza, aguardiente, etc.). 2 Ácido pirúvico (3c) 2 NAD 2 NADH Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 35 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Fermentación • Este proceso también se utiliza en la panificación, ya que el crecimiento de la masa de pan se produce debido a la formación de CO2, que hace que la masa se hinche. Además, el calor durante la cocción mata a los hongos y evapora el alcohol." Moisés @estudiasencillo Lática • Los lactobacilos (bacterias presentes en la leche) realizan la fermentación láctica, en la cual el producto final es el ácido láctico. Para esto, utilizan como punto de partida la lactosa, el azúcar de la leche, que es descompuesto mediante una enzima fuera de las células bacterianas, en glucosa y galactosa. Luego, los monosacáridos entran en la célula, donde ocurre la fermentación." Fermentación láctica Glucosa 2 NAD 2 NADH 2 Ácido pirúvico Ácido pirúvico 2 NADH 2 2 NADH 2 2 NAD 2 NAD Ácido Láctico Ácido Láctico Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 36 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Fermentación Moisés @estudiasencillo Acético • Las acetobacterias realizan la fermentación acética, en la cual el producto final es el ácido acético. Ellas provocan la acidificación del vino y los jugos de frutas, siendo responsables de la producción de vinagres. -> Ecuación: C6 H12O6 2C2 H4 O2 + 2CO2 + 2ATP Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 37 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Glucólisis Moisés @estudiasencillo Finalidad de la glucólisis Resumen Glucólisis La glicólisis tiene como objetivo principal la producción de ATP (adenosín trifosfato), la principal molécula de energía utilizada por las células. A glicólise es el proceso de liberación de energía a partir de la descomposición de la glucosa que ocurre en las células y Además, la glicólisis también proporciona intermediarios que serán es uno de los primeros pasos de la utilizados en otros procesos celulares, respiración celular. como la gluconeogénesis y la fermentación. • En esta reacción, la glucosa se convierte en dos moléculas de piruvato, liberando energía en forma de ATP. • La glucólisis es una vía anaeróbica, es decir, no depende del oxígeno. • Ocurre en el citosol o hialoplasma. • Se consumen inicialmente 2 ATP para activar la glucólisis. • Se producen 4 ATP: saldo = 2 ATP. • Es la forma más primitiva de producir energía. Glucosa Ácido pirúvico • Proceso en el que las levaduras y algunas bacterias fermentan azúcares, produciendo alcohol etílico y dióxido de carbono. Etapas de la glucólisis La glucólisis es un proceso metabólico que ocurre en las células y tiene como objetivo obtener energía a partir de la descomposición del azúcar (glucosa). El proceso consta de 10 etapas, que son las siguientes: 1. La glucosa se fosforila mediante ATP para formar glucosa-6-fosfato. Los productos finales de la glucólisis son dos moléculas de ácido pirúvico (una por cada molécula de glucosa), que pueden utilizarse para generar energía a través de procesos como el ciclo de Krebs o la fermentación, dependiendo de si hay o no presencia de oxígeno. 2. El glucosa-6-fosfato se isomeriza para formar fructosa-6-fosfato. 3. La fructosa-6-fosfato se fosforila mediante ATP para formar fructosa-1,6bifosfato. 4. El fructosa-1,6-bifosfato se hidroliza para formar dos moléculas de gliceraldehído-3-fosfato. 5. El gliceraldehído-3-fosfato se oxida para formar ácido pirúvico. 6. El ácido pirúvico se convierte en acetil-CoA. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 38 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Glucólisis Moisés @estudiasencillo 7. El acetil-CoA se convierte en cetoacil- • En condiciones anaeróbicas, la glucólisis CoA. es la única fuente de energía para las células, lo que la hace fundamental para la supervivencia celular. 8. El cetoacil-CoA se transforma en acetato. 9. El acetato se convierte en acetil-CoA. 10. El acetil-CoA se utiliza en el ciclo de Krebs para producir ATP y CO2. ¡Atención! Para obtener más detalles sobre los procesos mencionados, consulta el material adicional disponible sobre la glucólisis. Equilibrio de la glucólisis • La glucólisis produce un saldo neto de 2 ATP, 2 NADH y 2 piruvato (o ácido pirúvico). • El NADH y el ATP se utilizan como fuentes de energía para otras reacciones celulares, mientras que el piruvato se utiliza en otros procesos, como la respiración celular o la fermentación, dependiendo de las condiciones de la célula. • En condiciones aeróbicas, el piruvato se convierte en acetil-CoA y entra en la cadena de transporte de electrones de la respiración celular, donde se convierte en ATP adicional. Importancia de la glucólisis • La glucólisis es una vía metabólica importante para las células, ya que proporciona energía para las funciones celulares. • Convierte la glucosa en piruvato, liberando energía en forma de ATP. • Además, la glucólisis también es importante como punto de partida para otros procesos metabólicos, como la gluconeogénesis (formación de glucosa a partir de otros compuestos) y la fermentación. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 39 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Ciclo de Krebs Moisés @estudiasencillo Resumen Ciclo de Krebs Introducción - Comprender de una vez por todas Carbohidratos (Papel) Grasa Acetil-CoA (Carbón) (Ceniza) CICLO DE KREBS Proteína (Madera) ATP Analogía ¡Somos "organismos aeróbicos"! El proceso aeróbico ocurre dentro de las mitocondrias, en parte debido al famoso Ciclo de Krebs, el "monstruo de siete cabezas" para los estudiantes debido a la dificultad de entender su relación con el metabolismo. Imagina que el Ciclo de Krebs (CK) es el motor del automóvil. Si enciendes el motor del automóvil, genera energía para que puedas conducir. De la misma manera, el CK es el "motor" dentro de una célula muscular: si se activa, induce la producción de. ATP, la molécula de energía que las células musculares necesitan para contraerse. Ahora supongamos que, en lugar de gasolina, el motor de ese automóvil funcionara con las cenizas de una hoguera que hiciste con papel (carbohidratos), carbón (grasas) y madera (proteínas). Al final, tienes muchas cenizas, tienes "combustible" para que el motor funcione durante mucho tiempo. Ya ni siquiera importa lo que era papel, carbón y madera... lo que importa es que tienes cenizas. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 40 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Ciclo de Krebs • El "combustible" del Ciclo de Krebs es una molécula llamada Acetil-CoA. Es esta molécula la que activa y mantiene en funcionamiento el Ciclo de Krebs. Sin el Acetil-CoA, el ciclo no puede llevarse a cabo y, como resultado, la producción de ATP se ve comprometida. H3C C Moisés @estudiasencillo • Estas sustancias se convierten en AcetilCoA para ingresar al ciclo. En total, hay 8 reacciones con un saldo final de 6 NADH, 6 CO2, 2 FADH2 y 2 GTP (ATP). S CoA O Citrato sintasa Acetil CoA • El Acetil-CoA no es más que "las cenizas" de la descomposición de los 3 macronutrientes que consumes: carbohidratos, grasas y proteínas. • Para el Ciclo, no importa de dónde provenga el Acetil-CoA (ya sea de carbohidratos, grasas o proteínas), lo importante es que necesita esas "cenizas" para activarse e inducir la producción de ATP de manera mitocondrial. 1ª Reacción El Acetil-CoA y el oxaloacetato se combinan para formar citrato, con la acción de la enzima citrato sintasa. El carbono del acetil se une al grupo carbonilo (C-2) del oxaloacetato. Proceso 2ª Reacción • El Ciclo de Krebs o Ciclo del Ácido Cítrico ocurre en la matriz mitocondrial y es la segunda fase de la respiración celular. • Su principal función es promover la degradación de los productos finales del metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteínas. El isocitrato se forma a partir de la acción de la enzima aconitasa, que cataliza la transformación del citrato en isocitrato mediante la formación de un "intermediario" (cis-aconitato). Este intermediario permite el cambio de posición de H2O, retirándola del citrato y reubicándola en el isocitrato. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 41 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Ciclo de Krebs Moisés @estudiasencillo deshidrogenasa Isocitrato deshidrogenasa 3ª Reacción El isocitrato se convierte en acetoglutarato mediante la acción de la enzima isocitrato deshidrogenasa. El isocitrato experimenta una descarboxilación y una deshidrogenación, liberando un CO2 y generando un NADH, respectivamente. 6ª Reacción Oxidación del succinato a fumarato + formación de FADH2, con la acción de la enzima succinato deshidrogenasa. Carbanión de estado de transición Complejo de deshidrogenasa 4ª Reacción El a-cetoglutarato se transforma en succinil-CoA mediante la acción de la enzima a-cetoglutarato deshidrogenasa. El a-cetoglutarato experimenta una descarboxilación y una deshidrogenación, liberando un CO2 y generando un NADH, respectivamente. El producto de esta reacción es el succinil-CoA. 7ª Reacción El fumarato se hidrata con una molécula de H2O formando malato, mediante la acción de la enzima fumarato hidratasa. 5ª Reacción Conversión de a-succinil-CoA a succinato, con la acción de la enzima succinil-CoA sintetasa. La CoA es removida y esta salida libera energía para la unión de GDP + Pi formando GTP (ATP)." Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 42 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Ciclo de Krebs Moisés @estudiasencillo deshidrogenasa 8ª Reacción El malato sufre una deshidrogenación, generando NADH y regenerando el oxaloacetato mediante la acción de la enzima malato deshidrogenasa. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 43 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Cadena respiratoria Resumen Cadena Respiratoria Moisés @estudiasencillo La mayor parte de la energía liberada a partir de la glucólisis y el ciclo de Krebs no se encuentra en forma de ATP, sino en forma de electrones, en forma de NADH2 y FADH2. Participación de los electrones • La cadena respiratoria, también conocida como complejo de transporte de electrones, es una serie de reacciones enzimáticas que ocurren en las mitocondrias de las células y son responsables de liberar energía a partir de la oxidación de los ácidos grasos y del azúcar. • Esta liberación de energía es utilizada por las células para llevar a cabo sus funciones vitales y es fundamental para el funcionamiento del organismo. • La cadena respiratoria está compuesta por varias etapas, que incluyen la oxidación de los ácidos grasos y del azúcar, transferencia de electrones y transferencia de protones, y está regulada por una serie de proteínas y enzimas. • La transferencia de electrones a través de la cadena respiratoria es una de las partes más importantes del proceso. • Los electrones son transferidos a través de una serie de proteínas llamadas citocromos, que contienen hierro en su composición y están organizadas según su electronegatividad creciente. • A lo largo de la cadena respiratoria, la transferencia de electrones libera energía que las células utilizan para llevar a cabo diversas actividades. Etapas de la cadena respiratoria La cadena respiratoria consta de tres etapas principales: • Además de proporcionar energía a las células, la cadena respiratoria también desempeña un papel crucial en el equilibrio del ambiente celular y en la homeostasis del organismo en su conjunto. Al final del ciclo de Krebs, toda la glucosa se descompone en 6 átomos de dióxido de carbono (CO2), sin embargo, solo se producen 4 moléculas de trifosfato de adenosina (ATP) durante este proceso. • La entrada de electrones al sistema se realiza a través de los NADH y FADH2, generados durante la glucólisis y el ciclo de Krebs. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 44 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Cadena respiratoria • La transferencia de electrones a través de los citocromos, que contienen hierro en su composición, liberando energía durante la transferencia. Moisés @estudiasencillo • En resumen, la cadena respiratoria es importante para la supervivencia de las células, ya que proporciona la energía necesaria para realizar sus funciones. • La oxidación final de los electrones en el sistema para la formación de agua, liberando aún más energía que se almacena en forma de ATP. Equilibrio de la cadena respiratoria • La glicólisis produce un total de 2 ATP, 4 NADH + H+ y 2 piruvato. • En el ciclo de Krebs, cada molécula de acetil-CoA generada en la glicólisis produce 1 mol de ATP, 6 moles de NADH + H+ y 2 moles de FADH2. • La cadena respiratoria, que ocurre en la matriz mitocondrial, resulta en un total neto de 34 ATP. Es responsable de utilizar los electrones liberados por el NADH + H+ y el FADH2 generados en la glicólisis y el ciclo de Krebs. Importancia para las células • La cadena respiratoria es considerada una de las etapas más importantes del metabolismo celular, ya que permite la producción de ATP, la principal fuente de energía de las células. • Durante la cadena respiratoria, los electrones del NADH y FADH2 son transferidos a través de una serie de proteínas (citocromos), liberando energía en forma de ATP. • Además, la cadena respiratoria es fundamental para la oxidación completa de los nutrientes, permitiendo la generación de más ATP y evitando la formación de compuestos tóxicos. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 45 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Metabolismo de la glucosa Moisés @estudiasencillo Resumen Ayuno Metabolismo de la Glucosa Bajo Glucosa en sangre Conjunto de reacciones químicas que ocurren en las células y les permiten mantenerse vivas, crecer y dividirse. bera as li e r c n ón El pá glucag @estudiasencillo La digestión de los hidratos de carbono comienza en la boca por la acción de la enzima α-amilase salival. El hígado descompone el glucógeno (glucosa almacenada). @estudiasencillo Glucosa Glucosa en sangre • Glicosa - degradada o almacenada por diferentes vías celulares. • La molécula de glucosa se descompone en dos moléculas de piruvato y libera energía (2 ATP). Alimentado Aumenta Glucógeno Polisacárido compuesto por monómeros de glucosa unidos por enlaces 1-4 (y en las ramificaciones 1-6). Alta Glucosa en sangre era s lib a e r nc a El pá insulin @estudiasencillo La insulina ayuda al cuerpo a absorber la glucosa y utilizarla como energía en otros lugares. Glucosa en sangre Baja Enzimas reguladoras Glucogenólisis Es estimulada por la hormona insulina e inhibida por la hormona glucagón. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 46 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Metabolismo de la glucosa • Después de ser absorbida, la mayor parte de la glucosa se convierte en glucosa-6P. • A continuación, se lleva a cabo una secuencia de reacciones para la formación del glucógeno. Glucogenólisis Moisés @estudiasencillo Para evitar más confusiones glicogénesis Cuando una palabra termina en "nesis" se considera como síntesis. ---------------------glicogenólisis Estimulada por la hormona glucagón e inhibida por la hormona insulina. Además, la contracción muscular también puede estimular la glucogenólisis en el tejido muscular. Cuando una palabra termina en "lisis" se considera como romper. • Degrade del glucógeno para liberar glucosa; Glucógeno hepático • El glucógeno hepático es un tipo de carbohidrato almacenado en el hígado y tiene las siguientes características principales: Glucógeno almacenado en el hígado Glucogenólisis Hígado Glucogenólisis Glucosa Ocurre por acción de 3 enzimas: • Glucógeno fosforilasa; • 1,6 glucosidasa (desramificación); • Fosfoglicomutasa. Glicogénesis: Síntesis de glucógeno. Glicogenólisis: Degradación del glucógeno. • Es un polisacárido compuesto por muchas unidades de glucosa unidas entre sí. • Se utiliza como fuente de energía rápida para el hígado y se libera en el torrente sanguíneo cuando es necesario. • Se forma a partir de glucosa y se descompone en glucosa para proporcionar energía cuando hay necesidad. • Se almacena en pequeñas cantidades en el hígado en comparación con el músculo, que puede almacenar grandes cantidades de glucógeno. Glucogénesis: Síntesis de carbohidratos a partir de moléculas que no son glúcidos (por ejemplo, grasas o proteínas). • O glicogênio hepático é importante para manter os níveis de glicose no sangue e 47 a homeostase glicêmica. Descargado por Arturo Contrerasregular ([email protected]) lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Metabolismo de la glucosa Glucógeno muscular El glucógeno muscular es una forma de glucosa almacenada en las células musculares, que sirve como fuente de energía para el músculo cuando es necesario. Se forma a partir de la glucosa circulante en la sangre y puede ser rápidamente descompuesto y convertido en glucosa para satisfacer las necesidades energéticas del músculo durante la actividad física intensa. Moisés @estudiasencillo • Función fisiológica: El glucógeno muscular es importante para el rendimiento físico, ayudando a mantener la energía para actividades intensas. • Regulación: La disponibilidad de glucógeno muscular está regulada por diferentes hormonas, incluyendo la insulina y el cortisol, que controlan el almacenamiento y la degradación del glucógeno." Las principales características del glucógeno muscular incluyen: • Almacenamiento: El glucógeno muscular se utiliza como una fuente de energía rápida para el músculo durante el ejercicio. • Reservas: Las reservas de glucógeno muscular son mayores que las hepáticas. Mayor • Movilidad: El glucógeno muscular se degrada y se pone a disposición de la respiración celular de manera más rápida que el glucógeno hepático. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 48 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Metabolismo lipídico Resumen Metabolismo de los lípidos El metabolismo de los lípidos es el conjunto de reacciones químicas que transforman los lípidos presentes en la alimentación y en las reservas de grasa corporal en energía. Los ácidos grasos se obtienen de fuentes alimenticias como las grasas animales y vegetales. Moisés @estudiasencillo Absorción en la dieta • Las grasas de la dieta son absorbidas en el intestino delgado. • Son hidrolizadas en ácidos grasos libres y glicerol por las enzimas lipasas, y luego son transportadas a través de las células del revestimiento intestinal hacia el torrente sanguíneo, donde pueden ser transportadas a los tejidos y utilizadas como fuente de energía o almacenadas como grasa corporal. Grasas ingeridas en la dieta AGLs y glicerol de los alimentos Miocito o adipocito Almacenamiento Los ácidos grasos son oxidados como combustible o reesterificados para su almacenamiento nuevamente. También pueden ser sintetizados por el cuerpo a partir de otros nutrientes como los carbohidratos. Además, el tejido adiposo del cuerpo almacena ácidos grasos para utilizarlos como fuente de energía cuando sea necesario." Los ácidos grasos ingresan a las células. Los sales biliares emulsionan las grasas de la dieta en el intestino delgado, formando micelas mixtas. Lipoproteína lipasa La lipasa lipoproteica, activada por apoC-II en los capilares, convierte los triacilgliceroles en ácidos grasos y glicerol. Las lipasas intestinales degradan los triacilglicéridos. Los ácidos grasos y otros productos de degradación son absorbidos por la mucosa intestinal y convertidos en triacilglicéridos. Quilomicrones Los quilomicrones se desplazan a través del sistema linfático y el torrente sanguíneo hacia los tejidos. Los triacilgliceroles se incorporan junto con colesterol y apolipoproteínas en los quilomicrones. Síntesis y degradación Oxidación de ácidos • La síntesis de lípidos implica la condensación de glicerol con ácidos grasos para formar glicerolípidos, que son los principales componentes de los lípidos. • La degradación de los lípidos incluye la hidrólisis de los glicerolípidos en glicerol y ácidos grasos, que pueden ser utilizados como fuente de energía por el cuerpo. La oxidación de los ácidos grasos es el proceso mediante el cual los ácidos grasos se descomponen en carbono e hidrógeno, liberando energía. Las principales etapas de la oxidación de ácidos grasos incluyen: • Transporte de ácidos grasos hasta el citosol: los ácidos grasos son liberados de las reservas de grasa o absorbidos de la dieta y transportados a través del torrente sanguíneo hasta el citosol de las células. • La síntesis y degradación de lípidos están reguladas por varios factores, incluyendo las necesidades de energía • Hidrólisis de la grasa: los ácidos grasos del cuerpo, la disponibilidad de precursores y la presencia de hormonas son hidrolizados en glicerol y ácidos grasos libres. que controlan el metabolismo de los 49 lípidos. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Metabolismo lipídico • Transporte de ácidos grasos libres a las mitocondrias: los ácidos grasos libres son transportados a las mitocondrias, donde serán oxidados. Moisés @estudiasencillo Qué es la cetosis Restricción de carbohidratos • Beta-oxidación: La beta-oxidación es el proceso en el cual los ácidos grasos se descomponen en fragmentos cada vez más pequeños, liberando electrones y energía. • Ciclo de transporte de electrones: los electrones liberados en la beta-oxidación son transportados a través de una cadena de proteínas, generando ATP y dióxido de carbono como productos finales. Glucógeno almacenado • síntesis de ATP: la energía liberada en la oxidación de ácidos grasos se utiliza para sintetizar ATP, que se utiliza como fuente de energía para las células. El cuerpo solicita otra fuente de energía: FAT Cuerpos cetónicos Los cuerpos cetónicos son moléculas producidas por el hígado como una fuente alternativa de energía para el cuerpo, especialmente durante períodos de ayuno o dietas bajas en carbohidratos. • Se forman a partir de la oxidación de ácidos grasos y circulan en la sangre para ser utilizados como combustible por el cerebro, los músculos y otros tejidos. Los cuerpos cetónicos son liberados por el hígado. Las células de grasa son utilizadas por el músculo como fuente de energía. Enviados al cerebro y al sistema nervioso. • La presencia excesiva de cuerpos cetónicos en la sangre es una condición conocida como cetosis, que puede El músculo se preserva y ocurrir en dietas muy restrictivas en la grasa se quema. carbohidratos o en condiciones como la diabetes no controlada. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 50 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Metabolismo de aminoácidos y proteínas Resumen Metabolismo de aminoácidos y proteínas El metabolismo de los aminoácidos y las proteínas es el conjunto de reacciones químicas que convierten los aminoácidos en otras sustancias, como glucosa, ácidos grasos y cuerpos cetónicos, y las proteínas en aminoácidos. Estas reacciones son importantes para: • Mantener el equilibrio de nitrógeno en el cuerpo. • Proporcionar energía. • Sintetizar nuevas proteínas. • Desintoxicar el cuerpo. Moisés @estudiasencillo • Esto puede ocurrir debido a varios factores, incluyendo cambios en la temperatura, pH, concentración de sal, presencia de detergentes u otras sustancias. • La desnaturación de proteínas es importante en varios procesos biológicos, incluyendo el procesamiento de alimentos, la producción de biotecnología y la terapia de proteínas recombinantes. • Además, la desnaturación puede ser utilizada como una técnica para investigar la estructura y la función de las proteínas. Colecistoquinina Páncreas La degradación de los aminoácidos puede ser influenciada por diversos factores, incluyendo la dieta, el estado nutricional, la actividad física y la salud en general. La colecistocinina es un péptido hormonal La síntesis de proteínas está controlada producido por el páncreas que actúa como por diversos factores, incluyendo la un regulador importante del metabolismo disponibilidad de aminoácidos, de las grasas. hormonas, factores de crecimiento y otros estímulos celulares. • Es liberada en presencia de grasa en el duodeno y estimula la liberación de bilis Desnaturalización de proteínas por parte del hígado, lo que permite la emulsificación y digestión de las grasas en La desnaturación de proteínas es el la dieta. proceso mediante el cual las proteínas se dañan o se alteran en su estructura tridimensional, lo que puede resultar en su inactivación funcional. Desnaturalización Proteína desnaturalizada Estructura tridimensional de una cadena proteica • Además, la colecistocinina también inhibe la entrada de grasa al hígado y estimula la oxidación de grasa por el tejido adiposo, lo que ayuda a mantener el equilibrio energético del cuerpo. • La colecistocinina desempeña un papel importante en la regulación de la absorción de grasa, la síntesis de grasa en el hígado y la oxidación de grasa por el tejido adiposo. 51 Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Metabolismo de aminoácidos y proteínas Jugo pancreático Moisés @estudiasencillo • El jugo entérico también juega un papel en la regulación del pH en el tracto gastrointestinal y en la defensa contra bacterias y otros agentes patógenos. Tripsina • La tripsina es una enzima producida y El jugo pancreático es una secreción secretada por las células de los islotes de producida por el páncreas que contiene Langerhans en las glándulas pancreáticas. enzimas digestivas, incluyendo lipasas, amilasas y tripsinas. • Se libera en la luz del intestino delgado, donde ayuda en la digestión de los alimentos. • Además, el jugo pancreático también contiene bicarbonato, que neutraliza el ácido gástrico y ayuda a proteger la mucosa intestinal. • Tiene un papel importante en la digestión de proteínas, actuando en la ruptura de los enlaces peptídicos y convirtiendo las proteínas en péptidos más pequeños. • La tripsina actúa específicamente en la hidrólisis de los enlaces peptídicos a nivel de los enlaces peptídicos de la cadena lateral del almidón de algunos • La producción de jugo pancreático está aminoácidos, como la lisina y la arginina. regulada por varios factores, incluyendo la presencia de alimentos en el tracto • La tripsina es inhibida por el complejo digestivo, las hormonas gástricas y la tripsina-inhibidor formado por el propio acción nerviosa. páncreas, lo que impide la autodigestión pancreática. • El jugo pancreático es fundamental Degradación de aminoácidos para una digestión adecuada y para mantener la salud del tracto digestivo. La degradación de los aminoácidos es el proceso mediante el cual los aminoácidos Jugo entérico se rompen en componentes más pequeños, liberando energía y El jugo entérico es un líquido producido produciendo otros productos, como por las células de la mucosa intestinal amoníaco. que ayuda en la digestión y absorción de nutrientes. A degradación de los aminoácidos es un proceso complejo que involucra varias enzimas específicas. • Contiene enzimas digestivas, ácido • El primer paso es la hidrólisis del enlace clorhídrico y moco, y se libera en la luz peptídico, que libera un aminoácido de la intestinal para ayudar en la degradación proteína. de proteínas, carbohidratos y grasas. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 52 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Bioquímica de las macromoléculas Metabolismo de aminoácidos y proteínas • A continuación, el aminoácido se somete a una serie de reacciones que incluyen la desaminación, transaminación y oxidación. • El producto final de la degradación de los aminoácidos es la amoníaco, que se convierte en otros compuestos como el ácido úrico o la urea, los cuales son excretados por el cuerpo. • La degradación de los aminoácidos también es importante para la producción de energía, ya que el cuerpo puede utilizar los productos resultantes de la degradación de los aminoácidos como fuente de energía cuando sea necesario. Moisés @estudiasencillo Visión general de la degradación de aminoácidos Proteínas intracelulares Destino dos Aminoácidos Proteínas de la dieta Biosíntesis de aminoácidos, nucleótidos y aminas biológicas fosfato de carbamoil Ciclo de la urea Circuito aspartatoargininasuccinato del ciclo del ácido cítrico Ciclo del ácido cítrico Urea (producto de excreción de nitrógeno) Etapas La degradación de los aminoácidos ocurre en varias etapas, que incluyen: Glucosa (sintetizada en la gluconeogénesis) • Remoción del grupo amino (NH2) a través de la reacción de desaminación, formando una amina libre y un grupo ácido (COOH). • Transferencia del grupo ácido a otro grupo amino a través de la reacción de transaminación, formando un nuevo aminoácido y una nueva amina libre. • Transformación del grupo ácido en una cetona o ácido graso a través de reacciones químicas, como la oxidación. Aminotransferasa • Incorporación del grupo ácido en el ciclo del ácido cítrico (también conocido como ciclo de Krebs) para su metabolismo, produciendo ATP y otros productos intermedios. • Unión del grupo amino con el grupo ácido a través de la reacción de aminotransferencia, formando una Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) nueva amida. 53 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Moisés @farmaciamapeada Referencias utilizadas Rodwell, Victor W. "Bioquímica Ilustrada de Harper. 31a edição." Grupo Artmed, 2021. Berg, Jeremy M., John L. Tymoczko e Lubert Stryer. Bioquímica. 8a edição. Grupo Artmed, 2019. Voet, Donald, e Judith G. Voet. Bioquímica. 4a edição. Grupo Artmed, 2013. Ferrier, Denise R. Bioquímica ilustrada. 7a edição. Grupo Artmed, 2019. Marzzoco, Anita, e Bayardo Baptista Torres. Bioquímica Básica. 4a edição. Grupo GEN, 2015. Motta, Valter. Bioquímica. 2a edição. MedBook Editora, 2011. Lehninger, A.L., Nelson, D.L., & Cox, M.M. (2020). Princípios de bioquímica de Lehninger. Artmed Editora. Descargado por Arturo Contreras ([email protected]) 54 lOMoARcPSD|13999208 Licensed to Ricardo Hernández - [email protected] Moisés @estudiasencillo Atención Este producto está protegido por derechos de autor, quedando prohibida su comercialización, compartición o reproducción. La violación de derechos en este documento es un DELITO. (Ley de derechos de autor correspondiente en cada país). ¡Ah, y no te olvides de contar qué te pareció el material en Instagram, ¿eh? Tu opinión es muy valiosa para nosotros y trabajamos constantemente para mejorar cada vez más. Descargado por Arturo Contreras ([email protected])
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