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Fisioterapia
Francisco Alejandro Villegas Lopez
Biología celular
Martín J. Mendoza Pineda
“Biomoléculas”
1er semestre – Escolarizado
Fecha de entrega: 21/09/2020
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Biomoléculas: Carbohidratos, Grasas, Proteínas y Ácidos Nucleicos, Guías, Proyectos, Investigaciones de Biología Celular
Este documento ofrece una introducción a las biomoléculas esenciales para el buen funcionamiento de los seres vivos: carbohidratos, grasas, proteínas y ácidos nucleicos. Se explica su estructura química, clasificación, fuentes alimentarias y funciones biológicas en el cuerpo humano.
Qué aprenderás
- ¿Qué son las grasas y qué tipos existen?
- ¿Qué son los ácidos nucleicos y qué funciones desempeñan en el cuerpo?
- ¿Cómo se clasifican las proteínas y qué funciones desempeñan en el cuerpo?
- ¿Qué son las biomoléculas y qué papel desempeñan en el organismo?
- ¿Cómo se clasifican los carbohidratos y qué funciones desempeñan en el cuerpo?
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
2019/2020
1 / 13
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Fisioterapia
Francisco Alejandro Villegas Lopez
Biología celular
Martín J. Mendoza Pineda
“Biomoléculas”
1er semestre – Escolarizado
Fecha de entrega: 21/09/
Índice
- Hoja de presentación…………………………………………………………….
- Índice…………………………………………………………………………...….
- Introducción……………………………………………………………………….
- Carbohidratos…………………………………………………………………..4-
- Estructura química y su clasificación……………………………………….
- Funciones biológicas en el cuerpo humano………………………………..
- Fuentes alimentarias de carbohidratos……………………………………..
- Metabolismo de carbohidratos (digestión y absorción)……………………
- Grasas…………………………………………………………………………... 5 -
- Estructura química y su clasificación de las grasas…………………….. 5 -
- Funciones biológicas en el cuerpo humano………………………………..
- Fuentes alimentarias de grasas…………………………………………... 6 -
- Metabolismo de grasas (digestión y absorción)……………………………
- Proteínas……………………………………………………………………… 7 -
- Estructura química de los aminoácidos…………………………………….
- Clasificación………………………………………………………………… 8 -
- cuaternaria……………………………………………….…………………. Con base a la estructura primaria, secundaria, terciaria y
- Con base a la forma globulares o filamentosas…………………………
- Con base a su composición de aminoácidos……………………………
- Funciones biológicas en el cuerpo humano………………………………..
- Fuentes alimentarias de proteínas…………………………………………..
- Metabolismo de las proteínas (digestión y absorción)…………………...
- Ácidos nucleicos……………………………………………………………. 10 -
- Estructura química y clasificación de las purinas y pirimidinas…………
- Función biológica de los ácidos nucleicos en el cuerpo humano….. 10 -
- Conclusión……………………………………………………………………….
Los carbohidratos son unas biomoléculas que también toman los nombres de hidratos de carbono, glúcidos, azúcares o sacáridos. Estas moléculas están formadas por tres elementos fundamentales: el carbono, el hidrógeno y el oxígeno, este último en una proporción algo más baja. Su principal función en el organismo de los seres vivos es la de contribuir en el almacenamiento y en la obtención de energía de forma inmediata, sobre todo al cerebro y al sistema nervioso. Tipos de carbohidratos. Existen cuatro tipos, en función de su estructura química: los monosacáridos, los disacáridos, los oligosacáridos y los polisacáridos. ➢ Monosacáridos: Son los más simples, ya que están formados por una sola molécula. Esto los convierte en la principal fuente de combustible para el organismo y hace posible que sean usados como una fuente de energía y también en biosíntesis o anabolismo, el conjunto de procesos del metabolismo destinados a formar los componentes celulares. ➢ Disacáridos: Están formados por dos moléculas de monosacáridos. Estas pueden hidrolizarse y dar lugar a dos monosacáridos libres. Entre los disacáridos más comunes están la sacarosa (el más abundante, que constituye la principal forma de transporte de los glúcidos en las plantas y organismos vegetales), la lactosa o azúcar de la leche, la maltosa (que proviene de la hidrólisis del almidón) y la celobiosa (obtenida de la hidrólisis de la celulosa). ➢ Oligosacáridos: La estructura de estos carbohidratos es variable y pueden estar formados por entre tres y nueve moléculas de monosacáridos, unidas por enlaces y que se liberan cuando se lleva a cabo un proceso de hidrólisis, al igual que ocurre con los disacáridos. ➢ Polisacáridos: Son cadenas de más de diez monosacáridos cuya función en el organismo se relaciona normalmente con labores de estructura o de almacenamiento. Funciones biológicas de los carbohidratos. Su función principal es la energética, pero también hay ciertos hidratos de carbono cuya función está relacionada con la estructura de las células o aparatos del organismo, sobre todo en el caso de los polisacáridos. Estos pueden dar lugar a estructuras esqueléticas muy resistentes y también pueden formar parte de la estructura propia de otras biomoléculas como proteínas, grasas y ácidos nucleicos. Gracias a su resistencia, es posible sintetizarlos en el exterior del cuerpo y utilizarlos para fabricar diversos tejidos, plásticos y otros productos artificiales.
Fuentes alimentarias de carbohidratos. Los alimentos comunes con carbohidratos incluyen: ▪ Granos: Como el pan, fideos, pastas, galletas saladas, cereales y arroz. ▪ Frutas: Como manzanas, plátanos, bayas, mangos, melones y naranjas. ▪ Productos lácteos: Como la leche y el yogurt. ▪ Legumbres: Incluyendo frijoles secos, lentejas y guisantes. ▪ Bocadillos y dulces: Como pasteles, galletas, dulces y otros postres. ▪ Jugos, refrescos, bebidas de frutas, bebidas deportivas y bebidas energéticas con azúcar. ▪ Verduras con almidón: Como papas, maíz y guisantes. Algunos alimentos no tienen muchos carbohidratos, como la carne, pescado, pollo, algunos tipos de queso, nueces y aceites. Metabolismo de los carbohidratos. En la digestión de los carbohidratos participan numerosas enzimas gastrointestinales y pancreáticas, por ejemplo, las amilasas de origen salival y pancreático, que actúan sobre los polisacáridos (almidones) para su fragmentación en disacáridos. Los monosacáridos se absorben rápidamente en la mucosa gastrointestinal pero los disacáridos y los polisacáridos necesitan ser degradados por diversas enzimas antes de que puedan ser absorbidos a través de la mucosa. Son compuestos orgánicos formados por carbono, oxígeno e hidrógeno y forman el grupo más grande de aporte energético en nuestra alimentación. Las grasas o lípidos pueden presentarse en forma sólida o líquida. Tipos de grasas. En función del tipo de ácidos grasos que formen predominantemente las grasas, y en particular por el grado de insaturación (número de enlaces dobles o triples) de los ácidos grasos, podemos distinguir: ➢ Grasas saturadas: Están formadas mayormente por ácidos grasos saturados. Este tipo de grasas es sólido a temperatura ambiente. Las grasas formadas por ácidos grasos de cadena larga (más de 8 átomos de carbono), como los ácidos láurico, mirístico y palmítico, se consideran que elevan los niveles plasmáticos de colesterol asociado a las lipoproteínas LDL. Sin
➢ Grasas insaturadas: ▪ Aceite de oliva, de soja y de colza. ▪ Aceitunas. ▪ Frutos secos. ▪ Aguacate. ▪ Pescados. ▪ Aceite de semillas: girasol, maíz, cártamo, germen de trigo, pepita de uva, borraja y cacahuete. ➢ Grasas trans: ▪ Algunas margarinas. ▪ Patatas chips y otros aperitivos industriales fritos. ▪ Pastelería y bollería industrial. Metabolismo de las grasas. Los lípidos de la dieta, principalmente los triglicéridos y, en menor proporción, el colesterol, son digeridos inicialmente y de forma parcial en el tracto gastrointestinal por la acción de las enzimas lipasas, bucal y gástrica. A continuación, las sales biliares emulsionan los lípidos facilitando la acción de la lipasa pancreática y su posterior absorción en forma de micelas mixtas en el intestino delgado. El intestino absorbe el 100% de los triglicéridos, mientras que el colesterol que proveniente de la dieta se absorbe en un 40%, aproximadamente. En la mucosa intestinal del duodeno, los triglicéridos y el colesterol de la dieta, se ensamblan con las apoproteínas apo-A y apo- B48 constituyendo los quilomicrones que pasan a la circulación linfática y son las lipoproteínas responsables de transportar en sangre los triglicéridos de origen exógeno. Las proteínas son moléculas formadas por aminoácidos que están unidos por un tipo de enlaces conocidos como enlaces peptídicos. El orden y la disposición de los aminoácidos dependen del código genético de cada persona. Todas las proteínas están compuestas por: ▪ Carbono ▪ Hidrógeno ▪ Oxígeno ▪ Nitrógeno Y la mayoría contiene además azufre y fósforo. Las proteínas suponen aproximadamente la mitad del peso de los tejidos del organismo, y están presentes en todas las células del cuerpo, además de participar en prácticamente todos los procesos biológicos que se producen.
Estructura química de los aminoácidos. Todas las proteínas poseen una misma estructura química central, que consiste en una cadena lineal de aminoácidos. Lo que hace distinta a una proteína de otra es la secuencia de aminoácidos de que está hecha, a tal secuencia se conoce como estructura primaria de la proteína. La estructura primaria de una proteína es determinante en la función que cumplirá después, así las proteínas estructurales (como aquellas que forman los tendones y cartílagos) poseen mayor cantidad de aminoácidos rígidos y que establezcan enlaces químicos fuertes unos con otros para dar dureza a la estructura que forman. Clasificación con base a su estructura primaria, secundaria, terciara y cuaternaria. ➢ Estructura primaria: Es simplemente el orden de sus aminoácidos. Por convención el orden de escritura es siempre desde el grupo amino-terminal hasta el carboxilo final. ➢ Estructura secundaria: La estructura secundaria de una proteína es la que adopta espacialmente. Existen ciertas estructuras repetitivas encontradas en las proteínas que permiten clasificarlas en dos tipos: hélice alfa y lámina beta. Una hélice alfa es una apretada hélice formada por una cadena polipeptídica. La cadena polipeptídica principal forma la estructura central, y las cadenas laterales se extienden por fuera de la hélice. Las láminas beta son el otro tipo de estructura secundaria. Pueden ser paralelas o antiparalelas. ➢ Estructura terciaria: La estructura terciaria es la estructura plegada y completa en tres dimensiones de la cadena polipeptídica. A diferencia de la estructura secundaria, la estructura terciaria de la mayor parte de las proteínas es específica de cada molécula, además, determina su función. ➢ Estructura cuaternaria: Solo está presente si hay más de una cadena polipeptídica. Con varias cadenas polipeptídicas, la estructura cuaternaria representa su interconexión y organización. Clasificación con base a la forma globulares o filamentosas. En cuanto a su forma molecular, podemos distinguir: ▪ Proteínas globulares: la cadena polipeptídica aparece enrollada sobre sí misma dando lugar a una estructura más o menos esférica y compacta. ▪ Proteínas fibrosas: si hay una dimensión que predomina sobre las demás, se dice que la proteína es fibrosa. Las proteínas fibrosas, por lo general, tienen funciones estructurales.
Metabolismo de las proteínas. La digestión de las proteínas comienza en el estómago con la acción de pepsina y continúa en el intestino delgado con enzimas pancreáticas como tripsina, quimiotripsina, aminopeptidasas y carboxipeptidasas. Estas enzimas se secretan en la forma “pro” y son activadas por la escisión de una pequeña secuencia peptídica. Esta división la realizan enterocinasas secretadas en el líquido intestinal. Las proteínas de la dieta estimulan la secreción de las proenzimas pancreáticas. El tripsinógeno se divide para formar tripsina y ésta se une a las proteínas de la dieta para comenzar la hidrólisis. Cuando ésta termina, aumenta el contenido de tripsina libre en el intestino, lo que constituye una señal para cesar la secreción de tripsinógeno. Posteriormente, las oligopeptidasas y aminopeptidasas del borde epitelial del enterocito completan la digestión; cada una de estas enzimas tiene una acción específica. Son un tipo importante de macromoléculas presentes en todas las células y virus. Las funciones de los ácidos nucleicos tienen que ver con el almacenamiento y la expresión de información genética. El ácido desoxirribonucleico (ADN) codifica la información que la célula necesita para fabricar proteínas. Un tipo de ácido nucleico relacionado con él, llamado ácido ribonucleico (ARN), presenta diversas formas moleculares y participa en la síntesis de las proteínas. Tipos de ácidos nucleicos. Las bases púricas tienen la estructura fundamental del heterociclo purina. Las bases púricas que se encuentran en los ácidos nucleicos (tanto DNA como RNA) son la adenina y la guanina. Las bases pirimidínicas derivan del anillo de pirimidina. Las bases pirimidínicas que aparecen en el RNA son uracilo y citosina, mientras que en el DNA encontramos timina y citosina. Función biológica de los ácidos nucleicos. A su manera respectiva y específica, sirven para el almacenamiento, lectura y trascripción del material genético contenido en la célula. En consecuencia, intervienen en los procesos de construcción (síntesis) de proteínas en el interior de la célula. La misma ocurre siempre que fabrica enzimas, hormonas y otras sustancias indispensables para el mantenimiento del cuerpo. Por otro lado, los ácidos nucleicos también participan de la replicación celular, o sea, de la generación de nuevas células en el cuerpo, y en la reproducción del individuo completo, ya que las células sexuales poseen la mitad del genoma (ADN) completo de cada progenitor.
El ADN codifica la totalidad de la información genética del organismo a través de su secuencia de nucleótidos. El ARN sirve como operador a partir de dicho código.
Referencias
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