Bioquímica para Psicólogos

Mtra. Victoria González R.Facultad de Psicología, UMSNH.

Moléculas orgánicasEstamos constituidos de proteínas,

carbohidratos, grasas y azúcar.ORGÁNICO describe moléculas con

esqueleto de carbono y algunos átomos de hidrógeno.

Se deriva de la capacidad de los organismos vivos de sintetizar y utilizar esas moléculas.

Entre las moléculas inorgánicas están el dióxido de carbono y todas las moléculas que no tienen carbono, como el agua.

Moléculas Todas las moléculas biológicas se agrupan en

cuatro categorías generales:

CarbohidratosLípidosProteínas Ácidos nucleicos.

Carbohidratos (carbono+agua)

HidrofílicosAzúcares pequeños, (glucosa y fructosa)o cadenas

que enlazan subunidades de azúcar.Si un carbohidrato se compone de una sola molécula

de azúcar, se le describe como monosacárido; si se enlazan dos o más monosacáridos, forman un disacárido o un polisacárido.

Los carbohidratos como los azúcares y almidones, son fuentes importantes de energía.

MonosacáridosLa GLUCOSA es el más común de los

monosacáridos presentes en organismos vivos y es la subunidad de la que están formados casi todos los polisacáridos.

Entre ellos están la FRUCTUOSA (azúcar de maíz y de frutas) y la GALACTOSA (azúcar de la leche).

Los monosacáridos, en especial la glucosa, tienen una vida corta en las células. Casi todos se descomponen para liberar su energía química, o se encadenan mediante síntesis por deshidratación para formar di o polisacáridos.

DisacáridosDISACARIDOS, se utilizan para almacenar energía a

largo plazo, sobre todo en las plantas.Entre los disacáridos más comunes están la

SACAROSA (glucosa más fructuosa), LACTOSA (glucosa más galactosa) y la MALTOSA (glucosa más glucosa).

Si se requiere energía los disacáridos se dividen en subunidades de monosacárido mediante hidrólisis.

POLISACARIDOS, formados por la unión de los monosacáridos como el ALMIDON (en las plantas) o GLUCOGENO (en los animales, almacenado en el hígado), donde se almacena energía a largo plazo.

PolisacáridosUno de los más importantes polisacáridos

estructurales es la CELULOSA (subunidades de glucosa enlazadas): paredes celulares de las plantas y masa del tronco del árbol.

El almidón es fácilmente digerible, sin embargo la celulosa no se digiere, es fibra, pasa ilesa por el tubo digestivo.

Diversos polisacáridos constituyen los exoesqueletos y materiales estructurales de algunos animales, forman las corneas y muchas otras moléculas incluido el moco, hormonas y moléculas de la membrana plasmática, se componen parcialmente de carbohidratos.

LípidosHIDROFOBICOS o insolubles

en agua.Cumplen variedad de

funciones: almacenan energía, forman cubiertas impermeables, constituyen las membranas, forman hormonas.

Los lípidos se clasifican en tres grupos principales: aceites, grasas y ceras

(carbono-oxígeno-hidrógeno)

fosfolípidos, similares a los aceites, pero además contienen fósforo y nitrógeno

Esteroides.

Grasas y aceitesFormados por síntesis por deshidratación a

partir de tres subunidades de ácido graso y una molécula de GLICEROL. Esta estructura de tres ácidos grasos y un glicerol le da el nombre de TRIGLICERIDOS.

Se utilizan para guardar energía a largo plazo, en plantas y animales.

Las grasas almacenan una cantidad de energía en menos peso que los carbohidratos.

La diferencia entre una grasa sólida y el aceite, radica en los ácidos grasos.

Grasas y aceitesLos ácidos grasos de las grasas, tienen

únicamente enlaces sencillos en sus cadenas de carbono, SATURADOS de átomos de hidrógeno, por lo que es sólido a temperatura ambiente. Si hay dobles enlaces entre algunos: INSATURADO.

La mayor parte de las grasas saturadas de la dieta humana proviene de los animales.

Los aceites insaturados se encuentran en semillas, aceite de maíz, cacahuate.

Las CERAS son similares a las grasas: saturadas.

FosfolípidosLos FOSFOLÍPIDOS (membrana plasmática)

son similares a los aceites, con la excepción de que uno de los tres ácidos grasos es reemplazado por un grupo fosfato.

Los fosfolípidos tienen la cabeza hidrofílica y una cola hidrofóbica; esta naturaleza dual es crucial para la estructura y la función de la membrana plasmática.

EsteroidesLos ESTEROIDES son estructuralmente

diferentes de todos los demás lípidos. COLESTEROL: esteroide de origen

animal..Componente vital de las membranas

de las células. Materia prima de la producción de bilis, vitamina D y sintetiza otros esteroides como las hormonas sexuales y otras.

Se acumula “silenciosamente”; riesgo de obstrucciones de arterias, formación de placas y coágulos.

ColesterolLas moléculas del colesterol son no polares, no se

disuelven en la sangre; por ello las moléculas de colesterol se transportan por el torrente sanguíneo en paquetes rodeados por moléculas portadoras llamadas lipoproteínas (fosfolípidos+proteínas).

El colesterol bueno: contenido en paquetes de lipoproteinas de alta densidad (+proteína -lípido); transportan colesterol al hígado, forma bilis.

El colesterol malo, contenidos en paquetes de baja densidad, (-proteína +lípido); circula por todo el cuerpo y se puede depositar en las paredes de las arterias.

ProteínasSon moléculas compuestas de

una o más cadenas de AMINOACIDOS.

Desempeñan muchas funciones, debido a la gran variedad de estructuras proteicas.

ENZIMAS: proteínas que dirigen muchas reacciones químicas que se lleva a cabo la célula. Cada enzima ayuda solo en una o unas cuantas reacciones, por lo que las células contienen cientos de enzimas distintas.

ProteínasELASTINA: fines estructurales, proveen de elasticidad la

piel; QUERATINA principal proteína del pelo, de los cuernos de los animales y de las uñas; de la seda de las arañas y los capullos de las polillas.

También se utilizan para almacenar energía y materiales, (la ALBUMINA de la clara de huevo, la CASEÍNA de la leche)

Otras para el transporte, como la HEMOGLOBINA portadora de oxígeno en la sangre, y para movimiento celular, ACTINA Y MIOSINA, proteínas contráctiles en los músculos.

También son proteínas algunas hormonas (insulina, pepsina, HORMONA DE CRECIMIENTO); anticuerpos y muchos venenos (como el de la cascabel).

ProteínasLas proteínas son polímeros de aminoácidos.Algunos aminoácidos son hidrofílicos, polares, solubles al

agua; otros son hidrofóficos no polares, no solubles.La sucesión exacta de aminoácidos dicta la función de

cada proteína: si es soluble o no al agua, si es enzima, hormona o una proteína estructural.

Los aminoácidos se unen para formar cadenas mediante síntesis por deshidratación. Este enlace se llama ENLACE PEPTÍDICO y la cadena resultante de dos aminoácidos es un PÉPTIDO.

La palabra PROTEÍNA o POLIPEPTIDO se reserva para las cadenas largas, de 50 o más aminoácidos de longitud, y se usa PEPTIDO cuando son cadenas más cortas.

Ácidos nucléicosSon largas cadenas de subunidades similares,

pero no idénticas, llamadas nucleótidos.Hay dos tipos de nucleótidos, los que tienen

azúcar ribosa (RNA) y los que tienen azúcar desoxirribosa (DNA).

El DNA y el RNA, las moléculas de la herencia, son ácidos nucléicos.

Ácidos nucléicosEl DNA, encontrado en los cromosomas deletrean

información genética necesarias para construir las proteínas de cada organismo. El RNA se copia del depósito central de DNA en el núcleo de cada célula. El RNA lleva el código genético del DNA al citoplasma de la célula y dirige la síntesis de proteínas.

Otros nucleótidos actúan como mensajeros intracelulares, portadores de energía o coenzimas.

Otros nucleótidos apoyan a las enzimas en su función de promover y dirigir las reacciones químicas.

Célula

Ejercicio grupal: reunión de expertos

Unidad básica de estructura y función de los seres vivos, que puede existir de manera independiente y es capaz de reproducirse

CélulaUnidad más pequeña de vida.Cada célula está rodeada de una delgada

MEMBRANA plasmática que desempeña tres funciones generales:Aislar selectivamente el contenido de la célula

del ambiente externo. Regular el intercambio de sustancias entre el

interior de la célula y el medio externo.Comunicarse con otras células.

CélulaLas membranas están en constante

movimiento, aíslan y regulan todo intercambio.

Todas las células están rodeadas por un medio acuoso; los organismos unicelulares viven en el agua, las células de los animales están bañadas por un líquido extracelular, ligeramente salino que se filtra de la sangre.

Componentes de la célulaPARED CELULAR:

presentes en c vegetales, ausentes en animales. Dan soporte y rigidez (celulosa).

MEMBRANA PLASMÁTICA: envoltura que permite mantener integridad e individualidad. Comunicación.

Membrana plasmáticaLas membranas plasmáticas separan un citoplasma acuoso

de un medio externo acuoso y membranas similares rodean compartimientos acuosos dentro de la célula.

En estas condiciones, los fosfolípidos se disponen de una manera doble, BICAPA FOSFOLIPÍDICA cabezas hidrofílicas y caras exteriores y las colas hidrofóbicas se “esconden” en el interior.

La bicapa se encarga de aislar la célula; moléculas muy pequeñas como la del agua, y moléculas sin carga, solubles en lípidos, pueden atravesar con relativa facilidad.

Contiene colesterol, que la hace más resistente y flexible, pero menos fluida y permeable a sustancias solubles.

Proteínas de membranaHay tres categorías principales de PROTEINAS de

membrana:Proteínas de transporte: regulan el movimiento de

moléculas hidrofílicas, forman poros o canales que permiten a pequeñas moléculas solubles al agua, atravesar la membrana.

Proteínas receptoras: activan respuestas celulares cuando se unen a ellas moléculas específicas del fluido extracelular como hormonas y nutrientes. Inician procesos celulares como la división o secreción de hormonas.

Proteínas de reconocimiento sirven como etiquetas de identificación y como sitio de unión.

Componentes de la célula

CITOPLASMA consta de todo el contenido de la célula en su mayor parte es agua. Realiza la mayoría de funciones metabólicas.

CITOESQUELETO: permite a la célula mantener su forma y el movimiento celular.

CENTRIOLOS: participan en movilidad.

NÚCLEO: organelo de mayor tamaño en la célula. Centro rector: reproducción celular. Contiene los cromosomas, el nucléolo y la envoltura nuclear.

Componentes de la célula

CROMOSOMASRETÍCULO

ENDOPLÁSMICO: ocupa buena parte del citoplasma. Presenta bicapa de fosfolípidos como la membrana plasmática. Comunica membrana plasmática con el núcleo y participa en síntesis de proteínas. Liso y rugoso: ribosomas.

RIBOSOMAS: contienen ARN y proteínas, sintetizan proteínas.

APARATO DE GOLGI: Continuación del retículo endoplásmico liso. Almacena proteínas y materiales de secreción de las células.

Componentes de la célulaVACUOLAS: huecos o

burbujas donde se almacenan sustancias, regulan cantidad de agua en la célula.

MITOCONDRIAS: contienen ribosomas y ADN. Su función es la respiración celular para producir energía que se almacena en forma de ATP.

Transporte: Gradiente de concentraciónLas moléculas de los fluidos se mueven respondiendo a

gradientes de concentración, una diferencia en la concentración entre una región y otra.

Las moléculas de regiones de concentración alta a regiones de concentración baja se mueven en un proceso llamado DIFUSION.

Cuando mayor sea el gradiente de concentración, mayor será la velocidad de difusión.

Cuando deja de haber diferencias en el gradiente de concentración la difusión cesa.

La lenta velocidad de difusión a grandes distancias es una de las razones por las que las células son pequeñas.

Transporte celular pasivoLa membrana plasmática proporciona

movimiento activos y pasivo.TRANSPORTE PASIVO: entran o salen

sustancias bajando por el gradiente de concentración.

No requiere gasto de energía. Los lípidos y poros proteicos, regulan qué

moléculas entran, pero no la dirección.El flujo de agua a través de la membrana

depende de la concentración de agua en el líquido que baña las células.

Transporte celular activoLa célula utiliza energía para desplazar sustancias CONTRA el

gradiente de concentración. Las proteínas de transporte activo se llaman BOMBAS.Las células absorben o expulsan partículas o fluidos mediante

ENDOCITOSIS (dentro de la célula): la membrana plasmática absorbe la gotita de fluido o partícula y estrangula una bolsa membranosa llamada vesícula, la cual queda encerrada en el citoplasma y contiene el fluido o partícula en su interior.

La EXOCITOSIS saca materiales de la célula; elimina productos de desecho o secreta materiales como hormonas hacia el fluido extracelular.

EJERCICIO: Ver videos “funcionamiento celular y Ramón y Cajal”. Reportes.