ing. jorge luis flores escajeda.. final
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BIOQUIMICA AGRICOLA
ESCUELA SUPERIOR DE AGRICULTURA DEL VALLE DEL FUERTE
PORTAFOLIO DE EVIDENCIAS
ALUMNO: ING.JORGE LUIS FLORES ESCAJEDA
MAESTRO: CARLOS ALVAREZ PERAZA
MATERIA:BIOQUMICA AGRICOLA
GRUPO: 1-4
TEMARIO
NOMBRE DE LA ASIGNATURA Bioquímica AgrícolaSEMESTRE: PrimeroFASE DE FORMACION: BásicaLINEA CURRICULAR: Ciencias naturales y exactasAREA: Cultivos Básicos
FUNDAMENTACION CURRICULAR
La Bioquímica Agrícola estudia los fenómenos intracelulares, el metabolismo de plantas y animales, naturaleza de las reacciones enzimáticas, anatomía celular y subcelular y las bases moleculares de los fenómenos biológicos, a un nivel mas detallado la aplicación de técnicas que sirven para explicar las transformaciones químicas que sufren los seres vivos.
En la agricultura moderna es necesario formar recursos humanos que demanda el sector agropecuario, ya que todo proceso biológico está controlado por enzimas y hormonas los que han establecido una etapa definitiva en la agricultura elevándola en cantidad y calidad.
Este curso se ubica en la fase de formación agronómica básica y es conocimiento fundamental de toda biología moderna, proporciona al alumno los conocimientos y herramientas necesarias para las materias con que se interrelaciona como son: Anatomía y Fisiología vegetal, Genética Animal, Nutrición y Cultivo de Tejidos.
CONTENIDOS TEMATICOS
UNIDAD I.
1. Bases moleculares de la función celular 1.1. Introducción. Panorámica de la Bioquímica Agrícola.
1.1.1. Concepto de la bioquímica agrícola.1.1.2. Objetivos de la bioquímica.1.1.3. Relación con otras ciencias y como se divide para su estudio.1.1.4. Aplicaciones de la bioquímica.
1.2. Lógica molecular de los organismos vivos.1.2.1. Características que identifican a la materia viva.1.2.2. Elementos químicos de la materia viva.
1.2.2.1. Origen de as biomolecular.1.2.2.2. Organización y estructura.1.2.2.3. División de los elementos químicos de la materia viva.
1.3. Dependiendo de su abundancia.1.3.1. Propiedades físicas y químicas de los bioelementos.
Horas tales de la unidad: 10 horas.
Unidad II.
2. Componentes moleculares de la célula.
2.1. El agua: propiedades y capacidad disolvente de las biomoleculas.
2.1.1. Introducción.
2.1.2. Importancia del agua.
2.1.3. Papel del agua en los procesos biológicos
2.1.3.1. Estructura y propiedades del agua.
2.2 Disociación del agua.
2.2.1. Escala del pH
2.2.2. Ácidos y bases débiles
2.2.3. Amortiguadores
2.3. Funciones del agua
2.4. Membrana y pared celular.
UNIDAD III
3. Las proteínas y sus funciones biológicas.
3.1. Introducción.
3.2. Aminoácidos.
3.2.1. Definición de aminoácidos
3.2.2. Clasificación de aminoácidos.
3.2.3. Propiedades fisicoquímicas de los aminoácidos.
3.3. Proteínas
3.3.1. Definición de proteínas
3.3.2. Importancia y funciones biológicas de las proteínas.
3.3.3. Composición de las proteínas.
3.3.4. Formación de enlaces peptídicos.
3.3.5. Niveles estructurales.
3.3.6. Clasificación de las proteínas
3.3.7. Cambios en la conformación de las proteínas y agentes
Desnaturalizantes.
UNIDAD IV
4. Enzimas.
4.1. Definición e importancia.
4.2. Nomenclatura.
4.3. Mecanismos de acción.
4.4. Mecanismos de regulación.
4.5. Factores que afectan la actividad.
UNIDAD V.
5. Lípidos.
5.1. Definición e importancia
5.2. Clasificación.
5.3. Nomenclatura.
5.4. Estructuras.
5.5. Propiedades químicas y físicas.
5.6. Origen e importancia.
5.7. Funciones.
5.8. Lipoproteínas y Membranas.
UNIDAD VI.
6. Carbohidratos.
6.1. Definición e importancia
6.2. Clasificación
6.3. Funciones de carbohidratos
6.4. Propiedades fisicoquímicas.
6.5. Representaciones químicas de monosacáridos.
6.6. Carbohidratos importantes.
6.6.1. Glucosa.
6.6.2. Glucógeno.
6.6.3. Almidones.
6.6.4. Celulosa.
6.6.5. Quitina.
UNIDAD VII
7. Ácidos Nucleicos
7.1. Definición e importancia
7.2. Composición y localización
7.3. Estructuras químicas.
7.4. Formación de nucleótidos y nomenclatura
7.5. Propiedades físicas y químicas del DNA y RNA.
7.6. Nucleótidos más importantes (AMP, ADP, ATP).
7.7. Formación de polinucleotidos y estructura de ácidos nucleicos
7.8. Modelo de Watson y Crick.
Horas totales de la unidad: 30 Horas.
UNIDAD VIII
8. Sistemas energéticos en los seres vivos.
8.1.1.-Respiracion
8.1.1. Resumen histórico.
8.1.2. Estructuras Mitocondriales.
8.1.3. Tipos de reacciones.
8.1.4. Importancia del ciclo de Krebs.
8.1.5. Tipos de respiración (aeróbica y anaeróbica).
8.1.6. Factores que afectan la respiración.
8.1.7. Funciones del ATP e importancia.
8.1.8. Cociente Respiratorio.
8.1.9. Respiración de órganos separados de la planta
8.1.10. Fermentación
8.1.10.1. Lactancia.
8.1.10.2. Alcohólica.
8.1.11. Quimiosíntesis.
8.1.12. Fotorrespiracion
BIBLIOGRAFIA BASICA
Mathews- Van Holde. 2000. Bioquímica. España. Segunda edición. Editorial McGrill-Hill. Interamericana. Pp. 1283.
Frank B. Salisbury- Cleon W. Roos. 1994. Fisiología de las plantas 1(Células: agua, soluciones y superficies). Madrid España. Editorial Paraninfo S.A. Pp. 5-305.
Robert C.Bohinski- 1986. Bioquímica. México D.F Ed. Interamericano. Segunda Edición.
PRIMER PARCIAL
DEFICIENCIA DE NUTRIENTES
El NITROGENO
Síntomas
• Empieza primero por las hojas más viejas, las inferiores (en el caso del Hierro,
empieza por las más jóvenes, que son los brotes).
• Se ven hojas más claras de color verde pálido, que va tornándose en
amarillo, incluyendo las nerviaciones. Aunque la clorosis llegue a toda la planta
los síntomas son más evidentes en las hojas viejas.
• Si la deficiencia continúa las hojas inferiores caen.
• No crece, el follaje es escaso, aunque puede florecer con cierta abundancia. En
definitiva la planta tiene un aspecto raquítico y amarillento.
• Estos mismos síntomas también pueden producirlo Nematodos, asfixia radicular,
daños en raíces, otras carencias, etc. por lo que hay riesgo de confusión.
FOSFORO
Síntomas
• La deficiencia de Fósforo suele comenzar en las hojas inferiores, al igual que el
Nitrógeno, que son más viejas.
• Hojas con un verde oscuro apagado que adquieren luego un color rojizo o
púrpura característicos y llegan a secarse.
• Además, el número de brotes disminuye, formando tallos finos y cortos con hojas
pequeñas.
• Menor desarrollo radicular, menor floración y menor cuajado de los frutos.
• No parece causar daños el exceso de este elemento.
POTASIO
Síntomas
• Los primeros síntomas de su carencia, cuando todavía es leve, se observan en
las hojas viejas; pero cuando es aguda, son los brotes jóvenes los más
severamente afectados, llegando a secarse.
• Lo más típico, son los bordes y puntas de las hojas más viejas secas después de
amarillear (ver fotos superiores).
• Son síntomas parecidos a la deficiencia de Magnesio, pero los del Potasio se
centran más en los bordes.
• Quizás hojas jóvenes rojizas.
• Se reduce la floración, fructificación y desarrollo de toda la planta.
• El Potasio (K) aumenta la resistencia de la planta a las enfermedades, a la
sequía y al frío; si falta, será más vulnerable a estos agentes.
• La carencia de Potasio es mucho más frecuente en los suelos arenosos debido
a que se lava este elemento fuera del alcance de las raíces con la lluvia y el riego
continuado.
MANGANESIO
Síntomas
• Es una deficiencia que se ve bien.
• En hojas viejas, un color amarillento tanto entre los nervios como en los bordes,
siendo las hojas de abajo las más afectadas (si fuera en hojas nuevas, habría que
pensar en Hierro, Manganeso, etc.), menos un triángulo verde que queda en la
base. Más tarde, también afecta a las hojas jóvenes. Finalmente, caída de hojas.
• Una de las causas más frecuentes de la carencia magnésica es el exceso
relativo de Potasio en el suelo.
CALCIO
Síntomas
• La deficiencia de Calcio es menos frecuente que otras.
• Suele ser difícil distinguir los síntomas de deficiencia real de Calcio de los que
provocan otras carencias, frecuentes en suelo ácido, como la deficiencia de
Magnesio, de Potasio, de Fósforo, de Molibdeno, y efectos tóxicos por exceso de
Manganeso y Aluminio.
• Aunque los síntomas varían entre especies, generalmente se observará necrosis
de los ápices y de las puntas de hojas jóvenes además de algún tipo de
deformación de las hojas, generalmente en gancho hacia abajo cuyos bordes se
encorvan hacia la cara inferior o adoptan una apariencia dentada y, a menudo,
clorosis en el nuevo crecimiento.
AZUFRE
Síntomas
• La deficiencia es poco frecuente y se presenta como una clorosis general, con
hojas más claras hacia la parte superior de la planta.
• Los síntomas son muy semejantes a la carencia de Nitrógeno y es difícil saber si
corresponde a uno u otro. Sería necesario un análisis foliar de laboratorio.
HIERRO
Síntomas
• La clorosis férrica se manifiesta primero en las hojas jóvenes. Éstas, se ven
amarillas menos los nervios que permanecen verdes. Más tarde, quedarán casi
totalmente amarillas. También en las hojas viejas aparecen síntomas de amarilleo.
Después las hojas se arrugan y caen.
• No es una clorosis uniforme. Por ejemplo, se puede ver en la misma planta
ramas con clorosis bastante fuerte junto a otras ramas sanas.
• Hay especies vegetales más sensibles que otras a la falta de Hierro. Por ej., el
Naranjo lo acusa, pero el Olivo no tiene este problema.
ZINC
Síntomas
• La carencia de Zinc se da sobre todo en árboles frutales.
• Se manifiesta en las hojas más jóvenes, las brotadas en el año.
• Los entrenudos se acortan en los brotes, formando rosetas de hojas amarillentas,
pequeñas y estrechas. Las hojas viejas aparecen bronceadas y se caen
fácilmente.
MANGANESO
Síntomas
• La carencia de Manganeso ofrece síntomas parecidos a los del Hierro: hojas
jóvenes amarillas entre los nervios que permanecen verdes. Se puede diferenciar
porque en este caso aparece una aureola verde alrededor de los nervios. Con
carencias muy fuertes también amarillearán dichos nervios.
BORO
Síntomas
• El Boro se acusa en tejidos de crecimiento y provoca un crecimiento lento.
• Falta de desarrollo debidos a la depresión del punto de crecimiento, una clorosis
de las hojas jóvenes, o a veces su enrojecimiento, y frecuentemente una
alteración de los frutos, con necrosis internas.
• Aparición de brotación lateral a consecuencia de la muerte de los ápices.
Apariencia general de acaparamiento.
• Casi todos los frutales son sensibles a las carencias de Boro, pero los Manzanos,
más.
COBRE
Síntomas
• La carencia de Cobre es la más difícil de diagnosticar.
• En hojas jóvenes se aprecian manchas cloróticas (amarillas) poco específicas.
Aparecen primero en las hojas jóvenes y activas.
• La tonalidad verde azulada de las hojas constituye el principal síntoma de su
carencia, aunque en los cítricos, se manifiesta por manchas y resquebrajado de
corteza de frutos (se le llama Exantema).
MOLIBDENO
Síntomas
• Aunque es poco frecuente la carencia de Molibdeno, los síntomas son muy
parecidos al Nitrógeno: una clorosis general, empezando por las hojas viejas. La
planta de verde claro tira a amarillo.
• Puede mostrarse como deformaciones en las hojas nuevas (hojas enrolladas o
en cuchara) o como clorosis entre nerviaciones en hojas intermedias o inferiores o
como necrosis de bordes.
CLORO
Síntomas
• El Boro se acusa en tejidos de crecimiento y provoca un crecimiento lento.
• Falta de desarrollo debidos a la depresión del punto de crecimiento, una clorosis
de las hojas jóvenes, o a veces su enrojecimiento, y frecuentemente una
alteración de los frutos, con necrosis internas.
• Aparición de brotación lateral a consecuencia de la muerte de los ápices.
Apariencia general de achaparra miento.
• Casi todos los frutales son sensibles a las carencias de Boro, pero los Manzanos,
más.
ELEMENTOS ESENCIALES PARA LAS PLANTASSe llaman elementos químicos esenciales a una serie de elementos químicos que se consideran esenciales para la vida o para la subsistencia de organismos determinados. Para que un elemento se considere esencial, este debe cumplir cuatro condiciones:
La ingesta insuficiente del elemento provoca deficiencias funcionales, reversibles si el elemento vuelve a estar en las concentraciones adecuadas.
Sin el elemento, el organismo no crece ni completa su ciclo vital.
El elemento influye directamente en el organismo y está involucrado en sus procesos metabólicos.
El efecto de dicho elemento no puede ser reemplazado por ningún otro elemento.
En las plantas se considera 17 elementos esenciales
MODELO DE MOSAICO FLUIDO
El modelo de mosaico fluido es, en biología, un modelo de la estructura de la membrana plasmática propuesto en 1972 por S. J. Singer y Garth Nicholson gracias a los avances en microscopía electrónica, el estudio de interacciones hidrófilas, al estudio de enlaces no covalentes como puentes de hidrógeno y el desarrollo de técnicas como la criofractura y el contraste negativo.
En la membrana plasmática, los lípidos se disponen formando una bicapa de fosfolípidos, situados con sus cabezas hidrofilicas hacia el medio externo o hacia el citosol, y sus colas hidrofobicas dispuestas en empalizada. Las proteínas se intercalan en esa bicapa de lípidos dependiendo de las interacciones con las regiones de la zona lipídica. Existen tres tipos de proteínas según su disposición en la bicapa:
Proteínas integrales o intrínsecas: Embebidas en la bicapa lipídica, atraviesan la membrana una o varias veces, asomando por una o las dos caras (proteínas transmembrana); o bien mediante enlaces covalentes con un lípido o a un glúcido de la membrana. El aislamiento de ella requiere la ruptura de la bicapa.
Glucoproteínas: Se encuentran atravesando toda la capa de la membrana celular, su nombre es debido a que contiene glúcidos.
Proteínas periféricas o extrínsecas: A un lado u otro de la bicapa lipídica, pueden estar unidas débilmente por enlaces no covalentes. Fácilmente separables de la bicapa mediante soluciones salinas, sin provocar su ruptura. Aparecen en la membrana interna y carecen de proteínas transmembranas.
Este modelo fue desarrollado para demostrar la asimetría entre ambas capas, lo que explicaría porque no entran los mismos nutrientes que los que salen.
Transporte transmembrana
Canales: es la forma habitual de transporte de iones a través de la membrana. Normalmente cada canal transporta de forma específica un ion característico de ése canal. Pueden tener una abertura regulable. Son de vital importancia, por ejemplo, los canales de sodio y potasio para la existencia del potencial de acción transmembrana, el impulso eléctrico que las neuronas emplean para realizar su función a lo largo de todo su axón.
Transportadores: los transportadores son proteínas que se unen específicamente a la molécula transportada (uniporte). El cambio de forma permite a ésta ser transportada a través de la membrana. Presentan una cinética saturante, cuando no están acoplados a una ATPasa. A veces el transporte de una molécula depende de la coexistencia de un cotransporte para entrar ambos a la vez (simporte) o entrar uno y salir el otro (antiporte).
Receptores: los receptores también se unen a moléculas específicas, pero en contra del transportador, dicha molécula provoca un cambio conformacional del receptor y activa la emisión de enzimas intracelulares, la molécula señalizadora. También puede activar la emisión de una micela conformada por la propia membrana. La finalidad del receptor es que la señal externa induzca una señal interna de síntesis de una determinada molécula en el interior de la célula.
PRINCIPALES APORTACIONES Y PERSONAJES
En 1833, Anselme Payen aísla la primera enzima, la diastasa, aunque se desconoce en su alimentación.
A mediados del siglo XIX, Louis Pasteur, demostró los fenómenos de isomería química existente entre las moléculas de ácido tartárico provenientes de los seres vivos y las sintetizadas químicamente en el laboratorio
En 1878 el fisiólogo Wilhelm Kühne acuñó el término enzima para referirse a los componentes biológicos desconocidos que producían la fermentación. La palabra enzima fue usada después para referirse a sustancias inertes tales como la pepsina.
En 1903 Mijaíl Tswett inicia los estudios de cromatografía para separación de pigmentos.
En torno a 1915 Gustav Embden y Otto Meyerhof realizan sus estudios sobre la glucolisis.
En 1920 se descubre que en las células hay ADN y ARN y que difieren en el azúcar que forma parte de su composición: desoxirribosa o ribosa. El ADN reside en el núcleo. Unos años más tarde, se descubre que en los espermatozoides hay fundamentalmente ADN y proteínas, y posteriormente Feulgen descubre que hay ADN en los cromosomas con su tinción específica para este compuesto.
En 1925 Theodor Svedberg demuestra que las proteínas son macromoléculas y desarrolla la técnica de ultracentrifugación analítica.
En 1928, Alexander Fleming descubre la penicilina y desarrolla estudios sobre la lisozima.
Richard Willstätter (en torno 1910) estudia la clorofila y comprueba la similitud que hay con la hemoglobina. Posteriormente Hans Fischer en torno a 1930, investiga la química de las porfirinas de las que derivan la clorofila o el grupo porfirínico de la hemoglobina. Consiguió sintetizar hemina y bilirrubina. Paralelamente Heinrich Otto Wieland formula teorías sobre las deshidrogenaciones y explica la constitución de muchas otras sustancias de naturaleza compleja, como la pteridina, las hormonas sexuales o los ácidos biliares.
En la década de 1940, Melvin Calvin concluye el estudio del ciclo de Calvin en la fotosíntesis.
En torno a 1945 Gerty Cori, Carl Cori, y Bernardo Houssay completan sus estudios sobre el ciclo de Cori.
En 1953 James Dewey Watson y Francis Crick, gracias a los estudios previos con cristalografía de rayos X de ADN de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, y los estudios de Erwin Chargaff sobre apareamiento de bases nitrogenadas, deducen la estructura de doble hélice del ADN. En
1957, Matthew Meselson y Franklin Stahl demuestran que la replicación del ADN es semiconservativa.
SUELO Se denomina suelo a la parte superficial de la corteza terrestre, biológicamente
activa, que proviene de la desintegración o alteración física y química de las rocas y de los residuos de las actividades de seres vivos que se asientan sobre ella.
La palabra suelo se deriva del latín solum, que significa suelo, tierra o parcela. Los suelos se forman por la combinación de cinco factores interactivos: material parental, clima, topografía. Organismos vivos y tiempo.
El suelo es una mezcla de minerales, materia orgánica, bacterias, agua y aire.Se forma por la acción de la temperatura, el agua, el viento, los animales y las plantas sobre las rocas. Estos factores descomponen las rocas en partículas muy finas y así forman el suelo; ¡la formación de dos centímetros de suelo tarda siglos!Existen muchas clases de suelo. Esto se debe a que las rocas, el clima, la vegetación varían de un sitio a otro.
ALGUNOS FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ABSORCION DE NUTRIENTES
La Cantidad de H2O en el suelo: Dependiendo de la cantidad de agua disponible habrá una mayor o menos cantidad de sales disueltas. A mayor cantidad de agua, mayor será la cantidad de sales que esta pueda disolver, aumentando así la absorción y el flujo de agua e iones.B) El pH del agua y del suelo: Afecta a la carga y al tamaño de los iones. La carga y el tamaño influyen a su vez tanto en el paso por los poros, como en el reconocimiento de los transportadores presentes en la raíz (ya que los transportadores pueden reconocer o no a
un ión dependiendo de la forma en la que esté presente).C) El potencial Redox afecta a la carga del ión. Si analizamos el caso del hierro(Fe2+ <---> Fe3+)este puede aparecer con dos tipos de carga +2 y +3. En este caso, la forma Fe+2 (soluble) es la que es podría ser absorbida, mientras que la forma Fe+3 no puede serlo, y esto se debe a que esta misma precipita como Fe (OH)3 insoluble.D) Las concentraciones relativas de otros iones, ya que pueden competir entre ellos por el poro o por los transportadores.- d.1. Por el poro: A menor diámetro mayor absorción. En cuanto a carga, pasan primero las neutras. Neutras > C+A-> C2+A2-> C3+A3-- d.2. Por los transportadores: Se establece competencia entre moléculas con un tamaño parecido. El K+ entra en competencia con Rb+, Cs+ y H+.E) Sinergia: un ejemplo de la sinergia lo tenemos en el ión Ca2+. El Ca2+ favorece la absorción tanto de aniones como de cationes. Aún no queda claro el mecanismo de este proceso, pero parece posible que el Ca2+ dé estabilidad a la membrana favoreciendo la adsorción selectiva.F) Absorción de K+ en función del pH del suelo: en condiciones de pH bajo (ácidos), los iones K+ no entran, porque los H+ ocupan los lugares del Potasio. Ocurre lo contrario si hay mayor pH. Es decir se favorece su absorción a pH básicos.
SEGUNDO PARCIAL
AMINOACIDO
Un aminoácido es una molécula orgánica con un grupo amino (-NH2) y un grupo carboxilo (-COOH). Los aminoácidos más frecuentes y de mayor interés son aquellos que forman parte de las proteínas. Dos aminoácidos se combinan en una reacción de condensación entre el grupo amino de uno y el carboxilo del otro, liberándose una molécula de agua y formando un enlace amida que se denomina enlace peptídico; estos dos "residuos" de aminoácido forman un dipéptido. Si se une un tercer aminoácido se forma un tripéptido y así, sucesivamente, hasta
formar un polipéptido. Esta reacción tiene lugar de manera natural dentro de las células, en los ribosomas.
Todos los aminoácidos componentes de las proteínas son L-alfa-aminoácidos. Esto significa que el grupo amino está unido al carbono contiguo al grupo carboxilo (carbono alfa) o, dicho de otro modo, que tanto el carboxilo como el amino están unidos al mismo carbono; además, a este carbono alfa se unen un hidrógeno y una cadena (habitualmente denominada cadena lateral o radical R) de estructura variable, que determina la identidad y las propiedades de cada uno de los diferentes aminoácidos. Existen cientos de radicales por lo que se conocen cientos de aminoácidos diferentes, pero sólo 22 (los dos últimos fueron descubiertos en el año 2002) forman parte de las proteínas y tienen codones específicos en el código genético.
La unión de varios aminoácidos da lugar a cadenas llamadas péptidos o polipéptidos, que se denominan proteínas cuando la cadena polipeptídica supera una cierta longitud (entre 50 y 100 residuos aminoácidos, dependiendo de los autores) o la masa molecular total supera las 5000 uma y, especialmente, cuando tienen una estructura tridimensional estable definida.
La estructura general de un alfa-aminoácido se establece por la presencia de un carbono central (alfa) unido a un grupo carboxilo (rojo en la figura), un grupo amino (verde), un hidrógeno (en negro) y la cadena lateral (azul):
Según las propiedades de su cadena
Otra forma de clasificar los aminoácidos de acuerdo a su cadena lateral.
Los aminoácidos se clasifican habitualmente según las propiedades de su cadena lateral:
Neutros polares , polares o hidrófilos : serina (Ser, S), treonina (Thr, T), cisteína (Cys, C), glutamina (Gln, Q), asparagina (Asn, N), tirosina (Tyr, Y) y glicina (Gly, G).
Neutros no polares , apolares o hidrófobos: alanina (Ala, A), valina (Val, V), leucina (Leu, L), isoleucina (Ile, I), metionina (Met, M), prolina (Pro, P), fenilalanina (Phe, F) y triptófano (Trp, W).
Con carga negativa o ácidos: ácido aspártico (Asp, D) y ácido glutámico (Glu, E).
Con carga positiva o básicos: lisina (Lys, K), arginina (Arg, R) e histidina (His, H). fenilalanina (Phe, F), tirosina (Tyr, Y) y triptófano (Trp, W) (ya incluidos en los grupos neutros polares y neutros no polares).
Según su obtención
A los aminoácidos que deben ser captados como parte de los alimentos se los llama esenciales; la carencia de estos aminoácidos en la dieta limita el desarrollo del organismo, ya que no es posible reponer las células de los tejidos que mueren o crear tejidos nuevos, en el caso del crecimiento. Para el ser humano, los aminoácidos esenciales son:
Valina (Val, V) Leucina (Leu, L) Treonina (Thr, T) Lisina (Lys, K)
Triptófano (Trp, W) Histidina (His, H) * Fenilalanina (Phe, F) Isoleucina (Ile, I) Arginina (Arg, R) * Metionina (Met, M)
A los aminoácidos que pueden sintetizarse en el propio organismo se los conoce como no esenciales y son:
Alanina (Ala, A) Prolina (Pro, P) Glicina (Gly, G) Serina (Ser, S) Cisteína (Cys, C) ** Asparagina (Asn, N) Glutamina (Gln, Q) Tirosina (Tyr, Y) ** Ácido aspártico (Asp, D) Ácido glutámico (Glu, E)
Estas clasificaciones varían según la especie e incluso, para algunos aminoácidos, según los autores. Se han aislado cepas de bacterias con requerimientos diferenciales de cada tipo de aminoácido.
Según la ubicación del grupo amino
Alfa-aminoácidos: El grupo amino está ubicado en el carbono nº 2 de la cadena, es decir el primer carbono a continuación del grupo carboxilo (históricamente este carbono se denomina carbono alfa). La mayoría de las proteínas están compuestas por residuos de alfa-aminoácidos enlazados mediante enlaces amida (enlaces peptídicos).
Beta-aminoácidos: El grupo amino está ubicado en el carbono nº 3 de la cadena, es decir en el segundo carbono a continuación del grupo carboxilo.
Gamma-aminoácidos: El grupo amino está ubicado en el carbono nº 4 de la cadena, es decir en el tercer carbono a continuación del grupo carboxilo.
HIDROCARBUROS
Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. La estructura molecular consiste en un armazón de átomos de carbono a los que se unen los átomos de hidrógeno. Los hidrocarburos son los compuestos básicos de la Química Orgánica. Las cadenas de átomos de carbono pueden ser lineales o ramificadas y abiertas o cerradas. Los que tienen en su molécula otros elementos químicos (heteroátomos), se denominan hidrocarburos sustituidos.
Los hidrocarburos se pueden clasificar en dos tipos, que son alifáticos y aromáticos. Los alifáticos, a su vez se pueden clasificar en alcanos, alquenos y alquinos según los tipos de enlace que unen entre sí los átomos de carbono. Las fórmulas generales de los alcanos, alquenos y alquinos son CnH2n+2, CnH2n y CnH2n-2, respectivamente.
CLASIFICADOS
De acuerdo al tipo de estructuras que pueden formar, los hidrocarburos se pueden clasificar como:
Hidrocarburos acíclicos, los cuales presentan sus cadenas abiertas. A su vez se clasifican en:
o Hidrocarburos lineales a los que carecen de cadenas laterales (Ramificaciones).
o Hidrocarburos ramificados, los cuales presentan cadenas laterales.
Hidrocarburos cíclicos ó cicloalcanos, que se definen como hidrocarburos de cadena cerrada. Éstos a su vez se clasifican como:
o Monocíclicos, que tienen una sola operación de ciclización.o Policíclicos, que contienen varias operaciones de ciclización.
Los sistemas policíclicos se pueden clasificar por su complejidad en:
Fusionados, cuando al menos dos ciclos comparten un enlace covalente.
Cicloalcano bicíclico de fusión.
Espiroalcanos, cuando al menos dos ciclos tienen un solo carbono en común.
Cicloalcano bicíclico espiro.
Puentes o Estructuras de von Baeyer, cuando una cadena lateral de un ciclo se conecta en un carbono cualquiera. Si se conectara en el carbono de unión del ciclo con la cadena, se tendría un compuesto espiro. Si la conexión fuera sobre el carbono vecinal de unión del ciclo con la cadena, se tendría un compuesto
fusionado. Una conexión en otro carbono distinto a los anteriores genera un puente.
Cicloalcanos tipo puente.
Agrupaciones, cuando dos ciclos independientes se conectan por medio de un enlace covalente.
Cicloalcanos en agrupaciones.
Ciclofanos, cuando a partir de un ciclo dos cadenas se conectan con otro ciclo.
Ciclofanos.
Según los enlaces entre los átomos de carbono, los hidrocarburos se clasifican en:
Hidrocarburos alifáticos, los cuales carecen de un anillo aromático, que a su vez se clasifican en:
o Hidrocarburos saturados, (alcanos o parafinas), en la que todos sus carbonos tienen cuatro enlaces simples (o más técnicamente, con hibridación sp3).
o Hidrocarburos no saturados o insaturados, que presentan al menos un enlace doble (alquenos u olefinas) o triple (alquino o acetilénico) en sus enlaces de carbono.
Hidrocarburos aromáticos , los cuales presentan al menos una estructura que cumple la regla de Hückel (Estructura cíclica, que todos sus carbonos sean de hibridación sp2 y que el número de electrones en resonancia sea par no divisible entre 4).
Los hidrocarburos extraídos directamente de formaciones geológicas en estado líquido se conocen comúnmente con el nombre de petróleo, mientras que los que se encuentran en estado gaseoso se les conoce como gas natural. La explotación comercial de los hidrocarburos constituye una actividad económica de primera importancia, pues forman parte de los principales combustibles fósiles (petróleo y gas natural), así como de todo tipo de plásticos, ceras y lubricantes.
El sueño de Kekulé y el benceno
Michael Faraday descubrió el benceno en 1825, cuando los propietarios de la fábrica de gas para el alumbrado de Londres le pidieron que encontrara una solución al problema de que durante el invierno, con el frío, el gas perdía su capacidad de producir llama.
En esa época el gas para alumbrado se obtenía de la grasa de animales marinos como las focas y se guardaba en bombonas de hierro. Faraday, que era en aquella época el director del laboratorio de la Real Sociedad de Londres, se dio cuenta de que con el frío el gas se condensaba y se acumulaba en el fondo de las botellas en forma de líquido transparente y aromático.
Así fue como Faraday, cuya efigie aparecía en los billetes de 20 libras esterlinas, descubrió un hidrocarburo nuevo: el benceno. Aunque en la actualidad las propiedades del benceno son las que mejor se conocen entre todos los compuestos orgánicos, su estructura química no se determinó hasta 1931.
En los comienzos de la química orgánica los químicos dividieron los compuestos orgánicos en aromáticos (fragantes) y alifáticos (grasos). Se les llamó aromáticos a causa de las
fragancias de productos orgánicos como el benzaldehído (derivado de melocotones, almendras amargas, albaricoques, cerezas, hojas de laurel, nueces y semillas), el tolueno (derivado del bálsamo de Tolú con su olor a vainilla y canela) y el benceno (derivado del carbón).
Luego se comprobó que además de parecerse en su aroma, los hidrocarburos aromáticos se comportaban de manera distinta a los demás. Esto se debe a que la molécula de benceno tiene forma de anillo, y los demás compuestos orgánicos están formados por moléculas lineales.
A mediados del siglo XIX se conocía la fórmula molecular del benceno (C6H6) pero no cómo se disponían los átomos en su estructura química. Entre 1857 y 1858 Friedrich August Kekulé, que por ese entonces tenía 28-29 años, desarrolló una teoría sobre la estructura química orgánica basada en dos nociones: la tetravalencia del carbono (los átomos de carbono tiene cuatro electrones en su última capa, así pueden formar cuatro enlaces con otros átomos) y la capacidad de sus átomos de formar enlaces entre ellos.
Esta nueva teoría sobre la estructura de los átomos de carbono permitió que se comprendieran mejor las moléculas orgánicas y sus reacciones, y facilitó a partir de 1860 las investigaciones sobre la síntesis química y la producción de los compuestos orgánicos.
Esto provocó años más tarde, después de que el mismo Kekulé propusiera una estructura atómica circular del benceno, la producción en masa de productos derivados del carbono y la aparición de los plásticos. Entre otras cosas, Europa se tiñó de color gracias a los tintes sintéticos.
Los sueños de Kekulé
Kekulé hizo sus estudios post-doctorales de química en París, Suiza y Londres. Cuando vivía en Londres solía pasar las veladas charlando con su amigo y colega Hugo Mueller en Islington. Muchas veces hablaban de química. Luego Kekulé volvía a su casa en Clapham Common, al otro lado de la ciudad, en los autobuses de la época: un ómnibus arrastrado por un caballo.
Una noche de verano durante el camino de regreso a casa, Kekulé cayó en una ensoñación acompañada por el ruido de los cascos del caballo y el movimiento del carruaje. Según él mismo cuenta vio cómo unos átomos de carbono bailoteaban delante de sus ojos y se combinaban entre ellos.
De vez en cuando dos átomos pequeños se unían y formaban otro átomo mayor; un átomo grande abrazaba a dos átomos más pequeños. Átomos aún mayores se hacían con tres e incluso cuatro de los pequeños o se unían por pares; mientras todo el conjunto seguía en danza, Kekulé vio cómo los átomos más grandes conformaban una cadena, arrastrando a los más pequeños consigo como de la mano, por fuera de la cadena.
Cuando el conductor gritó ¡Clapham Road!, Kekulé despertó y pasó la noche dibujando esquemas sobre lo que había soñado. Este fue el origen de la su Teoría estructural de la química orgánica.
Siete años más tarde Kekulé tendría otro sueño (en alemán, Kekulés Traum), uno de los sueños más famosos de la historia de la ciencia. En esta ocasión, Kekulé ya no vivía en Londres sino en Gante, en Bélgica, en cuya universidad era profesor. Sentado en su estudio a oscuras, frente a la chimenea, seguía pensando en la estructura del benceno, aún irresoluta.
Se durmió y vio de nuevo a los átomos bailando ente sus ojos, largas filas de átomos moviéndose como serpientes. De pronto vio cómo una de aquellas serpientes se mordía su propia cola. El famoso símbolo de la alquimia, el Ouroboros, la serpiente que se muerde su propia cola, resolvió así en un sueño el misterio de la estructura del anillo del benceno.
Convengamos que si el ama de llaves de Kekulé, quien más tarde se convertiría en su segunda esposa y le daría tres hijos, hubiera soñado con serpientes que se muerden la cola, no podría haberle atribuido a este sueño ningún significado químico.
En este caso, el ouroboros fue para Kekulé el equivalente a la bañera llena de agua que hizo que Arquímedes gritara ¡eureka!
En 1890 se celebró un Benzolfest (una especie de fiesta del benceno) en honor a Kekulé. Aquí es donde contó la historia de sus dos sueños. También le dijo a sus colegas lo siguiente: “Soñemos, caballeros, así quizás encontremos la verdad.”
GRUPOS FUNCIONALES PRESENTES EN BIOMOLECULAS
Las Biomoléculas se caracterizan por poseer un esqueleto Hidrocarbonado en la cual el C se une a otros átomos de C, H, O2, y otros elementos dependiendo del grado de complejidad.Los grupos funcionales de las biomoléculas son:1- En carbohidratos, alcoholes polivalentes con un grupo aldehído o cetónico (aldosas o cetosas).2- Lípidos, ácidos orgánicos (glicéridos) con glicerol.3- Proteínas, Aminoácidos.4- Ácidos Nucleicos, Nucleótidos.
MAPA DE AMINOACIDOS
MAPA DE ENZIMAS
MAPA DE PROTEINAS
SINTESIS DE PROTEINAS (RESUMEN)
SINTESIS DE PROTEINAS: El ADN dirige la síntesis del ARN, luego el ARN dirige la síntesis de proteínas y finalmente, una serie de proteínas específicas catalizan la síntesis tanto del ADN como del ARN.
Las INSTRUCCIONES para construir las proteínas están codificadas en el ADN y las células tienen que traducir dicha información a las proteínas.
El proceso consta de dos etapas:
1- TRANSCRIPCION:La transcripción es el proceso durante el cual la información genética contenida en el ADN es copiado a un ARN de una cadena única llamado ARN mensajero. La transcripción es catalizada por una enzima llamada ARN-POLIMERASA. El proceso se inicia separándose una porción de las cadenas de ADN: una de ellas, llamada HEBRA SENTIDO es utilizada como molde por la ARN-polimerasa para incorporar nucleótidos con bases complementarias dispuestas en la misma secuencia que en la HEBRA ANTI-SENTIDO, complementaria de la hebra sentido inicial. La única diferencia consiste en que la TIMINA del ADN inicial es sustituída por URACILO en el ARN mensajero. Así, por ejemplo, una secuencia ATGCAT de la hebra sentido del ADN inical producirá una secuencia UACGUA.
Además de las secuencia de nucleótidos que codifican proteínas, el ARN mensajero copia del ADN inicial unas regiones que no codifican proteínas y que reciben el nombre de INTRONES. Las partes que codifican proteínas se llaman EXONES. Por lo tanto, el ARN inicialmente transcrito contiene tanto exones como intrones. Sin embargo, antes de que abandone el NÚCLEO para dirigirse al CITOPLASMA donde se encuentran los RIBOSOMAS, este ARN es procesado mediante operaciones de CORTE y EMPALME, eliminándose los intrones y uniéndose entre sí los exones. Este ARN-m maduro es el que emigra al citoplasma. Un único gen puede codificar varias proteínas si el ARN-m inicial puede ser cortado y empalmado de diversas formas. Esto ocurre, por ejemplo, durante la diferenciación celular en donde las operaciones de corte y pegado permiten producir diferentes proteínas.
Además de utilizarse como MOLDE para la síntesis del ARN-m, el ADN también permite la obtención de otros dos tipos de ARN:
1- El ARN de TRANSFERENCIA (ARN-t)que se une específicamente a cada uno de los 20 aminoácidos y los transporte al ribosoma para incorporarlos a la cadena polipeptídica en crecimiento.
2- El ARN RIBOSÓMICO(ARN-r)que conjuntamente con las proteínas ribosómicas constituye el ribosoma.
2- TRADUCCION:El ARN-m maduro contiene la información para que los aminoácidos que constituyen una proteína en vayan añadiendo según la secuencia correcta. Para ello, cada triplete de nucleótidos consecutivos (CODÓN) especifica un aminacido. Dado que el ARN-m contiene 4 bases, el número de combinaciones posibles de grupos de 3 es de 64, número más que suficiente para codificar los 20 aminoácidos. De hecho, un aminoácido puede ser coficado por varios codones.
La SÍNTESIS de PROTEÍNAS tiene lugar de la manera siguiente:
- INICIACIÓN:Un factor de iniciación, GPT y metionil-ARN-t forman un complejo que se une a la subunidad ribosómica grande. A su vez, el ARN-m y la subunidad ribosómica pequeña se unen al encontrar esta última el codón de iniciación que lleva el primero. A continuación ambas subunidades ribosómicas se unen. El metionil-ARN-t está posicionado enfrente del codón de iniciación (AUG). El GPT y los factores de iniciación de desprenden quedando el ARN-t unido al ribosoma.
- ELONGACIÓN:Un segundo aminoacil-ARN-t se coloca en la posición A de la subunidad grande del ribosoma. Un complejo activado por GPT se ocupa de formar el enlace peptídico quedando el péptido en crecimiento unido al aminoacil-ARN-t entrante. Al mismo tiempo, el primer ARN-t se separa del primer aminoácido y del punto P del ribosoma.
El ribosoma mueva un triplete hacia la DERECHA, con los que el peptidil-ARN-t queda unido al punto P que había quedado libre. Un tercer aminoacil-ARN-t se coloca en la posición A y se repite el proceso de formación del enlace peptidico, quedando el péptido en crecimiento unido al ARN-t entrante. Se separa el segundo ARN-t del segundo aminoácido y del punto P del ribosoma.
- TERMINACIÓN: El ARN-m que se está traduciendo lleva un codón de terminación (UAG). Cuando el ribosoma llega a este codón, la proteína ensamblada es liberada y el ribosoma se fragmenta en sus subunidades quedando listo para un nuevo proceso. El ribosoma se desplazaba a lo largo de una hebra de ARN-m leyendo los tripletes de uno en uno. La
síntesis de proteínas progresa a razón de 15 aminoácidos/segundo. Dada la longitud del ARN-m, varios ribosomas pueden ir leyendo codones y sintetizando proteínas. El conjunto se denomina POLIRRIBOSOMA.
TERCER PARCIAL
ESQUEMA DE LIPIDOS
CONCEPTO DE ESTERIFICACION Y SAPONIFICACION
ESTERIFICACIONSe denomina esterificación al proceso por el cual se sintetiza un éster. Un éster es un compuesto derivado formalmente de la reacción química entre un ácido carboxílico y un alcohol.
Comúnmente cuando se habla de ésteres se hace alusión a los ésteres de ácidos carboxílicos, substancias cuya estructura es R-COOR', donde R y R' son grupos alquilo. Sin embargo, se pueden formar en principio ésteres de prácticamente todos los oxiácidos inorgánicos. Por ejemplo los ésteres carbónicos derivan del ácido carbónico y los ésteres fosfóricos, de gran importancia en Bioquímica, derivan del ácido fosfórico.
SAPONIFICACIONEl método de saponificación en el aspecto industrial, es el que consiste en hervir la grasa en grandes calderas, añadiendo lentamentesosa cáustica (NaOH), agitándose continuamente la mezcla hasta que comienza ésta a ponerse pastosa.
La reacción que tiene lugar es la saponificación y los productos son el jabón y la glicerina:
Grasa + sosa cáustica → jabón + glicerina
ACIDOS GRASOS SATURADOS
Los ácidos grasos saturados son ácidos grasos no enoicos, que se encuentran presentes en los lípidos, raramente libres, y casi siempre esterificando al glicerol (eventualmente a otros alcoholes). Son generalmente de cadena lineal y tienen un número par de átomos de carbono. La razón de esto es que en el metabolismo de los eucariotas, las cadenas de ácido graso se sintetizan y se degradan mediante la adición o eliminación de unidades de acetato.
ACIDOS GRASOS INSATURADOS
Los ácidos grasos insaturados son ácidos carboxílicos de cadena larga con uno o varios dobles enlaces entre los átomos de carbono Los ácidos grasos son componentes de lípidos de reserva y lípidos de membrana. Los ácidos grasos naturales no son ramificados y poseen generalmente un número par de átomos de C (C16, C18, etc.). Si son
saturados no llevan ningún doble enlace en su cadena carbonada.
FUNCION Y ESTRUCTURA DE CERAS, TRIGLICERIDOS, TERPENOS, FOSFOLIPIDOS,
COLESTEROL
CERA
Las ceras son ésteres de los ácidos grasos con alcoholes de peso molecular elevado, es decir, son moléculas que se obtienen por esterificación, reacción química entre un ácido carboxílico y un alcohol, que en el caso de las ceras se produce entre un ácido graso y un alcohol monovalente lineal de cadena larga. Son sustancias altamente insolubles en medios acuosos y a temperatura ambiente se presentan sólidas y duras.
TRIGLICERIDOS
Los triglicéridos, triacilglicéridos o triacilgliceroles son acilgliceroles, un tipo de lípidos, formados por una molécula de glicerol, que tiene esterificados sus tres grupos hidroxílicos por tresácidos grasos, ya sean saturados o insaturados.
TERPENOS
Los terpenos1 e isoprenoides son una vasta y diversa clase de compuestos orgánicos derivados del isopreno (o 2-metil-1,3-butadieno), un hidrocarburode 5 átomos de carbono. El nombre proviene de que los primeros miembros de esta clase fueron derivados del aguarrás ("turpentine" en inglés, "terpentin" en alemán).2 Cuando los terpenos son modificados químicamente, por ejemplo por oxidación o reorganización del esqueleto hidrocarbonado, suelen denominarse terpenoides (como la vitamina A o retinol, que contiene un átomo de oxígeno).
FOSFOLIPIDOS
Los fosfolípidos son un tipo de lípidos anfipáticos compuestos por una molécula de glicerol, a la que se unen dos ácidos grasos (1,2-diacilglicerol) y un grupo fosfato. El fosfato se une mediante un enlace fosfodiéster a otro grupo de átomos, que generalmente contienen nitrógeno, como colina, serinao etanolamina y muchas veces posee una carga eléctrica. Todas las membranas plasmáticas activas de las células poseen una bicapa de fosfolípidos.
COLESTEROL
El colesterol es un esterol (lípido) que se encuentra en los tejidos corporales y en el plasma sanguíneo de los vertebrados. Se presenta en altas concentraciones en el hígado, médula espinal, páncreas y cerebro. Pese a tener consecuencias perjudiciales en altas concentraciones, es esencial para crear la membrana plasmática que regula la entrada y salida de sustancias que atraviesan la célula. El nombre de «colesterol» procede del griego χολή, kole (bilis) y στερεος, stereos (sólido), por haberse identificado por primera vez en los cálculos de la vesícula biliar porMichel Eugène Chevreul quien le dio el nombre de «colesterina», término que solamente se conservó en el alemán (Cholesterin). Abundan en las grasas de origen animal.
COMO SE FORMAN LOS CARBOHIDRATOS
Los carbohidratos son las reservas energéticas de los vegetales formadas a partir de las reacciones fotosintéticas que se acumulan en forma de almidón que luego, al ser ingeridas por
los animales y combinándolos con oxígeno obtienen la energía necesaria para sus procesos vitales y emitiendo dióxido de carbono a la atmósfera. Son sustancias formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno que son sintetizados a partir de CO2 y de H2O por los organismos fotosintéticos mediante el aprovechamiento de la energía de la luz
MONOSACARIDOS Y DISACARIDOSMONOSACARIDOS
Los monosacáridos o azúcares simples son los glúcidos más sencillos; no se hidrolizan, es decir, que no se descomponen en otros compuestos más simples. Poseen de tres a siete átomos de carbono.1 y su fórmula empírica es (CH2O)n donde n ≥ 3. Se nombran haciendo referencia al número de carbonos (3-7), terminado en el sufijo -osa. El principal monosacárido es la glucosa, la principal fuente de energía de las células.
DISACARIDOS
Los disacáridos son un tipo de glúcidos formados por la condensación (unión) de dos azúcares monosacáridos iguales o distintos mediante un enlace O-glucosídico (con pérdida de una molécula de agua) pues se establece en forma de éter siendo un átomo de oxígeno el que une cada pareja de monosacáridos, mono o dicarbonílico, que además puede ser α o β en función del -OH hemiacetal o hemicetal. Los disacáridos más comunes son:
Sacarosa: formada por la unión de una glucosa y una fructosa. A la sacarosa se le llama también azúcar común. No tiene poder reductor.
Lactosa: formada por la unión de una glucosa y una galactosa. Es el azúcar de la leche. Tiene poder reductor.
Maltosa, isomaltosa, trehalosa y celobiosa: formadas todas por la unión de dos glucosas, son diferentes dependiendo de la unión entre las glucosas. Todas ellas tienen poder reductor, salvo la trehalosa.
FAMILIAS ALDOSAS Y CETOSAS
REPRESENTACIONES DE LA GLUCOSA
ISOMERIAS DE LA GLUCOSA
ESTRUCTURA Y FUNCION DE LA MALTOSA, SACALOSA Y LACTOSA
MALTOSA
La maltosa, también conocida como maltobiosa o azúcar de malta, es un disacárido formado por dos glucosas unidas por unenlace glucosídico producido entre el oxígeno del primer carbono anomérico (proveniente de -OH) de una glucosa y el oxígeno perteneciente al cuarto carbono de la otra. Por ello este compuesto también se llama alfa glucopiranosil (1-4) alfa glucopiranosa.
SACAROSA
La sacarosa, o azúcar común, es un disacárido formado por alfa-glucopiranosa y beta-
fructofuranosa.
Su nombre químico es alfa-D-Glucopiranosil - (1→2) - beta-D-Fructofuranósido,2 mientras que
su fórmula es C12H22O11.
Es un disacárido que no tiene poder reductor sobre el reactivo de Fehling y el reactivo de Tollens.
El cristal de sacarosa es transparente, el color blanco, es causado por la múltiple difracción de la
luz en un grupo de cristales.
LACTOSA
La lactosa es un disacárido formado por la unión de una molécula de glucosa y otra de galactosa. Concretamente intervienen una β-D-galactopiranosa y una D-glucopiranosa unidas por los carbonos 1 y 4 respectivamente. Al formarse el enlace entre los dos monosacáridos se desprende una molécula de agua. Además, este compuesto posee el hidroxilo hemiacetálico, por lo que da la reacción de Benedict, es decir es reductor.
POLISACARIDOS
Los polisacáridos son biomoléculas formadas por la unión de una gran cantidad de monosacáridos. Se encuentran entre los glúcidos, y cumplen funciones diversas, sobre todo de reservas energéticas y estructurales.1
Los polisacáridos son polímeros cuyos constituyentes (sus monómeros) son monosacáridos, los cuales se unen repetitivamente mediante enlaces glucosídicos.
ALMIDON
El almidón es un polisacárido, más específicamente un homopolisacárido de reserva energética predominante en las plantas, constituido por la unión de grandes cantidades de monómeros de glucosa.
El almidón se encuentra en los amiloplastos de las células vegetales, sobre todo en las semillas, las raíces y los tallos, incluidos los tubérculos. También aparece en algunos protoctistas.
GLUCOGENO
El glucógeno (o glicógeno) es un polisacárido de reserva energética formado por cadenas ramificadas de glucosa; es insolubleen agua, en la que forma dispersiones coloidales. Abunda en el hígado y en menor cantidad en los músculos, así como también en varios tejidos.
CELULOSA
La celulosa es un biopolímero compuesto exclusivamente de moléculas de β-glucosa (desde cientos hasta varios miles de unidades), es pues unhomopolisacárido. La celulosa es la biomolécula orgánica más abundante ya que forma la mayor parte de la biomasa terrestre.
QUITINA
La quitina es en sí un carbohidrato que forma parte de las paredes celulares de los hongos, del resistente exoesqueleto de los artrópodos1(arácnidos, crustáceos e insectos) y algunos órganos de otros animales (quetas de anélidos, perisarco de cnidarios). La primera persona que consiguió describir correctamente su estructura química fue Albert Hofmann.
CUARTO PARCIAL
HISTORIA DE LOS ACIDOS NUCLEICOS
El descubrimiento de los ácidos nucleícos se debe a Friedrich Miescher, quien en el año 1869 aisló de los núcleos de las células una sustancia ácida a la que llamó nucleína,1 nombre que posteriormente se cambió a ácido nucleico. Posteriormente, en 1953, James Watson y Francis Crick descubrieron la estructura del ADN, empleando la técnica de difracción de rayos X.
Los ácidos nucleícos son grandes polímeros formados por la repetición de monómeros denominados nucleótidos, unidos mediante enlaces fosfodiéster. Se forman, así, largas cadenas; algunas moléculas de ácidos nucleícos llegan a alcanzar tamaños gigantescos, con millones de nucleótidos encadenados. Los ácidos nucleícos almacenan la información genética de los organismos vivos y son los responsables de la transmisión hereditaria. Existen dos tipos básicos, el ADN y el ARN.
Formula de los ácidos nucleícos
X+Y- xy X y + pn =
DIFERENCIAS ENTRE DNA Y RNA
DNA
El ADN es bicatenario, está constituido por dos cadenas polinucleotídicas unidas entre sí en toda su longitud. Esta doble cadena puede disponerse en forma lineal (ADN del núcleo de las células eucarióticas) o en forma circular (ADN de las células procarióticas, así como de las mitocondrias y cloroplastos eucarióticos). La molécula de ADN porta la información necesaria para el desarrollo de las características biológicas de un individuo y contiene los mensajes e instrucciones para que las células realicen sus funciones. Dependiendo de la composición del ADN (refiriéndose a composición como la secuencia particular de bases), puede desnaturalizarse o romperse los puentes de hidrógenos entre bases pasando a ADN de cadena simple o ADNsc abreviadamente
RNA
El ARN difiere del ADN en que la pentosa de los nucleótidos constituyentes es ribosa en lugar de desoxirribosa, y en que, en lugar de las cuatro bases A, G, C, T, aparece A, G, C, U (es decir, uracilo en lugar de timina). Las cadenas de ARN son más cortas que las de ADN,
aunque dicha característica es debido a consideraciones de carácter biológico, ya que no existe limitación química para formar cadenas de ARN tan largas como de ADN, al ser el enlace fosfodiéster químicamente idéntico.El ARN está constituido casi siempre por una única cadena (es monocatenario), aunque en ciertas situaciones, como en los ARNt y ARNr puede formar estructuras plegadas complejas y estables.
ESTRUCTURA Y FUNCION DE LOS NUCLEOTIDOS
Los nucleótidos son moléculas orgánicas formadas por la unión covalente de un monosacárido de cinco carbonos (pentosa), una base nitrogenada y un grupo fosfato. El nucleósido es la parte del nucleótido formada únicamente por la base nitrogenada y la pentosa.
Son los monómeros de los ácidos nucleicos (ADN y ARN) en los cuales forman cadenas lineales de miles o millones de nucleótidos, pero también realizan funciones importantes como moléculas libres (por ejemplo, el ATP o el GTP).1
COMO SE GENERA UN TRANSGENICO
La biotecnología moderna nos da la posibilidad del desarrollo de alimentos más nutritivos (por ejemplo algún fruto que produzca alguna vitamina), o en el que la propia planta produzca su propio insecticida de origen natural, entre otras posibilidades.
Por ejemplo, gracias al trabajo de científicos y al desarrollo de técnicas de biología molecular, fue posible detectar un gen que codifica para una proteína insecticida, presente en el genoma del microorganismo
Bacillus thuringiensis,el cual se encuentra comúnmente en el suelo. Esta proteína es producida por este microorganismo.
Usando técnicas de biología molecular se selecciono el gen, es decir la parte exacta del ADN que tiene la capacidad de producir esta proteína.
Con ayuda de la ingeniería biotecnológica se preparó un segmento de ADN (plásmido), que contenga la región deseada (el fragmento de ADN que produce la proteína insecticida), dentro del genoma de un microorganismo (Agrobacterium tumefaciens).
Agrobacterium tumefaciens; esta bacteria tiene la capacidad de incrustarse de manera natural entre las células de las plantas, e introducir su material génico (con el gen que deseamos introducir) en el genoma de la planta.
Una vez que el gen se ha introducido, se realizan numerosos estudios en laboratorio y campo para verificar que por la adición del nuevo gen, no se haya interrumpido la síntesis de otra proteína, que pudiese dañar la salud de la planta, así como numerosos estudios toxicológicos, alergénicos y de “equivalencia sustancial”.
Una vez que la nueva planta ha pasado exitosamente los más estrictos análisis, el resultado final es un Organismo Genéticamente Modificado (OGM) o bien conocido como una planta transgénica, en este caso; una planta con la característica de producir su propio insecticida, pues ahora cuenta con el gen de la proteína insecticida dentro de su propio genoma.
Lo cual se traduce en un mayor rendimiento, al no ser atacado por las plagas así como por la reducción del uso de insecticidas químicos.