Biology">
TP Nº3 Biomoleculas 1
TP Nº3 Biomoleculas 1
TP Nº3 Biomoleculas 1
BIOMOLÉCULAS
La química de las biomoléculas es
también la química del agua, ya que la molécula
de agua tiene varias propiedades únicas que la
hacen especialmente conveniente como el
solvente universal de los sistemas vivos.
Las cuatro clases principales de
moléculas biológicas orgánicas son los hidratos
de carbono, los lípidos, las proteínas y los
ácidos nucleicos, y están compuestas por
bloques de armado denominados monómeros, a excepción de los lípidos que son un grupo muy
heterogéneo. Los monómeros de las proteínas son los aminoácidos; de los hidratos de carbono
son los monosacáridos, y de los ácidos nucleicos los nucleótidos. Algunos lípidos están
compuestos por una molécula pequeña, el glicerol, unida covalentemente a ácidos grasos.
Muchas de estas biomoléculas pueden alcanzar gran tamaño, por lo que se las denomina
macromoléculas.
Las biomoléculas están constituidas por compuestos químicos basados en su mayor parte en el
elemento Carbono (C). De todos los elementos químicos, el C presenta una capacidad para formar
moléculas grandes, complejas y diversas y esta diversidad molecular ha hecho posible la diversidad de
organismos. El hidrógeno (H), el oxígeno (O), el nitrógeno (N), el azufre (S) y el fósforo (P) son otros
elementos comunes de estos compuestos. La versatilidad del C posibilita la enorme diversidad de
moléculas orgánicas, cada una con propiedades particulares que emergen de la disposición única
de su esqueleto de C y de los grupos funcionales adheridos a ese esqueleto.
La forma en que los átomos se combinan y se disponen espacialmente de una biomolécula
ayuda a explicar su función. Para estas moléculas, al igual que en todos los niveles de la jerarquía
biológica, la forma se asocia a la función que cumplen.
OBJETIVOS
Reconocer los distintos elementos de la tabla periódica que forman parte de la
composición de los seres vivos.
ACTIVIDADES PREVIAS
1) Los compuestos que contienen carbono se caracterizan, además de por su estabilidad,
porque a partir de relativamente pocos tipos de elementos pueden generar una gran diversidad de
moléculas. Esta diversidad se debe a la naturaleza tetravalente del átomo de carbono y de la
propensión que cada átomo de carbono tiene para formar enlaces covalentes con otros cuatro
átomos
¿Cuáles son los elementos que conforman mayoritariamente las biomoléculas?
Los elementos que mayoritariamente forman a las biomoléculas son el Carbono (C), el
Hidrogeno (H), el Oxigeno (O), y el Nitrogeno (N), (P) y (S).
En un segundo plano, se encuentran el Sodio (Na), el Potasio (K), Calcio (Ca), el Magnesio
(MG) y el Cloro (Cl).
También están los o8ligoelementos. Por un lado los esenciales (en todos los eres vivos) que
son los (Mn), (Fe) y (Cu). Y por otro lado los no esenciales (se encuentran en algunos
organismos) que son (B), (Al), (Va) y (Si).
* Ácidos Nucleicos: los nucleótidos son moléculas compuestas por un azúcar de cinco carbonos,
un grupo funcional fosfato y una base nitrogenada. Según como se componga la base
nitrogenada, el nucleótido puede ser:
ADN: una doble cadena compuesta por un azúcar desoxirribosa y una base nitrogenada
que puede ser Adenina (A), Timina (T), Citocina (C) o Guanina (G);
ARN: una cadena simple compuesta por un azúcar ribosa y una base nitrogenada que
puede ser Adenina (A), Uracilo (U), Citocina (C) o Guanina (G).
2) ¿A qué se denomina grupo funcional? Identificar los grupos funcionales que conforman las
biomoléculas.
Se denomina grupos funcionales a los grupos de átomos que determinan las características y la
reactividad química de las moléculas. Los grupos funcionales son menos estables que el esqueleto de
carbono y es más probable que participen en las reacciones químicas.
3) Los
Grupo Carboxilo
Grupo Amino (ácido)
Átomo de Hidrogeno
Los aminoácidos son los monómeros que, mediante cadenas de aminoácidos unidas por
enlaces peptídicos, conforman a las proteínas.
Su estructura consiste en un carbono central unido a tres grupos funcionales: un grupo
nitrogenado (-NH2), uno de acido carboxílico (-COOH) y uno “R”, que varia entre los aminoácidos.
¿Qué es el grupo R y qué importancia tiene en las características de un aminoácido?
El grupo R o grupo de cadena lateral, es una manera de diferenciar los aminoácidos entre
se. Ya que es diferente en cada aminoácido.
¿Qué es un péptido, un polipéptido, una proteína y cuándo se dice que la proteína es funcional?
Las proteínas se forman mediante reacciones de síntesis por deshidratación. El grupo amino
de un aminoácido, se une a un carbono del grupo del acido carboxílico de otro aminoácido
mediante un enlace covalente simple y se libera agua.
Los aminoácidos se unen mediante enlaces peptídicos. Según la cantidad de aminoácidos,
va a ser el nombre que reciban:
Péptidos: 2 a 20 aminoácidos
Polipéptido: 21 a 50 aminoácidos
Proteína: mas de 51 aminoácidos
Terciaria: son los pliegues determinados por las interacciones de los grupos funcionales de
los aminoácidos entre ellos y con su entorno. Estos están determinados por la estructura
secundaria y su ambiente, dando así una tridimensionalidad.
6) Los lípidos son un conjunto muy heterogéneo de moléculas que son agrupados por
presentar una característica en común: ¿Cuál es esa característica? Indicar los diversos tipos de
moléculas lipídicas, brindar ejemplos de cada una e indicar sus funciones.
Una de las características de los lípidos es que están casi completamente por hidrógenos y
carbono, con enlaces no polares carbono-carbono y carbono-hidrógeno. Estas regiones no polares,
hace a los lípidos hidrófobos e insolubles en agua.
Algunos de los lípidos guardan energía, otros forman los recubrimientos impermeables de
las plantas y animales mientras que otros son componentes esenciales de la membrana, así como
también forman parte de las hormonas.
Los lípidos se clasifican en tres grupos principales:
Aceite, grasas y ceras: su estructura es parecida: En primero lugar solo contienen carbono,
hidrogeno y oxigeno. En segundo lugar, contienen uno o mas ácidos grasos, largas
cadenas de carbono e hidrogeno unidos a un grupo carboxilo (-COOH) en un extremo. Y
por último, casi ninguno tiene estructura anillada.
Las grasas y los aceites se usan como almacenamiento de energía. Estas se forman
mediante reacciones se síntesis por deshidratación, en la que se unen tres unidades de
ácidos grasos a una molécula de glicerol. Formando así un triglicérido.
En las grasas, los carbonos están unidos por enlaces únicos con átomos de hidrógenos.
Estas cadenas de ácidos grasos son saturados (contiene todos los átomos de hidrógenos
que puede contener). Como les faltan los enlaces dobles entre carbonos, estas son rectas y
pueden formar así grumos sólidos a temperatura ambiente.
Si hay enlaces dobles entre algunos carbonos, estos se flexionan e impiden que las
moléculas se compacten. Haciendo así, que sean líquidos a temperatura ambiente como
los aceites.
A su vez, las ceras son muy saturadas, siendo así sólidas a temperaturas exteriores
normales. En plantas forman un recubrimiento impermeable sobre hojas y tallos de plantas
terrestres. Y en animales, son impermeabilizantes para el pelaje de los mamíferos y el
exoesqueleto de los insectos.
Fosfolípidos: tienen una estructura semejante a la de los aceites pero en lugar de tener uno
de los tres ácidos grasos que forma la “cola”, hay un grupo fosfato unido a un grupo
funcional polar variable que normalmente contiene nitrógeno. En un fosfolípidos hay dos
extremos distintos. Una es la cola de acido graso no polar e insoluble en agua. Y la otra es
la cabeza de nitrógeno y fosfato, que es polar y soluble en agua.
La familia de “los anillos fusionados” de los esteroides: están compuestos por 4 anillos de
carbono unidos, de los que sobresalen varios grupos funcionales. El colesterol es un
ejemplo de esteroide. Con este, la célula sintetiza otros esteroides como la hormona sexual
femenina (estrógeno) o masculina (testosterona) y la bilis que contribuye a la digestión de
las grasas.
7) Los ácidos nucleicos portan la información que hace que un ser vivo sea lo que es y
funcione como funciona, en definitiva, lo que llamamos información genética.
b) ¿Cuáles son las principales diferencias de cada uno respecto a la c onformación química,
estructural, funcional y localización subcelular?
ACTIVIDADES DE ANÁLISIS
1) Algunas de las características fundamentales de la molécula del
agua en la química de la vida son la polaridad y la presencia de los
puentes de hidrógeno entre sus respectivas moléculas. Analizar las
figuras (a) y (b) que se presentan a continuación y explicar:
¿Cuáles son las otras propiedades emergentes de la molécula de agua? ¿Por qué el agua es tan
importante para los seres vivos?
3) Muchas de las moléculas simples pueden combinarse con otras para conformar
moléculas más complejas. ¿Cómo se unen esas moléculas en el proceso de síntesis?
La reacción representada corresponde a la síntesis de una biomoléculas orgánica:
(1) y (2), son aminos ácidos. Ya que tiene un grupo amino y un grupo carboxilo
(3) Péptido. Por medio de una reacción de deshidratación, obteniendo una molécula de
(4)H2O
De acuerdo a su estructura química, completar los espacios punteados (1) y (2) con el
nombre correspondiente. Marcar con un color los átomos involucrados en la síntesis. ¿Qué tipo de
unión ocurre? ¿Cómo se llama esta reacción? Luego de la reacción las moléculas formadas en (3) y en
(4) son …………………………………. y …………………………………….
4) Una fibra de algodón está formada, casi exclusivamente, por celulosa, mientras que el
tubérculo de una papa contiene fundamentalmente almidón. El algodón es resistente, fibroso y
virtualmente insoluble en agua. Por el contrario, el almidón de la papa no es resistente ni fibroso y
se puede dispersar en agua caliente formando una solución turbia. Pese a todo, tanto las fibras de
algodón, como el tubérculo de la papa, consisten básicamente en polímeros de glucosa.
¿Cómo pueden dos polímeros formados a partir de la misma subunidad tener propiedades tan
diferentes?
¿Por qué los «rizos» no son permanentes? Explicar por qué la onda o el rizo se pierden
gradualmente durante las semanas siguientes a su visita al peluquero. ¿Por qué permanecen los
rizos naturales del pelo?
6) Los virus pueden tener como material genético ADN de cadena sencilla o doble o ARN de
cadena sencilla o doble. En la siguiente tabla se indica la composición de bases nitrogenadas de
cuatro virus.
7) Indicar cuáles de las siguientes características se pueden asignar a los seis polímeros
biológicos listados. Cada polímero tiene varias características, por lo que una característica
determinada puede ser marcada más de una vez.
Colocar los números correspondientes a las características al lado de cada polímero.
Polímeros Características
1. Polímero de cadena ramificada
2. Localización extracelular
3. Enlaces glucosídicos
(a) Celulosa 2,3, 13 4. Estructura cuaternaria
(b) ARN mensajero 8,6, 7 5. Enlace peptídico
(c) Hemoglobina , 5 6. Polímero de ribonucleótidos
(d) Almidón 11,3, 1 7. Enlace fosfodiéster
(e) ADN 10,12, 9, 7 8. Transporta la información necesaria para la síntesis
proteica
9. Estructura de doble hélice
10. Localización intracelular
11. Almacenamiento de energía en plantas
12. Secuencia de desoxirribonucleótidos
13. Polímero de cadena lineal
ACTIVIDADES DE INTEGRACIÓN
a) Indicar en una tabla los valores de concentración de glucosa a 0 min, 30 min, 90 min y 150
min. ¿Qué información se puede inferir de estos datos?
ANÁLISIS DE SANGRE
PARÁMETROS VALORES NORMALES VALORES POR VALORES POR
ENCIMA DEBAJO
Hematocrito Hombres:3854% Deshidratación Anemia
Mujeres: 3547%
Leucocitos 400010.000 Infección, tumor lnmunodepresión
leuc/ml3
Glucemia 70110 mg/100 ml Diabetes, intolerancia Ayuno prolongado.
a la glucosa hipoglucemia
Colesterol 100200 mg/100 ml Colesterol alto Colesterol bajo
(hipercolesterolemia) (hipocolesterolemia)
ANÁLISIS DE ORINA
PARÁMETROS VALORES NORMALES VALORES POR ENCIMA VALORES POR DEBAJO
pH 4,6-8 Infección urinaria Diabetes
Urea 20-30 mg/día Mala función renal Desnutrición
Glucosa 0 Diabetes
Billirubina 0-1 mg/100ml Hepatitis
Continua
ción, se indican los valores de un paciente hipotético de sexo masculino.
a) Indicar cuáles son las biomoléculas que se utilizan como parámetros en los análisis de sangre
y de orina. ¿Se encuentran en sus valores normales? Justificar.
b) Identificar si existen parámetros que se encuentran fuera de los valores normales.
En base a los criterios indicados en las tablas de referencia, realizar una valoración del estado de salud
del paciente imaginario.