HIDRATOS DE CARBONO O CARBOHIDRATOS O GLÚCIDOS O AZÚCARES

      Según su complejidad se clasifican en: monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. 

MONOSACARIDOS

Son azúcares simples que según el número de carbonos se clasifican en pentosas (5 átomos de carbono) y hexosas (6 átomos de carbono).

Dentro de las PENTOSAS se destacan la ribosa y la desoxirribosa. La ribosa es parte de los nucleótidos del ARN y la desoxirribosa del ADN. Dentro de las HEXOSAS se destacan la glucosa, la galactosa y la fructosa.

La glucosa es la fuente primaria de energía para la célula y se encuentra libre en la sangre. Tiene vida relativamente corta en la célula ya que es degradada por un proceso de respiración celular (catabolismo) en las MITOCONDRIAS para liberar su ENERGÍA QUÍMICA y permitir la formación del ATP (nucleótido trifosfatado).

ADENOSINA TRIFOSFATO (ATP)

El ATP proporciona energía para todas las actividades que se cumplen en una célula.

OLIGOSACARIDOS

Los oligosacáridos son cadenas cortas de 2 a 10 monosacáridos y se combinan con proteínas y lípidos formando, respectivamente, glicoproteínas y glicolípidos. Forman parte del GLICOCÁLIX en la cara externa de la membrana plasmática.

POLISACARIDOS

Los polisacáridos se forman por unión de más de 10 monosacáridos y pueden ser simples (HOMOPOLISACÁRIDOS) o complejos (HETEROPOLISACÁRIDOS).

Los homopolisacáridos más importantes son el glucógeno y el almidón

que están formados por la unión de muchas moléculas de GLUCOSA. El glucógeno es similar al almidón pero presenta más ramificaciones.

• El glucógeno es el compuesto de reserva energética para células animales. Se almacena en células del hígado (hepatocitos) y del músculo (miocitos).
• El almidón es el compuesto de reserva energética para células vegetales.
• La celulosa es un homopolisacárido que forma la pared celular de células vegetales.

LIPIDOS

Se clasifican en LÍPIDOS SIMPLES, LÍPIDOS COMPLEJOS y LÍPIDOS ASOCIADOS.

En presencia de agua, los fosfolípidos forman una BICAPA enfrentándose por sus extremos apolares (hidrófobos) y orientando los extremos polares (hidrófilos) hacia el medio acuoso. Son importantes constituyentes de la MEMBRANA PLASMÁTICA que reviste a las células.

• Lípidos asociados o esteroides

Se destacan el COLESTEROL y las hormonas esteroideas (ej. las hormonas sexuales).

El colesterol es precursor de otros esteroides como las hormonas sexuales esteroideas (ej. andrógenos, estrógenos y progesterona).

El colesterol está en la membrana plasmática de células EUCARIOTAS ANIMALES donde regula la FLUIDEZ.

PROTEÍNAS

Están formadas por largas cadenas de AMINOÁCIDOS unidos por uniones peptídicas.

Los AMINOÁCIDOS son moléculas formadas por un grupo carboxilo (COOH), un grupo amino (NH2), un grupo variable (R) y un hidrógeno unidos a un átomo de carbono central.

La unión peptídica se hace entre el CARBONO del grupo carboxilo de un aminoácido con el NITROGENO del grupo amino de otro.

El grupo R difiere entre los aminoácidos y confiere a cada uno sus propiedades distintivas.

Según del número de aminoácidos que se unen se forman PÉPTIDOS llamados oligopéptidos (2 a 10 aminoácidos) o polipéptidos (más de 10 aminoácidos). Si el péptido tiene más de 50 aminoácidos se considera una PROTEÍNA.

De los 20 aminoácidos que forman proteínas, se destacan los aminoácidos esenciales o indispensables que NO pueden ser sintetizados por el organismo: histidina, arginina, fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptofano y valina.

NIVELES DE ORGANIZACION DE LAS PROTEÍNAS

La forma de una proteína está determinada por 4 niveles estructurales de organización.

a- Estructura primaria:

La estructura primaria de una proteína es el ordenamiento lineal en que se encuentran los aminoácidos y representa el nivel más importante (determina su estructura y función). Está determinada o codificada por la secuencia de bases nitrogenadas de un gen (ADN). 

• Estructura secundaria:

La proteína sufre plegamientos tridimensionales adoptando una organización espacial llamada estructura secundaria. Puede enrollarse como una "hélice" (Hélice alfa) o plegarse en "zig - zag" como una "hoja de papel" (Hoja plegada beta).

Las proteínas con estructura secundaria son proteínas fibrosas que cumplen importantes funciones estructurales para la célula (por ej. la queratina que es parte del citoesqueleto).

• Estructura terciaria:

Cuando la cadena proteica con estructura secundaria sufre otros plegamientos en distintos planos del espacio y adopta una forma "globular" hablamos de una estructura terciaria.

Las proteínas con estructura terciaria son proteínas globulares (por ejemplo las enzimas).

• Estructura cuaternaria:

Se observa en proteínas formadas por dos o más cadenas polipeptídicas.

La disposición espacial que estas cadenas adoptan se llama estructura cuaternaria.

Dichas cadenas se mantienen unidas por puentes de hidrógeno, puentes disulfuro, etc. Ej. INSULINA (2 cadenas polipeptídicas) y HEMOGLOBINA (4 cadenas polipeptídicas).

CLASIFICACIÓN DE LAS PROTEÍNAS

• PROTEÍNAS SIMPLES

Están formadas solo por aminoácidos.

Pueden ser fibrosas (colágeno, queratina, etc.) o globulares (enzimas, hormonas, etc.).

• PROTEÍNAS CONJUGADAS

Están formadas por una proteínaasociada a un compuesto no proteico(grupo prostético).

Ej: glicoproteínas (asociadas a glúcidos), lipoproteínas (asociadas a lípidos), proteoglicanos (asociadas a glicosaminglicanos) y nucleoproteínas (asociadas a ácidos nucleicos).

• Las glicoproteínas se destacan en la membrana plasmática (ej. las cadherinas).
• Las lipoproteínas están presentes en la pared celular de bacterias gramnegativas.
• Los proteoglicanos se encuentran en la matriz extracelular (ej. el heparansulfato).
• Las nucleoproteínas resultan de la combinación de ADN o ARN con proteínas.

* ADN + PROTEINAS: desoxirribonucleoproteína (constituye la cromatina y los cromosomas).

* ARN + PROTEINAS: ribonucleoproteína (constituye los ribosomas).

FUNCIONES DE LAS PROTEINAS

• Estructural: participan en la conformación de muchas estructuras celulares.

Ej. Proteínas de la membrana plasmática y proteínas del citoesqueleto.

• Catálisis: las enzimas son proteínas que aceleran reacciones químicas en los seres vivos.
• Ej. las enzimas del ciclo de Krebs en las mitocondrias.
• Transporte: la hemoglobina es una proteína de los glóbulos rojos que transporta oxígeno.
• Señales: algunas hormonas que transmiten señales intercelulares son proteínas.

Ej. la insulina que disminuye los niveles de glucosa en sangre (glucemia).

• Defensa: los anticuerpos o inmunoglobulinas son proteínas que neutralizan los antígenos (sustancias extrañas que ingresan al organismo).
• Movimiento: actina y miosina del citoesqueleto participan en la contracción muscular.
• 
  

ENZIMAS

Las enzimas son proteínas (simples o conjugadas) que catalizan (aceleran) reacciones químicas de manera específica y sin modificarse (son reutilizables).

Son catalizadores biológicos que actúan sobre sustancias llamadas SUSTRATOS.

La actividad de las enzimas depende de la temperatura y del pH del medio donde actúan.

Se destacan las HIDROLASAS (hidrolizan un sustrato complejo y originan moléculas simples) y las SINTETASAS (forman compuestos complejos a partir de moléculas más sencillas).

Las enzimas hidrolíticas o hidrolasas son características de organoides llamados lisosomas.

Dentro de las sintetasas mencionemos, por ejemplo, la ARN POLIMERASA que construye una molécula de ARN, a partir del ADN, por un proceso llamado TRANSCRIPCIÓN.

ACTIVIDAD:

OBSERVAR EL VÍDEO Y REALIZAR UN MAPA CONCEPTUAL SOBRE LAS BIOMOLÉCULAS

ACIDOS NUCLEICOS

Son el ADN (ácido desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico).

Los genes contenidos en el ADN codifican la síntesis de todas las proteínas determinando la cantidad y el orden de los aminoácidos presentes en la misma, es decir su estructura primaria.

Dicha información es copiada o transcripta dentro del núcleo en moléculas de ARN que luego serán las responsables de la síntesis proteica o traducción que se lleva a cabo en el citoplasma.

El ADN contiene la información genética que será copiada o transcripta en el ARN y posteriormente traducida para la síntesis de una proteína.

Estos procesos se resumen en el dogma de la biología molecular:

El ADN (ácido desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico) son macromoléculas que están formadas por una sucesión de MONÓMEROS llamados NUCLEÓTIDOS.

Un nucleótido está formado por: base nitrogenada, pentosa y molécula de ácido fosfórico.

La PENTOSA es un monosacárido de 5 carbonos: ribosa (del ARN) y desoxirribosa (del ADN).

Las BASES NITROGENADAS pueden ser púricas o pirimídicas.

Las BASES PURICAS o PURINAS son: adenina y guanina (presentes en el ARN y en el ADN).

Las BASES PIRIMIDICAS o PIRIMIDINAS son: citosina, timina y uracilo.

La citosina está en las 2 variedades de ácidos nucleicos.

La timina es exclusiva del ADN y el uracilo del ARN.

DESOXIRRIBONUCLEOTIDOS

(Nucleótidos del ADN)

RIBONUCLEOTIDOS (Nucleótidos del ARN)

ACTIVIDADES:

CONTESTAR EL CUESTIONARIO CON LO VISTO EN EL VÍDEO:

1. ¿Qué es el ADN?
2. ¿Cómo actúa el ADN?
3. ¿Cómo se les refiere a los aminoácidos?
4. ¿Qué pasa si una proteína tiene la forma equivocada?
5. ¿Cual es una de las funciones principales del ADN según el vídeo?
6. ¿Cómo es el ARN el vídeo?
7. ¿Qué son los ribosomas?
8. ¿Cómo funcionan los ribosomas?
9. ¿Cómo funciona el ADN?
10. ¿En qué se basa ese proceso?

 ACTIVIDAD

La extracción de ADN

El ADN está constituido por dos cadenas de nucleótidos, unidas entre sí formando una doble hélice. El esqueleto presenta grupos fosfato que están cargados negativamente y son polares, lo que le confiere al ADN una carga neta negativa. Dentro del núcleo, esta molécula se encuentra empacada con proteínas a su alrededor.

Los objetivos de esta extracción de ADN son:

1. Aplicar una técnica sencilla para obtener ADN de células vegetales.
2. Comprender el proceso necesario para la extracción del ADN.

El aislamiento del ADN usando el protocolo con sal común y lavaplatos es una alternativa simple, fácil, rápida, económica y no contaminante. Se basa en las características fisicoquímicas del ácido nucleico.

GRABAR EN VÍDEO TODA LA REALIZACIÓN DEL EXPERIMENTO Y ENVIAR A LA PROFE

Materiales para realizar la extracción casera de ADN

• Material vegetal, preferiblemente fresas (Fragaria vesca), kiwi (Actinidia chinensis) o plátanos (Musa sp.).
• Mortero o licuadora.
• Bisturí o cuchillo.
• Baño de María (37ºC).
• Gasa o algodón.
• Probeta de 100 ml o taza para medir.
• Tubo de ensayo o frascos pequeños.
• Agua destilada.
• Detergente lavaplatos.
• Sal de cocina o cloruro de sodio NaCl.
• Papel de filtro y colador.
• Etanol o alcohol isopropílico con una concentración mayor a 70%, frio (5ºC).

Pasos para la extracción de ADN

El procedimiento para realizar el aislamiento del ADN sigue los siguientes pasos:

Paso 1: preparación de solución salina-jabonosa

Preparamos una solución salina-jabonosa compuesta con 100 ml de agua (media taza), 10 ml de detergente lavaplatos (1 cucharada) o 20 ml de champú (sin acondicionador, dos cucharadas) y 13 gr de NaCl o sal de cocina (una cucharada).

Paso 2: preparación de las frutas

Si usamos kiwi o plátano, lo pelamos y cortamos en cubos pequeños, luego lo trituramos en un mortero o licuamos. Si usamos fresas, las podemos colocar en una bolsa con cierre hermético y las machacamos.

Paso 3: adición de la solución de sal y detergente a la fruta

En el mortero con la fruta triturada (o en la bolsa con las fresas) vertemos la solución salina-jabonosa y continuamos el proceso de romper las frutas. Opcionalmente, podemos colocar el preparado en un baño de María a 37ºC durante 15 minutos para facilitar la extracción

Paso 4: separación del material sólido, proteínas y lípidos

Pasamos por un colador o papel de filtro para retirar el grueso de la sopa de fruta y luego, a través de la gasa o algodón, hasta obtener 5 ml del liquido filtrado en un tubo de ensayo o 50 ml en un frasco.

El jugo de fruta salado-jabonoso se cuela y se filtra para quitarle los sólidos, proteínas y lípidos a la solución acuosa del ADN.

Paso 5: precipitación del ADN por acción del alcohol

Sobre el jugo de fruta, vertemos lentamente por las paredes del tubo de ensayo etanol o isopropanol frio. Dejamos reposar unos minutos. Debe aparecer una capa blanquecina gelatinosa.

Si introducimos una varilla de vidrio o un palito de madera, con movimientos circulares podremos recuperar el ADN enrollado en la varilla.

SACAR FOTO AL PRODUCTO FINAL Y ETIQUETAR CON NOMBRE Y APELLIDO Y ENVIAR A LA PROFE

Repaso general de biomoléculas· 

1. Marca con una cruz sobre la opción correcta:

Una cadena de menos de 50 aminoácidos es:

• Una proteína. 
•  Una molécula. 
• Un polipéptido. 
•  Un oligopéptido. 
•  Un peptidoglicano.

· La interacción específica entre dos o más polipéptidos para formar una proteína corresponde a

• Estructura secundaria de la proteína.
• Proteína conjugada.
•  Estructura terciaria de la proteína.
• Proteína enzimática. 
•  Estructura cuaternaria de la proteína.

· Cuál de las siguientes opciones NO corresponde a las proteína:

• Se utilizan para fines estructurales en una célula.
• Están codificadas por los genes presentes en el ADN.
• Se utilizan para fines de transporte en la sangre.
• Se obtienen por un proceso de traducción a partir del ARN m.
• Están compuesta por una larga secuencia de nucleótidos.

· De las siguientes afirmaciones sobre bioelementos, seleccione la/s CORRECTA/S:

• Se puede prescindir de los oligoelementos sin afectar la vida.
• El carbono y el oxígeno son integrantes de los bioelementos secundarios frecuentes.
•  Los bioelementos son los de mayor peso atómico de la tabla de Mendeleiev.
•  I y II b) Solo II c) Solo III
• Todas 
•  Ninguna

· Señala la opción correcta referido a componentes químicos de la célula:

• Las proteínas se obtienen por un proceso de transcripción.
• El glucógeno es un polisacárido presentes en células vegetales y animales.
• Los oligosacáridos están presentes en el glicocálix de la membrana plasmática.
• El colesterol es un lípido simple que está ausente en células eucariotas animales.
•  Todas las opciones son verdaderas.

· De las siguientes afirmaciones sobre bioelementos, seleccione la/s CORRECTA/S:

• Los elementos químicos de la tabla de Mendeleiev que intervienen en la constitución de las células vegetales y animales son distintos.
• El iodo es un ejemplo de bioelemento constante primario.
• Los bioelementos primarios contribuyen en mayor proporción a formar la materia viva.
• Solo III 
•  Solo II
•  Solo I 
•  Todas 
• Ninguna

· ¿Cuál de estos elementos constituye el 98% de la composición química de los seres vivos?

a- Calcio, fosforo, carbono, oxígeno y nitrógeno. 

b- Potasio, sodio, cloro, magnesio y oxígeno.

 c- Carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. 

 d- Nitrógeno, sodio, potasio, cloro y magnesio.

e- Potasio, carbono, nitrógeno y oxígeno.

Señala la opción INCORRECTA referido a biomoléculas:

• El uracilo es una base nitrogenada exclusiva de las moléculas de ARN.
• La estructura primaria de una proteína está determinada por un gen del ADN.
• Los fosfolípidos poseen dos ácidos grasos en su estructura.
• Los glicosaminglicanos son polisacáridos simples (homopolisacáridos).
• La glucosa es un monosacárido que se degrada en las mitocondrias para liberar energía

Señala la opción correcta referido al agua:

• Los compuestos apolares son solubles en agua.
• Las moléculas polares son insolubles en agua.
• Es un disolvente de grasas y aceites.
• Los compuestos hidrofóbicos son polares.
•  Participa en la regulación de la temperatura corporal.

Señale la opción correcta referido a los lípidos:

• Los fosfolípidos están formados por glicerol, 2 ácidos grasos y 1 ácido fosfórico.
• El colesterol está presente en la membrana plasmática de células animales.
• A mayor cantidad de ácidos grasos insaturados habrá mayor fluidez en una estructura.
•  Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas.
• Todas las opciones son verdaderas.

¿Cuál de las siguientes moléculas se dispone en forma de una bicapa en solución acuosa?

• Colesterol 
• Fosfolípidos 
• Polisacáridos
• Triglicéridos 
• Proteínas

Los polisacáridos de reserva animal y vegetal respectivamente son:

• Glucógeno y almidón.
• Glucógeno y celulosa.
• Glucosa y almidón.
• Almidón y glucosa.
•  Almidón y glucógeno.

Señala la opción correcta referido a ácidos nucleicos:

• La transcripción es la síntesis de ARN a partir del ADN.
• La traducción es la síntesis de proteínas a partir de un molde de ARN mensajero.
• El ADN es una macromolécula bicatenaria presente en todas las células de los 5 reinos
• El ARN es una macromolécula monocatenaria que presenta 3 variedades.
• Todas las opciones son verdaderas.

Un ARNm lleva información para sintetizar o fabricar:

• La secuencia de aminoácidos de una proteína, es decir su estructura primaria.
• La secuencia de nucleótidos del ADN, es decir un gen.
•  La secuencia de monosacáridos de un polisacárido.
• La secuencia de moléculas de cualquier macromolécula orgánica
• Ninguna es correcta.