-
Biologa
ITMNIII1B2
TEMA: 2
Integral Turno Maana Regular 2014-III /Biologa Tema 2
Protenas, enzimas y cidos nucleicos
1
I. IMPORTANCIA BIOLGICA
A. Estructuralyflexibilidad
Colgeno
Elastina
Tendn
Protenas
B. Inmunolgica
Anticuerpos o Inmunoglobulinas (Ig) (Protenas)
Antgenocuerpo extrao al organismo como
virus, bacterias, etc.
LinfocitoB
ClulaPlasmtica
Ag
C. Motilidad
Actina, Miosina
PROTENAS(SOLUTO BIOLGICO MS ABUNDANTE)
D. Hormonal Insulina:protenaquedisminuyelaconcentraccin
de glucosa en la sangre, evitando la DIABETES.
Insulina(Protena)
123
Hgado
Glucgeno (90%)
Glucosa
Sangre
E. Enzimticas Reaccionesbioqumicas:
A + B
A + B
C + D
C + D
Sustratos
Sustratos
Productos
30 horas
Enzimas(protenas)
Biocatalizadores Productos
II. DEFINICIN Son biomolculas orgnicas cuaternarias (C, H, O, N,),
siendo el "N" el biolemento caracterstico.
Qumicamente Sedefinecomopolmerodeaminocidos(monmero).
HgadoEnlace Peptdico
Monmero
Aminocido Polmero1444444444444442444444444444443
aa aa aa aa aa aa
DESARROLLODELTEMA
-
Integral Turno Maana Regular 2014-III /Biologa Tema 2
Ciencia Histrica - Hominizacin y PrehistoriaProtenas, enzimas y cidos nucleicos
2
III. AMINOCIDO (aa)A. Estructura
Enlace Peptdico
Polmero
Grupo Amino(L)
Aminocido (aa)
Grupo Carboxilo(cido)
14444444444444444244444444444444443
14444444444244444444443
aa aa aa aa aa aa
H
H
H
CO
OH
R
N C
Aminocido (aa)R = H Glicina
R = CH3 AlaninaJKL
NOP
- Asimtricos-Anfteros:cidoyBase-Zwitterion:Equilibrio
NO OP
JKKL
B. TiposEn la naturaleza existen ms de 50 tipos pero en los vivos hay 20 tipos de las cuales 10 sonesenciales, porqueno lopodemos sintetizar yquenecesariamentelotenemosqueingerirenladieta,Arginina, fenilalanina, Histina, Isolucina, Leucina, Lisina,metionina,Treonina,TriptfanoyValina.
IV. PPTIDOS Son molculas constituidas por dos o ms aminocidos
unidas por enlaces peptdicos
aa1
aa1
aa1
aa1
aan
aa100
aa101
Enlace Peptdico
Oligopptido14444424444431444444444444244444444444431444444444444444442444444444444444443Polipptido
ProtenaM>10,000
V. CLASIFICACIN Existendiversoscriteriosparaclasificaralasprotenas,
entreelloshacemosmencindelosmscomunes:
A. Por su composicin
Simples: cuando estn formados, constituidas solo por aminocidos.
aa
aa
aa
aa
- Albuminas- Histonas- Tubulinas- Queratinas- Colgenos
Conjugadas:formadosporaminocidosyademspresenta otros componentes denominados GRUPO PROTTICOS.
Fe Zn Glucosa
Lpidos
aa aa aa
aa
aa aa aa
aa
aa aa aa
aa
aa aa aa
aa
Hemoglobina Insulina Glucoprotena
LipoprotenaGrupoProsttico- Bioelementos- Glcidos- Lpidos, etc
JKL
JK
L
B. Por su forma Fibrosas:presentanformadefibra(alargada)y
son insolubles en el agua.
Colgeno:Matrizdeltejidoconjuntivo.
Queratina:Piel,pelo,ua,cuernos,plumas.
Elastina:Tendonesyvasossanguneos.
Fibroina:Seda,teladearaa.
Fibrina:Cogulossanguneos.
ProtenaFibrosa
Fibra- Colgena- Elstica- Reticular
JKL
JK
L
Globulares: presentan forma globular (esfrica) ysonsolublesenelagua.
Anticuerpos:Defensadelorganismo,reaccionescontra el antgeno.
Enzimas:Catalizanlasreaccionesbioqumicasacelerndolos.
Histonas:Constituyentesdelacromatina.
Interferones:Protenasantivirales.
Hemoglobina:Transportaeloxigeno(O2).
ProtenaGlobular
H2O
-
Ciencia Histrica - Hominizacin y PrehistoriaProtenas, enzimas y cidos nucleicos
Integral Turno Maana Regular 2014-III /Biologa Tema 2 3
I. IMPORTANCIA BIOL-GICA Facilitan la transformacin
qumicadelassustancias.
Algunas de las enzimas seutilizan en el diagnstico de tumores cancergenos, como la FOSFATASA CIDA (enzima) en el diagnstico de tumores cancergenos a la prstata.
ENZIMAS(Fermentos)
Termina: ... asa
II. ENERGA DE ACTIVACIN (Ea) Todareaccinbioqumica(anablicaycatablica)requierenparainiciarsequeelsustratosupereciertabarreradeenerga
llamadaENERGADEACTIVACIN,laquesedefinecomolamnimacantidaddeenergaquedebemossuministraraunsustrato para transformarlo en productos.
* RxBioqumica
Ener
ga
libre
Avance de la reaccin
E (kcal)
Sustratos Productos(Biocatalizador)
ENZIMA
E2A+B
A + B14243 14243
C+D
C + D :6horas
CATALIZADA(Enzima)
No catalizado
Ener
ga
libre
Avance de la reaccin
E (kcal)
Sustratos Productos
E1
A+B A+B
A + B14243 14243
C+D C+D
C + D :30horas
NOCATALIZADA
Estado de transicin
E1 > E2
Nutriente Enzimas(Aceleran)
DESECHO
ANAB
OLI
SMO
CATABOLISM
O
CATABOLISM
O
CATA
BOLI
SMO
Clula
Nota: La sustancia sobre la cual acta la enzima se llama SUSTRATO y l asustancia o sustancias producidas por accin enzimtica se llaman PRODUCTOS.
-
Integral Turno Maana Regular 2014-III /Biologa Tema 2
Ciencia Histrica - Hominizacin y PrehistoriaProtenas, enzimas y cidos nucleicos
4
III. DEFINICIN Las enzimas son biomolculas orgnicas de naturaleza
proteica(sonprotenas),queintervienenenlasreaccionesbioqumicas REDUCIENDO SUSTANCIALMENTE LAENERGA DE ACTIVACIN del sustrato sobre el cualacta;ycomoconsecuenciadeellos:
Se reduce enormemente la energa a gastarse durante el proceso.
Se reduce sustancialmente el tiempo que dura elproceso.
IV. ESTRUCTURA ENZIMTICA Sonprotenasquepresentan:
A. Cuerpo Formado por aminocidos ESTRUCTURALES.
B. Centroocitioactivo Esellugardelaenzimadondeseuneelsustratoy
presentaungrupodeAminocidosquesondedostipos:1.AminocidosdeFijacin:reconocenoidentifican
alsustratoyformaconelsustratoenlacesdbiles(puentes de hidrgenos).
2.AminocidosCatalticos:transformanelsustratoen productos.
AminocidosdeFijacin
AminocidosCatalticos
E
ENZIMA
Centro o Sitio Activo
Cuerpo
AminoacidosEstructurales
V. DEFINICIN
A. SonProtenas Estn formadas por aminocidos.
B. SonBiocatalizadores Aceleran las reacciones bioqumicas, sin que las
estructuras molecular de la enzima se altere, luego serecuperanalfinaldelareaccin.
C. Actanenpequeascantidades Las enzimas son ef ic ientes en cant idades
infinitesimales.
D. SonextremadamenteEspecficos Unaenzimaactasobreundeterminadosustratoy
nosobrecualquiersustrato.
AminocidosdeFijacin
Complementario con el Sustrato
ECentro o Sitio Activo
Cuerpo
S
S
S
E. Reutilizables
Terminada la reaccin no se degrada, cataliza nuevamente otra reaccin.
VI. MODO DE ACCIN ENZIMTICA AC-TIVIDAD ENZIMTICA)
Comprendelassiguientesfases:
1. Reconocimientodelsustrato La enzima reconoce al sustrato a travz de su
aminocidodefijacin.
AminocidosdeFijacin(Reconociendo)
S
S
SE
2. Fijacinoacoplamiento
Losaminocidosdefijacinformanconelsustratoenlaces de Hidrgeno, formndose el complejoENZIMASUSTRATO.
E
SEnlacesDbiles
(Puentes de Hidrgenos, fuerzaVandeWaals,etc.)
3. Accincatalticos Los aminocidos cataliticos. Transforman el sustrato
en productos.
4. Liberacindeprodutos Laenzimaliberaalosproductosyquedalibrepara
catalizar otra reaccin (Reutilizables).
-
Ciencia Histrica - Hominizacin y PrehistoriaProtenas, enzimas y cidos nucleicos
Integral Turno Maana Regular 2014-III /Biologa Tema 2 5
AminocidoCataltico
E
P
P
E + S ES EP E + P
VII. COFACTORES Uncofactoresunasustancianoproteicaqueactivaalaapoenzima,paraconvertirseenholoenzima.
Holenzima(Enzima activa)
Apoenzima(Enzima inactiva)
Cofactor(Activador)
Inorgnicos:Mg++,Mn++,Cu++,Zn++,Cl,Na+,K+,etc.Orgnicos:TambinsonllamadosCOENZIMAS,generalmentesonvitaminasdelcomplejoB:B(tiamina),B(ribofalvina)ynicotinamida (NAD)
S
E E
S
CIDOS NUCLEICOS
I. IMPORTANCIA BIOLGICA BajolaformadeunCDIGOGENTICOloscidos
Nucleicos, guardan o almacenan la INFORMACINgentica, responsable de los rasgos biolgicos o caracteres de cada especie.
Gobiernanydirigenlasntesisdeprotenas. Eselmediodecomunicacinentrelasgeneraciones
de clulas.
II. DEFINICIN Biomolculasorgnicas(CC)pentanarias(C,H,O,NyP)
deelevadopesomolecularquealmacenanytransmitenla informacin gentica a los descendientes.
QumicamentesedefinencomoPOLMEROSdeNUCLETIDOSunidosatravsdeenlacesfosfodiester.ElNucletidoessuMONMERO.
INFORMACIONAL
-
Integral Turno Maana Regular 2014-III /Biologa Tema 2
Ciencia Histrica - Hominizacin y PrehistoriaProtenas, enzimas y cidos nucleicos
6
N N N N N
MONMERO
POLMERO
NUCLETIDO
14444444444444244444444444443
ENLACEFOSFODIESTER
Azcar Fosfato
BaseNitrogenada
III. NUCLETIDO Eslamolculafundamentalenlaestructurayfuncinde
los cidos nucleicos.
A. Estructura
1.FosfatoProviene del cido fosfrico (H3PO4) y le da lacaracterstica CIDA a la molcula.
P P
OH OH
OH OH
O OOH O P
FOSFATOCIDOFOSFRICO
2.Azcar(Pentosa:c5)
OHOH
OH
H
HH
H
O
4'
5'CH2OH
3' 2'
1'ARN
Presenteen:
Ribosa: azcar del ARN
HOH
OH
H
HH
H
O
4'
5'CH2OH
3' 2'
1'ADN
Presenteen:
Desoxirribosa: azcar del ADN
3.Base Nitrogenada (Estructura cclicacompuesta:C,H,OyN) PricaPurina:(Mayor) (Compuesta de dos Anillos)
- Adenina (A)
NH2
CC
N
N
H
N
N
HNCH
C
ARNADN
Presenteen:
- Guanina (G)
NH2
CC
N
N
H
N
HN
CH2N
CHC
ARNADN
Presenteen:
PrimidnicaoPirimidina:(Menor) (Compuesta de un Anillo)
- Citosina (C)
NH2
CCH
N
H
N
CO
CH
ARNADN
Presenteen:
-
Ciencia Histrica - Hominizacin y PrehistoriaProtenas, enzimas y cidos nucleicos
Integral Turno Maana Regular 2014-III /Biologa Tema 2 7
- Timina (T)
O
CC
CH3
N
H
HN
CO
CH
ADN
Presentesoloen:
- Uracilo (U)
O
CC
N
N
HN
CC
CH
ARN
Presentesoloen:
IV. FORMACIN DEL CIDO NUCLEICO (POLIMERIZACIN) Es la unin secuencial de los nucletidos por medio de enlaces fosfodiester, formndose as largas cadenas de los cidos
Nucleicos(ARNyADN). La polimerizacin ocurre en sentido de 5' a 3'
N N N N N N
NN
N N
N
N
N N
NN
N
N N
N
N
N
N
N
NN
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
Polmero144444444444424444444444443
144444444444424444444444443 14444444244444443
Enlace fosfodiester
5'
5'
5'3'
3'
3'
cidosNucleicos
Ribonucletido(Nucletido)
Desoxirribonucletido(Nucletido)
P 5'
3'
O
OH
P 5'
3'
O
O
P 5'
3'
O
O
P 5'
3'
O
O
ADNARN
V. CIDO DESOXIRRIBONUCLICO (ADN O DNA)
A. Caractersticasgenerales
1.EstructuraDos cadenas ANTIPARALELAS de Dexorribonu-cletidos.
2.BasesnitrogenadasempleadasAdenina(A),Guanina(G),Citosina(C)yTimina(T).
3.LeyesdeChargaffEn una molcula de ADN la concentracin de adeninaes iguala ladeTiminay ladeCitosinaigualaladeGuanina.PorlotantohayPARESDEBASESCOMPLEMENTARIAS:
-
Integral Turno Maana Regular 2014-III /Biologa Tema 2
Ciencia Histrica - Hominizacin y PrehistoriaProtenas, enzimas y cidos nucleicos
8
A =TyG C
Puentes de Hidrgeno
Las dos cadenas se mantienen unidas por PUENTES DEHIDRGENO(enlacesdbiles)entresusbases.
A
A
A
G
G
T
T
T
C
C
3'
3'
5'
5'
A
G
T
C
Adenina
Guanina Citosina
Timina Desoxirribosa
Fosfato
4.1953.Modeloadoblehlice
Lascadenastienetorsintridimensionalquedaa la molcula la conformacin de doble hlice.
Elmodelodedoblehlice fuepropuestoporJamesWatsonyFrancisCricken1953,basadosen el estudio de cristales de DNA mediante latcnicadedifraccinderayosX.WatsonyCrickobtuvieronelPremioNobeldeMedicinayFisiologaen1962.
E l modelo de "dob le h l i ce" exp l i casatisfactoriamente el cdigo gentico (dado
por lasecuenciadebases)y losprocesosdereplicacin, conservacin y traduccin de lainformacin gentica.
La cantidad deDNApor clula, en todos losanimales de una misma especie es siempre la misma.
V. CIDO RIBONUCLICO (ARN RNA)
A. Caractersticasgenerales1.Formado
Una sola cadena de Ribonucletidos (Nucletidos).
2.BasesnitrogenadasSon: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) yUracilo (U).
B. TiposdeARN
1.ARNribosmico(ARNr)
Forma:globular.
Funcin: forma parte de la estructura de losRIBOSOMAS que participan en la sntesis deprotenas.
RIBOFORINA(Protena)
ARNribosmico
RIBOSOMA(subunidad)
2.ARNmensajero(ARNm) Forma:lineal. Funcin:llevarlainformacingenticadelADN
(GEN)queestenelNcleoalCitoplasma,parala sntesis de protenas.
AAAA5'
3'UU
UU U GG
G
3.ARNtransferencia(ARNt) Forma:hojadeTrbol. Funcin:transfierelosAminocidosdedistintos
puntos del citoplasma hacia los ribosomas, para las sntesis de protenas. Los aa se unen 3porquetienenOH.
-
Ciencia Histrica - Hominizacin y PrehistoriaProtenas, enzimas y cidos nucleicos
Integral Turno Maana Regular 2014-III /Biologa Tema 2 9
Asa 3
Asa 1
Asa 2Asa 2
Asa 1
Extremo5'
Extremo3'
Extremoaceptorparaelaminocido
P
Asa 3
Nucletidosmodificado
Anticodn Anticodn144424443 1444442444443
5'
3'