Grupos Funcionales De Los Biomoleculas .docx

UNIDAD 3: PASO 5 - APROPIAR CONCEPTOS SOBRE GRUPOS FUNCIONALES

LUIS MIGUEL OROBIO MARTÍNEZ CC No 1089001114 LUIS FERNANDO RAMOS CC No 1087109444 JOSE JOAQUIN ARARATH GUAZA CC No 1062325308 Cindy Tivisay Quiñones Dajome Código: 1.010.030.030

Grupo: 100416_31

Tutor: DIEGO ARISTOBULO MENDEZ

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD) CURSO AGRONOMÍA QUÍMICA ORGÁNICA JUNIO 2017 INTRODUCCIÓN.

1

cabe descartar que las proteínas son las bases para que todo ser vivo pueda ejecutar diferentes funciones dentro de su metabolismo,el cual las biomoléculas son las bases químicas que permiten subsistir al ser vivo, existen infinidades de biomoléculas pero entre las más necesarias o las que se encuentran en abundancia son en primer lugar el nitrógeno, oxígeno, hidrógeno y carbono, en segundo lugar se puede mencionar sulfuro y fósforo. el cual las vitaminas tienen una función muy importantes en los seres vivos en especial los en animales los cuales dependiendo la clase de vitamina ,cada una cumple con su función metabólica para el buen funcionamiento del organismo animal esto hace que hayan bueno o mal funcionamiento metabólico con los seres vivos las vitaminas con los seres vivos, las vitaminas y las proteínas son las bases fundamental para los seres vivo. cabe resaltar que en este trabajo se hablará de diferentes clases de biomoléculas en donde cada uno de los compañeros realizó una investigación retroalimentado por el tutor el cual estuvo pendiente en todo momento. además se tratara de los compuestos de las biomoléculas que conforman un papel importante en el ser humano, glucosa, fructosa, sacarosa, lactosa, maltosa se tratarán diferentes estructuras importantes para el funcionamiento de las células.

ESTRUCTURA GENERAL DE LAS PRINCIPALES BIOMOLÉCULAS.

2

Se les considera biomoléculas a todos los compuestos químicos que al estar en conjunto conforman la materia viva, es decir, las bases químicas que permiten subsistir al ser vivo, existen infinidades de biomoléculas pero entre las más necesarias o las que se encuentran en abundancia son en primer lugar el nitrógeno, oxigeno, hidrógeno y carbono, en segundo lugar se puede mencionar sulfuro y fósforo. Las biomoléculas reciben una clasificación general, esta va a depender de la presencia de carbono en su estructura, de esta manera se les designa el nombre de biomoléculas inorgánicas a las que en su estructura hay ausencia de moléculas de carbono, este no pueden ser sintetizados por el ser humano pero aun así son esenciales para el mantenimiento de la vida, en este grupo se puede tomar como ejemplo el agua; el grupo opuesto, es decir, poseen moléculas de carbono los cuales son parte de su estructura se les designa biomoléculas orgánicas y también difieren con el grupo inorgánico en la característica de que estos si pueden ser sintetizados por el cuerpo humano. Las biomoléculas orgánicas se subdividen en macronutrientes de suma importancia para el buen funcionamiento orgánico, los cuales son: Carbohidratos: como si nombre indica, es un macronutriente compuesto por carbono, oxígeno e hidrógeno, en este grupo entran los glúcidos o los azucares también se encuentran dentro de este grupo las fibras y almidones; estos son la principal forma de almacenamiento y consumo de energía del organismo, primordial para el sistema nervioso, musculo y eritrocitos; son solubles en agua. Son biomoléculas de valor energético y estructural más abundante en la naturaleza. Compuestos formados por carbono, hidrogeno y oxigeno aunque a veces se puede encontrar átomos como nitrógeno, azufre y fósforo. Un hidrocarburo no es hidrolizable en unidades más simples, denominada monosacáridos, entre los más comunes tenemos:

3

1.-GLUCOSA Se encuentra en la savia de las plantas. En el torrente sanguíneo humano en el que se conoce como "azúcar en sangre". En los alimentos se encuentra: las pastas, pan integral, granos enteros y cereales integrales, las legumbres, lácteos, uva, miel, etc. 1.1.-Aplicaciones: El cuerpo utiliza la glucosa como una fuente importante de energía. En la fabricación de alimentos, la glucosa confiere un sabor dulce a los dulces, mermeladas, chicles y refrescos. En la cocción fermentación de la glucosa mejora la porosidad y da buenos productos de sabor, retrasa el envejecimiento.En la producción de helados disminuye el punto de congelación, se aumenta su dureza. En la producción de conservas de frutas, jugos, licores, vinos, refrescos, ya que la glucosa no enmascara el olor y el gusto. 2.-FRUCTOSA Se encuentra en frutas, verduras y sus jugos, así como la miel y el jarabe de maíz. 2.1.-Aplicaciones: Fructosa cristalina se puede utilizar como un edulcorante. Se utiliza para proporcionar sabor en categorías de productos de alimentos y bebidas incluyendo suaves galletas húmedas, barras nutricionales, productos de calorías reducidas y el jugo de concentrados congelados que son vertibles. 3.-SACAROSA La sacarosa se produce de forma natural en frutas y una gran variedad de vegetales de raíz La sacarosa se produce en mayor cantidad dentro de la caña de azúcar y la remolacha azucarera. 3.1.-Aplicaciones

4

La sacarosa es un edulcorante natural y económico. Actuar como conservador en mermeladas, conservas, frutas y leche condensada. Mejora de sabor en alimentos tales como carnes en conserva y salsa de tomate. Proporcionar volumen y textura en helados, natillas, productos de panadería y confitería. Actuando como un alimento para la levadura en la cocción y en la elaboración de cerveza y sidra. Contribuir al color de la corteza y el sabor, y el retraso de estancamiento en pasteles y galletas.Sacarosa es utilizada en la industria plástica y celulosa, en espumas de poliuretano rígidas, y de jabones transparentes.La sacarosa es utilizada como material de partida en la producción fermentativa de etanol, butanol, glicerol, y ácidos cítrico. 4.-LACTOSA Se encuentra en la leche y los productos lácteos. 4.1.-Aplicaciones: La aplicación principal es el uso de la lactosa para la producción de sustitutos de la leche para bebés y alimentos de mama.En la industria de panadería se utiliza para producir una corteza marrón dorado, aumenta el volumen de pan y productos ricos. En la industria de la confitería se mejora mediante la adición de lactosa caramelos básicos. La lactosa se usa en la fabricación de chocolate, leche condensada, mermelada, mermelada, galletas, dulces, helados, productos diabéticos, productos cárnicos, etc. 5.-MALTOSA Disacárido menos común en la naturaleza. Se encuentra en pequeñas proporciones en germinación de semillas formadas a través de la degradación de moléculas de almidón. 5.1.-Aplicaciones:

5

La maltosa se añade a la levadura como el proceso de fermentación. Formas solubles de maltosa en agua se introducen en este proceso para ayudar a liberar el etanol y dióxido de carbono.La maltosa es un excelente aditivo para muchos tipos diferentes de alimentos envasados, incluyendo bebidas no alcohólicas La maltosa es importante en la elaboración de cerveza. 6.-CELULOSA La celulosa es la sustancia que compone la mayor parte de las paredes celulares de las plantas Otras fuentes naturales importantes son algodón, lino, cáñamo, yute, paja, y madera. 6.1.-Aplicaciones: Puede ser usado para hacer papel, película, explosivos y plásticos, además de tener muchos otros usos industriales. Se utiliza en particular para la fabricación de fibras textiles sintéticas tales como acetato de celulosa, viscosa o fibras de rayón, así como en explosivos y otros materiales diversos.

También se están haciendo del uso de celulosa como fuente de

combustible. Investigadores se han embarcado en la producción industrial de etanol celulósico (un combustible hecho de la transformación de la celulosa en alcohol). 7.-ALMIDON Se encuentra en las papas, batatas, zanahorias y nabos. Las demás hortalizas con alto contenido de almidón son el maíz, los guisantes y calabaza de invierno. 7.1.-Aplicaciones: En las industrias agroalimentarias, almidones y derivados se utilizan como ingredientes, componentes básicos de los productos o aditivos en pequeñas cantidades para mejorar la fabricación, almacenamiento o exposición. El uso de almidón se requiere en varios sectores industriales, tales como en los alimentos, papel, textiles y adhesivos.Los productos de hidrólisis (jarabe de glucosa y maltosa, maltodextrinas) y la isomerización (iso-glucosa o

6

fructosa) se utilizan en las industrias de dulces, chocolates, dulces, pasteles, pasteles, así como en las industrias de mermeladas y postres. ESTRUCTURA QUÍMICA DE LOS CARBOHIDRATOS Ahora bien, aunque la fórmula general es (CH2O)n, debes saber que la estructura química de los hidratos de carbono dependerá del tipo de azúcar de que se trate. Por tal razón, para entenderla es necesario que conozcas cómo se clasifican los carbohidratos CLASIFICACIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS Monosacáridos Poseen 4, 5, 6 carbonos. Estos sacáridos se distinguen por la orientación de los grupos hidroxilos (-OH), lo que les brinda propiedades químicas y organolépticas especiales. Dentro de los monosacáridos pueden encontrarse los de forma lineal y los de forma anular. La fructosa es un ejemplo de ellos. Disacáridos Estos carbohidratos se forman por la unión de diferentes monosacáridos, los cuales se encuentran unidos en carbonos específicos de cada molécula. Dentro de este grupo encontrarás la sacarosa, la maltosa y la lactosa. Polisacáridos Estos representan la fuente de reserva de hidratos de carbono simples. Son estructuras más complejas formadas por varias uniones de diferentes sacáridos. Por ejemplo el almidón es una mezcla de amilasa y amilopectina, pero a su vez la amilasa posee entre 200 a 20.000 unidades de glucosa que se despliegan en forma de hélix. Dentro de este grupo también se puede mencionar a la celulosa, un polímero de cadenas largas sin ramificaciones de B-D-Glucosa, la cual presenta estructuras rígidas Las fórmulas de los hidratos de carbono se van convirtiendo en más complejas de acuerdo a la cantidad de sacáridos que contengan, y de esto dependerá su función específica.

7

Los monosacáridos y disacáridos son de fácil absorción y son rápidamente metabolizados por las células. En cambio los polisacáridos, en sus diferentes versiones, son más difíciles de digerir y por ende, de absorber, ya que son estructuras más complejas formadas por mucho azúcares simples. Esta información es de mucha utilidad porque ayuda a comprender que se come cuando se refiere a carbohidratos complejos o simples PRINCIPALES FUNCIONES DE LOS CARBOHIDRATOS Los hidratos de carbono poseen varias funciones, especialmente relacionadas con el aporte de energía y los procesos digestivo. Cono a continuación con más detalle para qué sirven los hidratos. Suministran la mitad de la energía aportada por una dieta normal. · Aportan energía para el trabajo muscular, 1 gramo de carbohidratos aporta 4 kcal. · A partir de los hidratos se pueden sintetizar proteínas y lípidos. ·

Mejora la flora intestinal bacteriana, gracias a la fermentación de azúcares como la

lactosa. · Dentro de los hidratos de carbono complejos, se encuentra la fibra dietética, la cual capta y permite eliminar residuos y toxinas del organismo. Es decir cumple una función depurativa. ·

Esta misma fibra cumple una función reguladora de la concentración de glucosa,

colesterol y triglicéridos en sangre. ·

Estimula la motilidad intestinal evitando la constipación.

·

A partir de un hidrato de carbono como la glucosa, se forma glucógeno (reserva de

glucosa en el organismo).

8

Teniendo en cuenta la función que cumplen los carbohidratos es importante que incorpores hidratos de carbono a través de los alimentos. Ten presente que dentro de los alimentos con carbohidratos debes consumir un mayor porcentaje de hidratos complejos (verduras, frutas, cereales, legumbres) y un porcentaje menor de alimentos ricos en azúcares simples como dulces, mermeladas, harinas blancas, etc.

FÓRMULA GENERAL DE LOS CARBOHIDRATOS Por otra parte, ten en cuenta que la fórmula general de los carbohidratos es: (CH2O)n GRUPO FUNCIONAL DE LOS CARBOHIDRATOS El grupo carbonilo, (C = O), es uno de los grupos funcionales más importantes en la Química Orgánica. Se puede considerar a los aldehídos y cetonas como derivados de los alcoholes, a los cuales se les ha eliminado dos átomos de hidrógeno, uno de la función hidroxilo y otro del carbono contiguo

Los aldehídos son compuestos de fórmula general R–CHO y las cetonas son compuestos de fórmula general R-CO-R´, donde los grupos R y R´ pueden ser alifáticos o aromáticos. Ambos tipos de compuestos se caracterizan por tener el grupo carbonilo por lo cual se les suele denominar como compuestos carbonílicos. Estos compuestos tienen una amplia aplicación tanto como reactivos y disolventes así como su empleo en la fabricación de telas, perfumes, plásticos y medicinas. En la naturaleza se encuentran ampliamente distribuidos como proteínas, carbohidratos y ácidos nucleicos tanto en el reino animal como vegetal.

Propiedades físicas.

No es de sorprender que los aldehídos y las cetonas se asemejen en la mayoría de sus propiedades como consecuencia de poseer el grupo carbonilo. Sin embargo, en los aldehídos el grupo carbonilo esta unido a un átomo de hidrógeno, mientras que en las cetonas se une a

9

dos grupos orgánicos. Esta diferencia estructural afecta a sus propiedades de dos formas fundamentales:

- Los aldehídos se oxidan con facilidad mientras que las cetonas lo hacen con dificultad - Los aldehídos suelen ser más reactivos que las cetonas en adiciones nucleofílicas, que es la reacción más característica de este tipo de compuestos

En el grupo carbonilo, el átomo de carbono se une a los otros tres átomos mediante enlaces de tipo s, que, como utilizan orbitales sp2 están situados sobre un plano formando ángulos de 120º aproximadamente.

Al ser los dos átomos del grupo carbonílico de diferente electronegatividad, determinan que el enlace carbono-oxígeno este polarizado, lo cual implica que el átomo de carbono del grupo carbonilo sea electrófilo. Asimismo el oxígeno carbonílico tienen dos pares de electrones solitarios, que son ligeramente básicos. El comportamiento químico de este grupo funcional vendrá determinado en consecuencia por estas dos características. Al ser el grupo carbonilo un grupo muy polar determina el que los aldehídos y cetonas tengan puntos de ebullición más altos que los hidrocarburos del mismo peso molecular. Así, por ejemplo:

Sin embargo, los aldehídos y las cetonas no pueden formar enlaces de hidrógeno entre sí, por lo cual sus puntos de ebullición son menores que los de los correspondientes alcoholes:

·LÍPIDOS: al igual que los carbohidratos también están compuestos por carbono e hidrógeno y algunas veces en menor proporción se encuentra oxígeno, fósforo, azufre y nitrógeno, este constituye el almacenamiento secundario de energía para el organismo cuando las reservas de carbohidratos se han terminado, de igual forma trabajan en la protección mecánica de estructuras y como aislamiento térmico, son hidrofóbicos (insolubles en agua).

10

ESTRUCTURA Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría biomoléculas, compuestas principalmente por carbono (C) e hidrógeno (H) y en menor medida oxígeno (O), aunque también pueden contener fósforo (P), azufre (S) y nitrógeno (N). Tienen carácter anfipático, ya que los ácidos grasos tienen dos zonas diferentes; el grupo carboxilo es polar y la zona de la cadena hidrocarbonada esno polar, que tiende a establecer enlaces de Van der Waals con otras cadenas semejantes. El tamaño de la cadena saturada es el responsable de la insolubilidad en agua de estas moléculas en un medio acuoso tienden a dispersarse en forma de láminas o micelas (monocapa o bicapa), de modo que constituyen emulsiones. Aquí las zonas polares establecen los puentes de hidrógeno con el agua y los no polares se alejan de esta. La zona polar es zona hidrófila o lipófoba (soluble en agua) y la zona no polar es la zona lipófila o hidrófoba (repele el agua). CLASIFICACIÓN: Resulta difícil definirlos químicamente, ya que forman un grupo muy heterogéneo. Los lípidos se clasifican en tres grupos, atendiendo a su composición química: 1. Con ácidos grasos denominados lípidos saponificables (formación de jabón), a su vez pueden ser: A) Simples: integrados solo por C, H y O. Se incluyen los propios ácidos grasos, acilglicéridos y céridos. B) Complejos: además de C, H y O, contienen átomos de P, N o S. Se les suele llamar lípidos de membrana ya que forman parte esencial de las membranas celulares. Aquí se incluyen los fosfolípidos y glucolípidos. 2. Lípidos no saponificables: No sufren de hidrólisis alcalina ya que carecen de ácidos grasos en su molécula. Son los isoprenoides, esteroides y prostaglandinas. 3. Lípidos conjugados: lípidos de los grupos anteriores unidos a otras sustancias. SAPONIFICABLES SIMPLES: Ácidos grasos.

11

Los ácidos grasos en estado libre son muy raros en la naturaleza, la inmensa mayoría se encuentran formando parte de otros lípidos, de los que se obtienen por hidrólisis ácida o enzimática de los lípidos saponificables. Químicamente son cadenas hidrocarbonadas de número variable de átomos de carbono en cuyo extremo hay un grupo carboxílico. Pueden ser: saturados cuando todos los carbonos tienen sus valencias ocupadas por hidrógeno y a temperatura ambiente tienen consistencia de grasa sólida como la manteca de cerdo, en este tipo de molécula es mayor el número de enlaces de Van del Waals que hay que romper y el punto de fusión es más alto. Los ácidos grasos insaturados y poliinsaturados presentan respectivamente uno o varios dobles enlaces entre los carbonos, la presencia de los dobles enlaces reduce el punto de fusión ya que los enlaces de Van der Waals son escasos. Por tanto, los dobles enlaces a temperatura ambiente son fácilmente identificables, ya que su punto de fusión es menor que en el resto de los ácidos grasos, dándoles una consistencia líquida, como el aceite de oliva. En la siguiente tabla se pueden observar los puntos de fusión de algunos ácidos grasos. En ella se advierte que en los ácidos grasos saturados, mientras mayor sea el número de carbonos, mayor es su punto de fusión, es decir, son sólidos a temperatura ambiente, en cambio algunos ácidos grasos insaturados tienen puntos de fusión negativos, lo que indica que son líquidos a temperatura ambiente y algunos aún congelados, siguen siendo líquidos.

Por comodidad, la cadena hidrocarbonada de los ácidos grasos se representa como una simple línea de zigzag, mientras que la cadena de los ácidos grasos insaturados al tener dobles enlaces adoptan en el espacio las apariciones diferentes vueltas o codos en el zigzag. GRUPO FUNCIONAL DE LOS LÍPIDOS Como Grupo funcional de los lípidos una cadena hidrocarbonada larga y un grupo carboxilo.

12

El primer grupo puede contar con 4 átomos de carbono o 36 No obstante al tratarse de ácidos grasos naturales contarán siempre con un número del 12 al 24 siempre en número par de átomos de carbono. De todos modos generalmente son 16 o 18 átomos de carbono.

Grupo funcional de los lípidos

Al hablar de Grupo funcional de los lípidos debemos dividirlos principalmente en los ácidos grasos saturados y los ácidos grasos insaturados. Los primeros sin dobles enlaces y los segundos con uno o más dobles enlaces en la cadena hidrocarbonada. Ahora bien teniendo en cuenta los ácidos grasos insaturados, entre estos se hallan los monoinsaturados que cuentan entre los carbonos 9 y 10 un doble enlace. En el caso de los ácidos grasos poliinsaturados por lo general cuentan con entre los carbonos 9 y 10 un doble enlace y entre este último y teniendo en cuenta la cadena hidrocarbonada su extremo metilo terminal cuenta con doble enlaces adicionales. Al contar con dobles enlaces significa que existen isómeros geométricos según como se dispongan los sustituyentes a los lados del doble enlace (configuración cis-trans). 13

No obstante por lo general los ácidos grasos insaturados cuentan con una configuración “cis” De acuerdo a su clasificación bioquímica se dividen en dos grupos de acuerdo a su composición: Los lípidos saponificables y los no saponificables.

Loas lípidos saponificables: Los lípido saponificables entre el Grupo funcional de los lípidos se dividen en simples y complejos: Los saponificables simples cuentan con carbono, oxígeno e hidrógeno. Se hallan los aciglicéridos que son ésteres con glicerol. En el caso de ser sólidos se denominan “grasas” pero al ser líquidos se laman “aceites porque dejan de ser sólidos al ser expuestos a temperatura ambiente. Los complejos contienen su molécula de oxígeno, hidrógeno y carbono y otros elementos como azufre, fósforo, nitrógeno y también contiene por ejemplo una biomolécula como glúcido. Entre los complejos se pueden citar: los gangliósidos, los cerebrosidos, los glucolípidos, los fosfoesfingolípidos, los fosfoglicéridos y los fosfolípidos. En el caso de los insaponificables abarcan los esteroides, las prostaglandinas y los terpenoides. Los terpenoides, isoprenoides o terpenos son un tipo de lípidos que derivan del hidrocarburo isopreno. 14

Los biológicos cuenta dos moléculas de isopreno.

Algunos de ellos son el geraniol, limoneno o mentol como aceites esenciales, las vitaminas A, E y K, como pigmentos fotosintéticos, el fitol (molécula de la clorofila), el caucho. Los esteroides son los lípidos que derivan del núcleo del hidrocarburo esterano compuestos de 4 anillos fusionados de carbono con diversos grupos funcionales (hidroxilo, carbonilo) con la molécula con carácter anfipático. Se destacan sobretodo el colesterol, la vitamina D, corticoesteroides, hormonas sexuales y ácidos biliares. Las prostaglandinas son un tipo de lípidos que derivan de los ácidos grasos esenciales pero con de 20 carbonos y del tipo omega 3 y 6. Los eicosanoides cuentan con el ácido linolénico, el ácido linoleico y el ácido araquidónico como precursores. Son moléculas de 20 carbonos que se clasifican en leucotrienos, tromboxanos y prostaglandinas. Funcionan como mediadores del sistema nervioso central en la respuesta inmune y los procesos de inflamación. FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS 1. Función de reserva. Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo de grasa produce 9,4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que proteínas y glúcidos sólo producen 4,1 kilocaloría/gr.

15

2. Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren órganos y le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo de pies y manos. 3. Función reguladora. Algunas hormonas y los ácidos biliares regulan los procesos vitales para un adecuado funcionamiento del organismo. ·

PROTEÍNAS;

se encuentran constituidos por hidrógeno, carbono, oxígeno y nitrógeno formando la unidad monomérica llamada aminoácido, conjuntos de aminoácidos forman las proteínas; tienen miles de funciones las más importantes son servir de bases para la formación de hormonas, jugos digestivos, proteínas plasmáticas, hemoglobina, etc.; estos no pueden ser sustituidos por los lípidos o por los carbohidratos. ESTRUCTURAS DE LAS PROTEINAS La palabra proteína proviene del griego protop (lo primero, lo principal, lo más importante). La proteínas son las responsables de la formación y reparación de los tejidos, interviniendo en el desarrollo corporal e intelectual. Las proteínas son biopolímeros (macromoléculas orgánicas), de elevado peso molecular, constituidas básicamente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y fósforo (P) y, en menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg), yodo (Y), entre otros elementos. Estos elementos químicos se agrupan para formar unidades estructurales (monómeros) llamados aminoácidos ( aa ), a los cuales se consideran como los "ladrillos de los edificios moleculares proteicos". Estos edificios macromoleculares se construyen y desmoronan con gran facilidad dentro de las células, y a ello debe precisamente la materia viva su capacidad de crecimiento, reparación y regulación. Estructura primaria

16

La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos de la proteína. Nos indica qué aminoácidos componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aminoácidos se encuentran. La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte. Estructura secundaria La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio. Los aminoácidos, a medida que van siendo enlazados durante la síntesis de proteínas y gracias a la capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una disposición espacial estable, la estructura secundaria. Existen dos tipos de estructura secundaria: 1.- La a(alfa)-hélice Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre sí misma la estructura primaria. Se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre el -C=O de un aminoácido y el -NHdel cuarto aminoácido que le sigue. 2.- La conformación beta En esta disposición los aminoácidos no forman una hélice sino una cadena en forma de zigzag, denominada disposición en lámina plegada. Presentan esta estructura secundaria la queratina de la seda o fibroína

Estructura terciaria La estructura terciaria informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una conformación globular. En definitiva, es la estructura primaria la que determina cuál será la secundaria y por tanto la terciaria.

17

Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realizar funciones de transporte, enzimáticas, hormonales , etc. Esta conformación globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales R de los aminoácidos. Aparecen varios tipos de enlaces: 1.- el puente disulfuro entre los radicales de aminoácidos que tienen azufre. 2.- los puentes de hidrógeno. 3.- los puentes eléctricos. 4.- las interacciones hidrófobas. Estructura cuaternaria Esta estructura informa de la unión, mediante enlaces débiles (no covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protómero .El número de protómeros varía desde dos, como en la hexoquinasa; cuatro, como en la hemoglobina , o muchos, como la cápsida del virus de la poliomielitis, que consta de sesenta unidades proteicas Funciones y ejemplos de proteínas Las proteínas determinan la forma y la estructura de las células y dirigen casi todos los procesos vitales. Las funciones de las proteínas son específicas de cada una de ellas y permiten a las células mantener su integridad, defenderse de agentes externos, reparar daños, controlar y regular funciones, etc... Todas las proteínas realizan su función de la misma manera: por unión selectiva a moléculas. Las proteínas estructurales se agregan a otras moléculas de la misma proteína para originar una estructura mayor. Sin embargo, otras proteínas se unen a moléculas distintas: los anticuerpos, a los antígenos específicos; la hemoglobina, al oxígeno; las enzimas, a sus sustratos; los reguladores de la expresión genética, al ADN ; las hormonas, a sus receptores específicos; etc...

18

A continuación se exponen algunos ejemplos de proteínas y las funciones que desempeñan: Función estructural · Algunas proteínas constituyen estructuras celulares.

· Ciertas glucoproteínas forman parte de las membranas celulares y actúan como receptores facilitan el transporte de sustancias. · Las histonas, forman parte de los cromosomas que regulan la expresión de los genes. · Otras proteínas confieren elasticidad y resistencia a órganos y tejidos: · El colágeno del tejido conjuntivo fibroso. · La elastina del tejido conjuntivo elástico. · La queratina de la epidermis. · Las arañas y los gusanos de seda segregan fibroina para fabricar las telas de araña y los capullos de seda, respectivamente. Función enzimática Las proteínas con función enzimática son las más numerosas y especializadas. Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas del metabolismo celular Función hormonal Algunas hormonas son de naturaleza proteica, como la insulina y el glucagón (que regulan los niveles de glucosa en sangre), o las hormonas segregadas por la hipófisis, como la del crecimiento o la adrenocorticotrópica (que regula la síntesis de corticosteroides) o la calcitonina (que regula el metabolismo del calcio). Función reguladora Algunas proteínas regulan la expresión de ciertos genes y otras regulan la división celular (como la ciclina). Función homeostática

19

Algunas mantienen el equilibrio osmótico y actúan junto con otros sistemas amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno. Función defensiva · Las inmunoglobulinas actúan como anticuerpos frente a posibles antígenos. · La trombina y el fibrinógeno contribuyen a la formación de coágulos sanguíneos para evitar hemorragias. · Las mucinas tienen efecto germicida y protegen a las mucosas. · Algunas toxinas bacterianas, como la del botulismo, o venenos de serpientes, son proteínas fabricadas con funciones defensivas.

Función de transporte · La hemoglobina transporta oxígeno en la sangre de los vertebrados. · La hemocianina transporta oxígeno en la sangre de los invertebrados. · La mioglobina transporta oxígeno en los músculos. · Las lipoproteínas transportan lípidos por la sangre. · Los citocromos transportan electrones. Función contráctil La actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracción muscular. · La dineina está relacionada con el movimiento de cilios y flagelos. Función de reserva · La ovoalbúmina de la clara de huevo, la gliadina del grano de trigo y la hordeína de la cebada, constituyen la reserva de aminoácidos para el desarrollo del embrión. · La lactoalbúmina de la leche LA PRINCIPAL FORMULA DE LAS PROTEINA SON

20

Son grandes moléculas orgánicas compuestas por cuatro átomos: carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno (CHON), aunque algunas poseen también azufre y fósforo (CHONSP) Grupos funcionales presentes en las proteínas. Las proteínas están formadas por aminoácidos, son 21 aminoácidos utilizados por el hombre y contienen grupos amino (NH3) y grupos carboxilo (COOH), estos grupos, se comportan como ácidos y donan su protón a un determinado pH en solución acuosa. El pH al que donan su protón depende del aminoácido en cuestión. Los 20 aminoácidos que forman parte de las proteínas son: Serina (Ser,S), Treonina (Thr,T), Cisteína (Cys,C), Asparagina (Asn,N), Glutamina (Gln,Q) y Tirosina (Tyr,Y), Glicina (Gly,G), 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), Ácido aspártico (Asp,D) y Ácido glutámico (Glu,E), Lisina (Lys,K), Arginina (Arg,R) e Histidina (His,H)

21

REACCIONES GENERALES DE AMINOÁCIDOS: Transaminación, desaminación y des carbonización Estos son los tres tipos de reacciones más generales de los AA. El fosfato de piridoxal, un derivado de la vitamina B6, actúa como coenzima en dos de esas reacciones. 1.TRANSAMINACIONES: Son reacciones donde se traspasa el grupo amino desde un α-aminoácido a un αcetoácido, convirtiéndose el 1º en α-cetoácido, y el 2º en un α-aminoácido. Las enzimas que catalizan estas reacciones son las transaminasas y necesitan el piridoxal fosfato (PLP)

22

como coenzima. Cuando predomina la degradación, la mayoría de los aminoácidos cederán su grupo amino al α-cetoglutarato que se transforma en glutamato (GLU), pasando ellos al α-ceto ácido correspondiente. Hay dos transaminasas, GOT y GPT, cuyos niveles en suero tienen un importante significado en el diagnóstico clínico. Estas enzimas, abundantes en corazón e hígado, son liberadas cuando los tejidos sufren una lesión, por lo tanto sus niveles altos en suero pueden ser indicativos de infarto de miocardio, hepatitis infecciosa, u otros daños orgánicos. GPT o ALAT Glutamato + Piruvato -Cetoglutarato + Alanina GOT o ASAT Glutamato + Oxalacetato Cetoglutarato + Aspártico El GLU puede deshacerse fácilmente del grupo amino mediante una desaminación. Bioquímica-2º

DESAMINACIÓN OXIDATIVA: El AA pierde el grupo amino y pasa a a-cetoácido. Esta reacción reversible puede convertir el GLU en α-cetoglutarato para su degradación, pero también puede sintetizar GLU. Luego es una reacción que actuará en sentido degradativo o en sentido biosintético según las necesidades celulares.

DESCARBOXILACIÓN:

23

Los AA se descarboxila y forman aminas biógenas, ellas o sus derivados tienen muy importantes funciones biológicas (hormonas, neurotransmisores, inmunomoduladores, etc): histamina, etanolamina, serotonina, feniletilamina, etc. Desde la TYR, por descarboxilación y otras reacciones, se producen la familia de las catecolaminas: dopamina, noradrenalina y adrenalina. El TRP se descarboxila a triptamina y ésta se convierte en Serotonina.

· ÁCIDOS NUCLEICOS Los ácidos nucleicos incluyen el ADN y el ARN. Ambos ácidos nucleicos almacenan información importante para el organismo. Esta información codificada hace que cada organismo sea lo que es y también lo ayuda a funcionar correctamente. Los ácidos nucleicos se forman a partir de una combinación de carbono, hidrógeno, oxígeno y fósforo. Las moléculas son muy largas y se componen de tres tipos diferentes de monómeros, o moléculas orgánicas simples: azúcares, fosfatos y bases. El azúcar y los fosfatos son la columna vertebral de la molécula, mientras que las bases son el código de la molécula. Hay cuatro bases utilizadas en el ADN y el ARN. Cada uno comparte las bases adenina, citosina y guanina. La cuarta base del DNA es la timina. El ARN utiliza el uracilo en su lugar.

24

ESTRUCTURA: Los ácidos nucleicos consisten en subunidades de nucléotidos que son unidades moleculares consistentes en: · Un azúcar de cinco carbonos sea la ribosa o la desoxiribosa · Un grupo fosfato Una base nitrogenada que es un compuesto anular que contiene nitrógeno pudiendo ser una purina de doble anillo. Las bases púricas son la adenina (A) y guanina (G) y las pirimidinas son la citosina (C), timina (T) y uracilo (U). El ADN contiene las purinas adenina y guanina y las pirimidinas citosina y timina y el azúcar desoxirribosa y el grupo fosfato. El RNA contiene adenina, guanina , citosina y el uracilo en lugar de la timina del DNA, así como el azúcar ribosa y el grupo fosfato. La unión entre una de estas bases nitrogenadas y la pentosa constituye un nucleósido Las moléculas de ácidos nucleicos se componen de cadenas lineales de nucleótidos, unidos por enlaces de fosfodiéster, cada uno consiste en un grupo fostato y los enlaces covalentes que lo unen a los azúcares de nucleótidos adyacentes El DNA consiste de dos cadenas de nucleótidos enrolladas una alrededor de la otra en una doble hélice. Estas cadenas han sido arregladas de modo de escalera . La molécula de la desoxirribosa ocupa la posición central en el nucleótido teniendo al un lado un grupo fosfato y al otro una base nitrogenada. El grupo fosfato de cada nucleótido está también ligada a la desoxiribosa del nucleótido adyacente de la cadena. Estas subunidades de desoxirribosa fosfato forman los lados parelos de la escalera. Los dos filamentos de la hélice del ADN, presentan complementariedad debido a su afinidad química de manera que frente a un nucleótido de adenina se encuentra siempre uno de timina,

25

frente a uno de citosina otro de guanina, que establecen entre ellos dos y tres puentes de hidrógeno. El RNA se encuentra principalmente fuera del núcleo celular aunque su síntesis tiene lugar a partir del ADN . Existen tres tipos de ARN : El mensajero, el ribosómico y el de transferencia. El RNA está formado por subunidades ribonucleotídicas unidas por enlaces 5´ − 3´ como los del DNA . Tres de las bases nitrogenadas, adenina , guanina y citosina, son las mismas que en el DNA. Sin embargo , en lugar de timina el RNA tiene uracilo el cual se aparea con la adenina . Los cuatro nucleótidos contienen el azúcar de cinco carbonos ribosa, que tiene un grupo hidroxilo en el átomo de carbono 2´ FUNCIONES DE LOS ACIDOS NUCLEICOS Las funciones de los ácidos nucleicos en las células pueden resumirse en dos: almacenamiento de la información genética y transmisión de la misma . Almacenamiento de la información genética: El ADN, en todos los organismos eucariotas y procariotas y en algunos virus, y el ARN, en el resto de los virus, son las moléculas encargadas de almacenar el mensaje biológico o información genética.e Transmisión de la información genética. Al ARN se encarga de "leer" la información genética y transmitirla para que, en otras partes de la célula, se realice la síntesis de proteínas, es decir, para que se "exprese" el mensaje biológico. Además, los ácidos nucleicos se ocupan de transmitir la información genética de un individuo a su descendencia

Las bases nitrogenadas Las bases nitrogenadas de los nucleótidos son moléculas orgánicas (basadas en carbono), compuestas por estructuras anulares que contienen nitrógeno. [¿Por qué se llaman bases?]

26

^+start superscript, plus, end superscript Cada nucleótido en el ADN contiene una de cuatro posibles bases nitrogenadas: adenina (A), guanina (G) citosina (C) y timina (T). La adenina y la guanina son purinas, lo que significa que sus estructuras contienen dos anillos fusionados de carbono y nitrógeno. En cambio, la citosina y la timina son pirimidinas y tienen solo un anillo de carbono y nitrógeno. Los nucleótidos de ARN también pueden contener bases de adenina, guanina y citosina, pero tienen otra base tipo pirimidina llamada uracilo (U) en lugar de la timina. Como se muestra en la figura anterior, cada base tiene una estructura única, con su propio conjunto de grupos funcionales unidos a la estructura anular. Como abreviaturas en la biología molecular, las bases nitrogenadas se suelen nombrar por sus símbolos de una letra: A, T, G, C y U. El ADN contiene A, T, G y C, mientras que el ARN contiene A, U, G y C (es decir, la U se intercambia por T).

Los azúcares Además de tener conjuntos de bases ligeramente diferentes, los nucleótidos de ADN y ARN también tienen azúcares ligeramente distintos. El azúcar de cinco carbonos del ADN se llama desoxirribosa, mientras que en el ARN el azúcar es la ribosa. Estas dos moléculas son semejantes en estructura, solo con una diferencia: el segundo carbono de la ribosa tiene un grupo hidroxilo, mientras que el carbono equivalente en la desoxirribosa tiene un hidrógeno en su lugar. Los átomos de carbono de una molécula de azúcar se numeran 1', 2', 3', 4' y 5' (1' se lee "uno prima"), como se muestra en la figura anterior. En un nucleótido, el azúcar ocupa la posición central, la base se une al carbono 1' y el grupo (o grupos) fosfato se une al carbono 5'.

El fosfato 27

Los nucleótidos pueden tener solo un grupo fosfato o una cadena de hasta tres grupos fosfato que se unen al carbono 5' del azúcar. Algunas fuentes de información química utilizan el término "nucleótido" solo para el caso de un fosfato, pero en biología molecular generalmente se acepta la definición más amplia^11start superscript, 1, end superscript. En una célula, el nucleótido que está por añadirse al final de una cadena de polinucleótidos contendrá una serie de tres grupos fosfato. Cuando el nucleótido se une a la cadena creciente de ADN o ARN, pierde dos grupos fosfato. Por lo tanto, en una cadena de ADN o ARN, cada nucleótido solo tiene un grupo fosfato.

Cadenas de polinucleótidos Una consecuencia de la estructura de los nucleótidos es que la cadena de polinucleótidos tiene direccionalidad, es decir, tiene dos extremos diferentes entre sí. En el extremo 5', o principio de la cadena, el grupo fosfato 5' del primer nucleótido de la cadena sobresale. En el otro extremo, llamado extremo 3', el hidroxilo 3' del último nucleótido añadido a la cadena está expuesto. Las secuencias de ADN generalmente se escriben en dirección 5' a 3', lo que significa que los nucleótidos del extremo 5' van primero y los nucleótidos del extremo 3', después. Conforme se agregan nuevos nucleótidos a una cadena de ADN o ARN, esta crece en su extremo 3', cuando se une el fosfato 5′ del nucleótido entrante al grupo hidroxilo en el extremo 3' de la cadena. Esto produce una cadena en la que cada azúcar se une a sus vecinos por una serie de enlaces llamados enlaces fosfodiéster. Preguntas para resolver y participar en el foro grupal, revisar cada persona por que les orientara la presentación de la prueba, incluir en el trabajo final.

28

Biomoleculas

Glúcidos

Reacciones formulas generales

Oxidación

Con

Periodato El enlace carbono-carbono (CC) de los monosacáridos se rompe en presencia de ácido periódico

cuando

ambos

carbonos

presentan

grupos

hidroxilo, grupos carbonilo o un grupo hidroxilo y un grupo carbonilo adyacentes Esta ruptura oxidativa recibe el nombre de reacción de Malaprade y hace que aumente en una unidad el grado de oxidación de cada fragmento resultante (ver figuras de la derecha). Así, después de la reacción: ● los alcoholes primarios se oxidan a metanal ● los alcoholes secundarios se oxidan a aldehídos ● los alcoholes terciarios se oxidan a cetonas ● los aldehídos se oxidan a ácido fórmico ● las cetonas se oxidan a ácidos carboxílicos ● los ácidos carboxílicos se

29

oxidan a CO2 tomado

de

http://www.ehu.eus/biomoleculas/hc/sug ar4.htm

Lípidos Todos aquellos lípidos que tienen ácidos grasos en su estructura tienen la capacidad de realizar la reacción de saponificación, y por ello se llaman lípidos saponificables. Tomado de http://www.geocities.ws/batxillerat_biolo gia/lipids.htm

30

Proteínas

La mayoría de las reacciones metabólicas están catalizadas por enzimas generalistas, que reconocen diferentes sustratos Las enzimas son proteínas que catalizan reacciones químicas logrando que la velocidad de la reacción crezca muchos órdenes de magnitud Tomado de https://www.google.com.co/search?q=re acciones+de+proteinas&rlz=1C1RLNS_es CO680CO681&source=lnms&tbm=isch&s a=X&ved=0ahUKEwj8oJupy97UAhXHKyY KHTDBCQMQ_AUIBigB&biw=1366&bih=6 13#imgrc=y4bPoXZpQxcwWM:

Ácidos nucleicos. Los ácidos nucleicos son polímeros de nucleótidos. En ellos la unión entre las sucesivas unidadesnucleotídicas se realiza mediante enlaces tipo éster-fosfato que resultan de la reacción entre el ácido fosfórico unido al carbono 5’ de la pentosa de un nucleótido y el hidroxilo del carbono 3’ de la pentosa de otro nucleótido. Tomado de http://www.bionova.org.es/biocast/tema 09.htm

31

1¿Qué grupos funcionales presenta la tiroxina ¿

1.

Areno

constituido po uno o varios anillos aromáticos de sies eslabones. Son

hidrocarburos que contienen el anillo bencénico cono unidad estrutual 2.

Éter es un grupo funcional del tipo R-O-R', en donde R y R' son grupos alquilo, iguales o

distintos, estando el átomo de oxígeno unido a estos.

3. Amina Compuesto orgánico derivado del amoniaco por sustitución de uno o dos átomos de hidrógeno por radicales hidrocarbonados monovalentes 4. Acido carboxílico constituyen un grupo de compuestos, caracterizados porque poseen un grupo funcional llamado grupo carboxilo o grupo carboxi (–COOH). En el grupo funcional carboxilo coinciden sobre el mismo carbono un grupo hidroxilo (-OH) y carbonilo (-C=O) 5.

Halogenuro Hidroxilo es un grupo funcional compuesto de 1 átomo de oxígeno y 1 átomo

de hidrógeno que se une a un hidrocarburo (R-OH):

2. ?Establecer las estructuras de los siguientes compuestos.? Acetato de etilo El etanoato de etilo según la IUPAC, también llamadoacetato de etilo, y de otras formas (ver tabla) es un éster de fórmula CH3-COO-CH2-CH3. Su nombre antiguo es éter de vinagre, en alemán Essig-Äther, de donde proviene el término "esther" o éster

32

Propanoato de metilo El acetato de metilo es un éster que se presenta en forma de líquido altamente inflamable. Es miscible en los solventes comunes de hidrocarburos y es moderadamente tóxico. Una exposición prolongada puede provocar efectos negativos para la salud. Su fórmula es C3H6O2 y se encuentra formado por: ● 3 átomos de carbono. ● 6 átomos de hidrógeno. ● 2 átomos de oxígeno.

3 ciclohexil-butanoato de etilo 2. Según el orden de prioridad en la siguiente estructura ¿organizar de mayor prioridad al de menos prioridad los grupos funcionales que identifiquen ¿ tener en cuenta la tabla de prioridades de los compuestos orgánicos. 1.

Acido carboxílico

2.

Amida

3.

Cetona

4.

Sulfuro

5.

Amina

6.

Areno

7.

Alcano

Conclusiones y recomendaciones . El tema principal de este trabajo fue todo lo que tiene que ver con Biomoleculas sus estructuras químicas y lo demás que la componen, esta investigación fue algo muy interesante ya que se puede ver de una

33

manera detallada, clara y muy minuciosa la complejidad de una Biomolecula en caso esté como las de hidratos de carbono. Recomendaciones. Para trabajos de tan compleja investigación se recomienda siempre buscar fuentes de información confiables ya que de esto depende mucho la veracidad de un trabajo de investigación. Y no hay cabida para no agradecer a Dios por permitirnos a usted y a nosotros estar con vida para cumplir con excelencia nuestros compromisos diarios.

BIOGRAFÍA Biomoléculas (2017-06,12). http://conceptodefinicion.de/biomoleculas/ Profesor en línea (2017-06-12) http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/ProteinasEstruct.htm Química Orgánica by MORRISON y BOYD 5ta Edicion, Editorial PEARSON.

34

Introducción a la Química Orgánica by LUIS LAFUENTE Y ALATAVA BENITO, Editorial UNIVERSITAT JAUME Fundamentos Teórico-Prácticos de la Química Orgánica byALICIA LAMARQUE, Editorial ENCUENTRO Proteínas. Revista Ejemplode.com. Obtenido 02, 2009, de http://www.ejemplode.com/38quimica/604-proteinas.html)

35