Entrada 5 "Macromoleculas : lipidos y acidos nucleicos"

LÍPIDOS

• Los Lípidos son compuestos orgánicos naturales insolubles en agua (solubles en disolventes apolares).

• Las grasas son un tipo de lípidos, poseen como función principal el almacenamiento de energía.

• A diferencia de los Carbohidratos que son fuente de energía fácilmente disponible.

• Para un organismo es más efectivo almacenar energía en forma grasa ya que se requiere menos masa que hacerlo con carbohidratos.

Lípidos (contienen glicerol)

• Consisten en esteres que proviene de ácidos grasos (ac.carboxílicos de cadenas largas)

• Las grasas y los aceites son mezclas naturales de triacilgliceroles.

• Las grasa son sólidas a temperatura ambiente, en cambio los aceites son líquidos.

• Estos compuestos son llamados lípidos saponificables, ya que reaccionan con NaOH (KOH), para formar una sal de sodio de ácido graso (jabón) y alcohol.

FUNCIÓN DE LOS LÍPIDOS

• Los lípidos almacenados en el tejido funcionan como fuentes ricas en energía.

• Cuando hay muy pocos Carbohidratos (CH) almacenados (como glicógeno) en el cuerpo, el requerimiento de energía se obtiene de la grasa almacenada.

• Las grasas proveen alrededor de dos veces más energía por gramo que los carbohidratos y proteínas.

• Actúan como aislaste y amortiguador de choques de órganos vitales.

• Asociado con proteínas forman lipoproteínas, importantes componentes de las membranas celulares.

• Protegen, lubrican y en algunos casos, decoran la capa exterior de hojas de frutas, piel y dermatoesqueleto de insectos.

• Algunos lípidos son saponificables (grasas, aceites), y otros no (terpenoides, esteroides).

 Estructura y Propiedades

• Químicamente las grasas son esteres grasos formados desde un ácido graso (acidos carboxílicos de cadena larga) y alcoholes grasos (alcoholes monohidroxilicos de cadenas largas).

• La característica que posee una grasa se describen en función de una textura suave y resbaladiza, pero no exactamente un aceite.

• Sin embargo, muchas sustancias con estas características no son esteres grasos, por ejemplo las grasa parafínicas, mezcla de HC de alta masa molecular.

• Las grasa naturales son producidas por animales, plantas e insectos¹.

Lípidos en la producción y almacenamiento de energía

-Los lípidos producen grandes cantidades de energía cuando son oxidados.

-Cuando los lípidos son sintetizados ocurre una forma de almacenar energía química

Catabolismo de lípidos

Digestión: Ocurre en ambiente acuoso del intestino y utiliza enzimas solubles en agua (lipasas) que hidrolizan las grasas.

Ejemplo: Sales biliares, Quilomicrones

TRANSPORTE: Ocurre en la sangre y en fluidos intracelulares.

Ejemplo: Lipoproteínas, Albúmina de suero, Cuerpos cetónicos

ALMACENAMIENTO: Principal forma de almacenar energía en animales.

Ejemplo: Tejido adiposo: triglicéridos, Mobilización de grasas (lipasas y fosfolipasas), Hígado graso (mobilización de ácidos grasos al hígado, tejido no funcional).

DEGRADACION DE GLICEROL: Hidrólisis de grasas para dar ácidos grasos libres y glicerol, Glicerol se degrada en el citosol, Entra en ruta de glicólisis².

Acidos Nucleicos

 CONCEPTO
Químicamente, los ácidos nucleicos son polímeros constituidos por la unión mediante enlaces químicos de unidades menores llamadas nucleótidos. Los ácidos nucleicos son compuestos de elevado peso molecular, esto es, son macromoléculas.

 FUNCIONES GENERALES
Los ácidos nucleicos, llamados así porque en un principio fueron localizados en el núcleo celular, son las moléculas de la herencia y por lo tanto van a participar en los mecanismos mediante los cuales la información genética se almacena, replica y transcribe. Ésta no va a ser su única función. Determinados derivados de estas sustancias: los nucleótidos, van a tener otras funciones biológicas, entre las que pueden destacarse, como ejemplo, la de servir de intermediarios en las transferencias de energía en las células (ATP, ADP y otros) o en las transferencias de electrones (NAD+ , NADP+ , FAD, etc.).

  ADN Y ARN: DIFERENCIAS A NIVEL QUÍMICO  

- El ADN (ácido desoxirribonucleico) sus nucleótidos tienen desoxirribosa como azúcar y no tiene uracilo.
- El ARN (ácido ribonucleico) tiene ribosa y no tiene timina.

 EL ADN (DNA)
Concepto: Químicamente son polinucleótidos constituidos por d-AMP, d-GMP, d-CMP y d-
TMP. Los nucleótidos del ADN no tienen ni uracilo, ni ribosa, como ya se ha dicho.
 

Características: Los ADN celulares tienen una elevada masa molecular, muchos millones de daltons. Así, por ejemplo: el genoma humano está formado por 3x109 m en el caso delFmoléculas de una gran longitud; por ejemplo: 1,7  virus de la poliomielitis y 2,36 m si sumamos todo el ADN de todos los cromosomas de una célula humana.

El ADN fue aislado por primera vez en 1869, pero hasta 1950 no se empezó a conocer su estructura. Se encuentra en el núcleo de las células eucariotas asociado a proteí nas (histonas y otras) formando la cromatina, sustancia que constituye los cromosomas y a partir de la cual se transcribe la información genética. También hay ADN en ciertos orgánulos celulares (por
ejemplo: plastos y mitocondrias).

 ESTRUCTURA DEL ADN

  Se pueden distinguir 3 niveles estructurales:
-Estructura primaria: La secuencia de los nucleótidos.

-Estructura secundaria: La doble hélice.

-Estructura terciaria: Collar de perlas, estructura cristalina, ADN superenrollado. En las células eucariotas, a partir de la estructura 30, se dan otros niveles de empaquetamiento de orden superior.

ESTRUCTURA PRIMARIA DEL ADN.
Es la secuencia de nucleótidos de una cadena o hebra. Es decir, la estructura primaria del ADN viene determinada por el orden de los nucleótidos en la hebra o cadena de la molécula. Para indicar la secuencia de una cadena de ADN es suficiente con los nombres de las bases o
su inicial (A, T, C, G) en su orden correcto y los extremos 5' y 3' de la cadena nucleotídica.

ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN.

Datos preliminares:

A) A finales de los años 40 Erwin CHARGAFF y sus colaboradores estudiaron los componentes del ADN y emitieron los siguientes resultados:
La concentración de bases varía de una especie a otra. El porcentaje de A, G, C y T es el mismo en los individuos de la misma especie y no por esto el mensaje es el mismo.

Tejidos diferentes de la misma especie tienen la misma composición en bases.
La composición en bases del ADN de una misma especie no varía con la edad del organismo ni con su estado nutricional ni con las variaciones ambientales.
Las densidades y viscosidades corresponden a la existencia de enlaces de hidrógeno entre los grupos NH y los grupos CO.
La concentración de Adenina es igual a la de Timina, y la de Citosina a la de Guanina. Las dos primeras establecen dos puentes de hidrógeno entre ellas, y las últimas tres puentes. La cantidad de purinas es igual a la cantidad de pirimidinas.

B) Por medio del método analítico de difracción de rayos X, FRANKLIN y WILKINS observaron una estructura fibrilar de 20 Å (Amstrongs) de diámetro con repeticiones cada 3,4 Å y una mayor cada 34 Å.

C) WATSON y CRICK postularon en 1953 un modelo tridimensional para la estructura del ADN que estaba de acuerdo con todos los datos disponibles anteriores: el modelo de doble hélice. Este modelo, además de explicar cómo era el ADN, sugería los mecanismos que explicaban su función biológica y la forma como se replicaba.

EL ARN (RNA). DIFERENCIAS CON EL ADN
El ARN, ácido ribonucleico, es un polirribonucleótido que, a diferencia del ADN, no contiene ni esoxirribosa ni timina, pero sí ribosa y uracilo. El ARN no forma dobles cadenas, salvo en ciertos virus (por ej. los reovirus). Lo que no quita que su estructura espacial pueda ser en ciertos casos muy compleja.

CLASES DE ARN
Por su estructura y su función se distinguen tres clases de ARN:

- El ARNm (ARN mensajero) es un polirribonucleótido constituido por una única cadena sin ninguna estructura de orden superior. Su masa molecular suele ser elevada. Este ARN se sintetiza en el núcleo
celular y pasa al citoplasma transportando la información para la síntesis de proteí nas.
La duración de los ARNm en el citoplasma celular es de escasos minutos siendo degradados rápidamente por enzimas especí ficas.
- El ARNt (ARN de transferencia) transporta los aminoácidos para la síntesis de proteínas. Está formado por una sola cadena, aunque en ciertas zonas se encuentra replegada y asociada internamente mediante puentes de hidrógeno entre bases complementarias. Su peso molecular es del orden de 25.000 da. Está formado por entre 70 y 90 nucleótidos y constituye el 15 % del total del ARN de la célula. Se sintetiza en el núcleo y sale hacia el citoplasma para realizar su función. En el ARNt podemos distinguir un brazo aceptor de aminoácidos
abierto y un bucle anticodon.
– El ARNr (ARN ribosomal) es el ARN de los ribosomas, cuya función es poco conocida.
– Los ARN víricos. Algunos virus tienen como material genético ARN bicatenario ³.

 

Bibliografía

¹LÍPIDOS; http://www.ust.cl/html/cree/asignaturas/material_profesor/material_qorganica/lipidos.pdf; octubre 20 de 2010; 20:10

² METABOLISMO DE LIPIDOS, Biochemistry 6th Edition Campbell and Farrell; http://www.pucpr.edu/marc/facultad/santos/bioquimica446/enero 2010/CAP 21 Metabolismo de Lipidos (2).pdf;  20 de octubre de 2010; 21:02

³ La información celular, http://www.iespando.com/web/departamentos/biogeo/2BCH/PDFs/14ADN.pdf; octubre 20 de 2010; 21:55

mapas conceptuales extraidos de:
http://www.vi.cl/foro/topic/7490-genetica-teoria-apuntes/page__st__20
http://abcbiotech.blogspot.com/2008/09/lipidos.html