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BIOLOGÍA TEMA 2
PROTEÍNAS – ENZIMAS – ÁCIDOS NUCLEICOS SNII2B2
DESARROLLO DEL TEMA
PROTEÍNAS (SOLUTO BIOLÓGICO MÁS ABUNDANTE) I. IMPORT IMPORTANCIA ANCIA BIOLÓGICA
D. Hormonal
• Insulina: proteína que disminuye la concentracción de glucosa en la sangre, evitando la DIABETES. DIABETES.
A. Estructural y exibilidad exibilidad
Colágeno
Hígado
Insulina
(Proteína)
Sangre
Proteínas
123
Glucógeno (90%)
Elastina Glucosa E. Enzimáticas
Tendón
• Reacciones bioquímicas:
B. Inmunológica
A + B Sustratos
Anticuerpos o Inmunoglobulinas (Ig) Linfocito (Proteínas) B
A + B Sustratos
Enzimas (proteínas)
C + D 30 horas Productos
C+D Biocatalizadores Productos
Ag Célula Plasmática
II. DEFINICIÓN
Antígeno cuerpo extraño al organismo como virus, bacterias, etc.
Son biomoléculas orgánicas cuaternarias (C, H, O, N,), siendo el "N" el biolemento característico. Químicamente
Se dene como polímero de aminoácidos (monómero). C. Motilidad
Hígado Enlace Peptídico Monómero aa
Actina, Miosina
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aa
aa
aa
aa
aa
1444444444444442444444444444443
Aminoácido
1 1
Polímero
BIOLOGÍA
TEMA 2
PROTEÍNAS – ENZIMAS – ÁCIDOS NUCLEICOS
III. AMINOÁCIDO (aa)
Conjugadas: formados por aminoácidos y además presenta otros componentes denominados GRUPO PROTÉTICOS.
A. Estructura
Enlace Peptídico aa
aa
aa
aa
aa
Hemoglobina aa aa Fe aa aa
aa
14444444444444444244444444444444443
Polímero
H N
H
R
C
C
H
O OH
Aminoácido (aa) J R = H ⇒ Glicina N K R = –CH ⇒ Alanina O
Grupo Carboxilo L (Ácido) Aminoácido (aa) J - Asimétricos N K - Anfóteros: Ácido y Base O K - Zwitterion: Equilibrio O L P
Grupo Amino (L)
aa
aa
aa
aa
aa
Zn aa
aa Glucosa
aa
Lipoproteína aa aa
Grupo Prostético J - Bioelementos J K - Glúcidos K Lípidos, etc L L
P
3
Insulina Glucoproteína
Lípidos
aa
aa
14444444444244444444443
B. Por su forma
Fibrosas: presentan forma de bra (alargada) y son insolubles en el agua. – Colágeno: Matriz del tejido conjuntivo. – Queratina: Piel, pelo, uña, cuernos, plumas. – Elastina: Tendones y vasos sanguíneos. – Fibroina: Seda, tela de araña. – Fibrina: Coágulos sanguíneos.
B. Tipos
En la naturaleza existen más de 50 tipos pero en los vivos hay 20 tipos de las cuales 10 son esenciales, porque no lo podemos sintetizar y que necesariamente lo tenemos que ingerir en la dieta, Arginina, fenilalanina, Histina, Isolucina, Leucina, Lisina, metionina, Treonina, Triptófano y Valina.
Proteína Fibrosa
IV. PÉPTIDOS Son moléculas constituidas por dos o más aminoácidos unidas por enlaces peptídicos
Fibra J - Colágena K - Elástica L - Reticular
Enlace Peptídico aa 1
aa 1
aa 1
aa 1
aa 100
aa 101
aa n
1444442444443
Oligopéptido Polipéptido Proteína M > 10,000
J K L
144444444444424444444444443
Globulares: presentan forma globular (esférica) y son solubles en el agua. – Anticuerpos: Defensa del organismo,reacciones contra el antígeno. – Enzimas: Catalizan las reacciones bioquímicas acelerándolos. – Histonas : Constituyentes de la cromatina. – Interferones: Proteínas antivirales. – Hemoglobina: Transporta el oxigeno (O2).
1444444444444444442444444444444444443
V.
CLASIFICACIÓN Existen diversos criterios para clasicar a las proteínas, entre ellos hacemos mención de los más comunes: A. Por su composición
Simples: cuando están formados, constituidas solo por aminoácidos. aa aa
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aa aa
H2O
Albuminas Histonas Tubulinas Queratinas Colágenos
BIOLOGÍA
Proteína Globular
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PROTEÍNAS – ENZIMAS – ÁCIDOS NUCLEICOS
ENZIMAS (Fermentos) Termina: ... asa I. IMPORTANCIA BIOLÓGICA • Facilitan la transformación química de las sustancias. • Algunas de las enzimas se utilizan en el diagnóstico de tumores cancerígenos, como la FOSFATASA ÁCIDA (enzima) en el diagnóstico de tumores cancerígenos a la próstata.
C A T A B O L IS M O
O M S I L O B A N A
Enzimas (Aceleran)
Nutriente Nota: La sustancia sobre la cual actúa la enzima se llama SUSTRATO y la sustancia o sustancias producidas por acción enzimática se llaman PRODUCTOS.
C A T A B O L I S M O
DESECHO O M S I L O B A T A C
Célula
II. ENERGÍA DE ACTIVACIÓN (Ea) Toda reacción bioquímica (anabólica y catabólica) requieren para iniciarse que el sustrato supere cierta barrera de energía llamada ENERGÍA DE ACTIVACIÓN, la que se dene como la mínima cantidad de energía que debemos suministrar a un sustrato para transformarlo en productos. *
Rx Bioquímica
A + B Sustratos
C+D Productos
14243
E° (kcal) e r b i l
14243
: 30 horas
Estado de transición NO CATALIZADA
E1
a í g r e n E
A+B
A+B
C+D Avance de la reacción
C+D
ENZIMA
A + B C + D : 6 horas Sustratos (Biocatalizador) Productos 14243
E° (kcal)
A+B
E1 > E2
No catalizado CATALIZADA (Enzima)
e r b i l a í g r e n E
14243
E2
C+D Avance de la reacción
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PROTEÍNAS – ENZIMAS – ÁCIDOS NUCLEICOS
III. DEFINICIÓN Las enzimas son biomoléculas orgánicas de naturaleza proteica (son proteínas), que intervienen en las reacciones bioquímicas REDUCIENDO SUSTANCIALMENTE LA ENERGÍA DE ACTIVACIÓN del sustrato sobre el cual actúa; y como consecuencia de ellos:
S
Cuerpo S
Se reduce enormemente la energía a gastarse durante el proceso. Se reduce sustancialmente el tiempo que dura el proceso.
Centro o Sitio Activo
IV. ESTRUCTURA ENZIMÁTICA
E
S
Aminoácidos de Fijación Complementario con el Sustrato
E. Reutilizables
Terminada la reacción no se degrada, cataliza nuevamente otra reacción.
Son proteínas que presentan: A. Cuerpo
Formado por aminoácidos ESTRUCTURALES. B. Centro o citio activo
VI. MODO DE ACCIÓN ENZIMÁTICA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA) Comprende las siguientes fases:
Es el lugar de la enzima donde se une el sustrato y presenta un grupo de Aminoácidos que son de dos tipos: 1. Aminoácidos de Fijación: reconocen o identican al sustrato y forma con el sustrato enlaces débiles (puentes de hidrógenos). 2. Aminoácidos Catalíticos: transforman el sustrato en productos.
1. Reconocimiento del sustrato La enzima reconoce al sustrato a travéz de su aminoácido de jación. S
S
Cuerpo
Aminoácidos de Fijación
Aminoacidos Estructurales
E
Centro o Sitio Activo Aminoácidos Catalíticos
Aminoácidos de Fijación (Reconociendo)
E
S
2. Fijación o acoplamiento Los aminoácidos de jación forman con el sustrato enlaces de Hidrógeno, formándose el complejo ENZIMASUSTRATO.
ENZIMA
V. DEFINICIÓN A. Son Proteínas
Están formadas por aminoácidos.
S
B. Son Biocatalizadores
Aceleran las reacciones bioquímicas, sin que las estructuras molecular de la enzima se altere, luego se recuperan al nal de la reacción.
E
3. Acción catalíticos Los aminoácidos cataliticos. Transforman el sustrato en productos.
C. Actúan en pequeñas cantidades
Las enzimas son eficientes en cantidade s innitesimales.
4. Liberación de produtos La enzima libera a los productos y queda libre para catalizar otra reacción (Reutilizables).
D. Son extremadamente Específcos
Una enzima actúa sobre un determinado sustrato y no sobre cualquier sustrato.
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BIOLOGÍA
Enlaces Débiles (Puentes de Hidrógenos, fuerza Van de Waals, etc.)
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PROTEÍNAS – ENZIMAS – ÁCIDOS NUCLEICOS
Aminoácido Catalítico P
P E
E+S
ES
EP
E+P
VII.COFACTORES Un cofactor es una sustancia no proteica que activa a la apoenzima, para convertirse en holoenzima.
Cofactor (Activador)
Inorgánicos: Mg++, Mn++, Cu++, Zn++, Cl–, Na+, K+, etc. Orgánicos: También son llamados COENZIMAS, generalmente son vitaminas del complejo B: B (tiamina), B (ribofalvina) y nicotinamida (NAD)
S E
E S
Apoenzima (Enzima inactiva)
Holenzima (Enzima activa)
ÁCIDOS NUCLEICOS I. IMPORTANCIA BIOLÓGICA • Bajo la forma de un CÓDIGO GENÉTICO los ácidos Nucleicos, guardan o almacenan la INFORMACIÓN genética, responsable de los rasgos biológicos o caracteres de cada especie. • Gobiernan y dirigen la síntesis de proteínas. • Es el medio de comunicación entre las generaciones de células.
INFORMACIONAL
II. DEFINICIÓN Biomoléculas orgánicas (C–C) pentanarias (C, H, O, N y P) de elevado peso molecular que almacenan y transmiten la información genética a los descendientes. Químicamente se denen como POLÍMEROS de NUCLEÓTIDOS unidos a través de enlaces fosfodiester. El Nucleótido es su MONÓMERO.
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PROTEÍNAS – ENZIMAS – ÁCIDOS NUCLEICOS
ENLACE
MONÓMERO N
FOSFODIESTER
N
N
N
N
14444444444444244444444444443
POLÍMERO Azúcar Fosfato Base Nitrogenada NUCLEÓTIDO
III. NUCLEÓTIDO
3. Base Nitrogenada (Estructura cíclica compuesta: C, H, O y N) • Púrica Purina: (Mayor) (Compuesta de dos Anillos)
Es la molécula fundamental en la estructura y función de los ácidos nucleicos. A. Estructura
- Adenina (A)
1. Fosfato Proviene del ácido fosfórico (H3PO4) y le da la característica ÁCIDA a la molécula. OH O
P
NH2 C N
OH OH
O
P
Presente en:
N C CH
O –
HN
P
C N
OH
OH
ÁCIDO FOSFÓRICO
FOSFATO
ARN ADN
N H
- Guanina (G)
2. Azúcar (Pentosa: c5)
NH2 • Ribosa: azúcar del ARN O 5'CH2OH OH 4'
1'
H
H H 3' OH
C
OH
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C
HN
CH
Presente en:
C
ARN
C N
H2N
ARN ADN
N H
H 2'
• Primidínica o Pirimidina: (Menor) (Compuesta de un Anillo)
OH
- Citosina (C)
• Desoxirribosa: azúcar del ADN O 5'CH2OH OH Presente en: 4' 1' ADN H H H 3'
Presente en:
N
NH2 C
H 2'
O
H
Presente en:
N
CH
C
CH
ARN ADN
N H
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PROTEÍNAS – ENZIMAS – ÁCIDOS NUCLEICOS
- Timina (T)
- Uracilo (U)
O
O CH3
C
O
HN
C
C
CH
C
Presente solo en: ADN
N
Presente solo en:
HN
C
C
CH
ARN
N
C
H
N
IV. FORMACIÓN DEL ÁCIDO NUCLEICO (POLIMERIZACIÓN) Es la unión secuencial de los nucleótidos por medio de enlaces fosfodiester, formándose así largas cadenas de los Ácidos Nucleicos (ARN y ADN). La polimerización ocurre en sentido de 5' a 3' Enlace fosfodiester N
N
N
N
N
N
144444444444424444444444443
OH P 5'
N
N N
5' O
N N
N N
O
N
N
N
3' O P 5'
3'
5'
Polímero
N N
N N
N
3' O P 5'
N N N
O
N
3' O P 5'
N
N
Ácidos Nucleicos
N
N
N
O
N
Ribonucleótido (Nucleótido)
N
3'
N N
N N
3'
1 444 444 444 444 2444 444 4444 443
ARN
V. ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLÉICO (ADN O DNA) A. Características
generales
1. Estructura Dos cadenas ANTIPARALELAS de Dexorribonucleótidos.
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N
N Desoxirribonucleótido (Nucleótido) 3'
7 7
5'
14 444 444 2444 444 43
ADN
2. Bases nitrogenadas empleadas Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) y Timina (T). 3. Leyes de Chargaff En una molécula de ADN la concentración de adenina es igual a la de Timina y la de Citosina igual a la de Guanina. Por lo tanto hay PARES DE BASES COMPLEMENTARIAS:
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PROTEÍNAS – ENZIMAS – ÁCIDOS NUCLEICOS
Puentes de Hidrógeno A = T
y G ≡ C
Las dos cadenas se mantienen unidas por PUENTES DE HIDRÓGENO (enlaces débiles) entre sus bases. 5'
A
T
A
T
G C 3'
A
Adenina
G Guanina
por la secuencia de bases) y los procesos de replicación, conservación y traducción de la información genética. • La cantidad de DNA por célula, en todos los animales de una misma especie es siempre la misma.
V. ÁCIDO RIBONUCLÉICO (ARN Ó RNA)
3'
A. Características generales
1. Formado Una sola cadena de Ribonucleótidos (Nucleótidos). 2. Bases nitrogenadas Son: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) y Uracilo (U).
C
G
B. Tipos de ARN
T A
1. ARN ribosómico (ARNr) • Forma: globular. • Función: forma parte de la estructura de los RIBOSOMAS que participan en la síntesis de proteínas.
5'
T Timina
C Citosina
Desoxirribosa Fosfato
RIBOFORINA (Proteína) ARN ribosómico
4. 1953. Modelo a – doble hélice
RIBOSOMA (subunidad)
2. ARN mensajero (ARNm) • Forma: lineal. • Función: llevar la información genética del ADN (GEN) que está en el Núcleo al Citoplasma, para la síntesis de proteínas.
3' • Las cadenas tiene torsión tridimensional que da a la molécula la conformación de doble hélice. • El modelo de doble hélice fue propuesto por James Watson y Francis Crick en 1953, basados en el estudio de cristales de DNA mediante la técnica de difracción de rayos X. Watson y Crick obtuvieron el Premio Nobel de Medicina y Fisiología en 1962. • El modelo de "doble hélice" explica satisfactoriamente el código genético (dado
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BIOLOGÍA
5'
A U U
G U A
G U A
A U G
3. ARN transferencia (ARNt) • Forma: hoja de Trébol. • Función: transere los Aminoácidos de distintos puntos del citoplasma hacia los ribosomas, para las síntesis de proteínas. Los aa se unen 3’ porque tienen OH.
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PROTEÍNAS – ENZIMAS – ÁCIDOS NUCLEICOS
5'
Extremo 3'
Asa 3
Extremo aceptor para el aminoácido 3'
P Extremo 5'
Asa 3
Asa 1
Asa 1
Nucleótidos modicado
Asa 2 Asa 2 144424443
Anticodón
1444442444443
Anticodón
PROBLEMAS DE CLASE SIMPLES
A) Uracilo D) Guanina
1.
En la estructura del RNA mensajero, la ribosa no se une con: A) Adenina B) Citosina C) Uracilo D) Guanina E) Timina
2.
La base nitrogenada derivada del anillo pirimidinico se denomina A) Citosina B) Adenosina C) Guanosina D) Nucleósido E) Adenina
3.
La base nitrogenada presente en el DNA y ausente en el RNA:
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4.
B) Citosina E) Adenina
C) Timina
Son considerados nucleótidos que actúan como coenzimas: A) ATP B) GTP C) NAD D) UTP E) Todos
MÚLTIPLES 5.
Las proteínas: Elastina, hemoglobina y glutelinas, participan respectivamente en funciones: A) Estructurales – reguladoras – defensivas B) De reserva – de transporte – estructurales C) Estructurales – defensivas – reguladoras D) Reguladoras – respiratorias – defensivas E) Estructurales – de transporte – de reserva
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TEMA 2
PROTEÍNAS – ENZIMAS – ÁCIDOS NUCLEICOS
6.
En el ADN y ARN sus nucleótidos tienen azúcar de __ átomos de carbono, una base nitrogenada y __ molécula(s) de fosfato A) 1 – 5 B) 5 – 1 C) 6 – 3 D) 4 – 2 E) 5 – 3
7.
Se tiene un ADN en el cual la Timina es 10% de las bases nitrogenadas. ¿Cuál es el porcentaje de citosina? A) 30% B) 20% C) 40% D) 10% E) 50%
9.
10. En cuanto a las proteínas, señalé lo correcto
I. La hemoglobina cumple un rol estructural II. Los antígenos son proteínas simples III. Los anticuerpos son glicoproteínas IV. La mioglobina transporta oxígeno
COMPLEJAS 8.
Base nitrogenada exclusiva tanto del ADN, como del ARN. A) Timina - Tiamina B) Timina - Uracilo C) Citocina - Guanina D) Guanina - Citocina E) Adenina - Timina
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BIOLOGÍA
Se denomina fosforilación a la formación de ____________ a partir de ____________ A) ADP - ATP B) AMP - ADP C) AMP - ATP D) ADP - AMP E) UDP – UTP
A) B) C) D) E)
0 1 10
I y II,son correctos Solo IV es correcto II y III, son correctos I y III ,son correctos Solo III es correcto
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