Descripcin de la materia vivaLos bioelementos son elementos que forman parte de los seres vivos, aunque en proporciones muy pequeas. Existen tres tipos principales de bioelementos, que son: Bioelementos mayoritarios: Son los que estn siempre presentes en la materia viva. Se clasifican en dos grupos: Bioelementos primarios (componentes esenciales; C, H, O, N, S y P) y los bioelementos secundarios (son componentes menos abundantes que los primarios, pero desempean funciones vitales en la fisiologa celular; Mg, Ca, K, Na y Cl) Oligoelementos esenciales: Aunque se presentan en cantidades diminutas son esenciales para la vida. Oligoelementos no esenciales: Son el resto de elementos que no son esenciales, pero que, a veces, presentan funciones muy importantes. -

Principios inmediatosSe trata de un conjunto de procesos resultantes de la combinacin de bioelementos que determinar si una sustancia es o no orgnica.

Representaciones molecularesCuando queremos representar una molcula lo podemos realizar de distintas maneras; mediante su frmula molecular (C4H10), con la frmula semidesarrollada (CH3-CH2-CH2-CH3), con la frmula desarrollada (representando los enlaces) o representndola espacialmente.

TEMA 2 Y 3.- EL AGUA Y LAS SALES MINERALESEl aguaEl agua es la molcula ms abundante en la materia viva. Los organismos pueden obtener agua directamente del medio (agua exgena) o generarla ellos mismos a partir de otras molculas orgnicas mediante reacciones bioqumicas (agua endgena o metablica). Las propiedades de la molcula del agua le permiten la realizacin de algunas funciones biolgicas imprescindibles para el mantenimiento de la vida. La molcula de agua est formada por dos tomos de hidrgeno y uno de oxgeno unidos mediante enlaces covalentes. Es elctricamente neutra, aunque sus tomos tienen diferentes valores de electronegatividad o capacidad de atraer a los electrones. Debido a su carcter polar, las molculas de agua puedes interaccionar entre s, mediante atracciones electrostticas, estableciendo enlaces o puente de hidrgeno. Elevada cohesin molecular: Por el hecho de ser un fluido puede dar volumen a las clulas, turgencia a las plantas e, incluso, servir como esqueleto hidrosttico de algunos animales invertebrados. Tambin se explicar con esta propiedad las deformaciones de algunas estructuras celulares como el citoplasma y la funcin amortiguadora.

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Elevada tensin superficial: Como las molculas de la superficie experimentan fuerzas de atraccin hacia el interior, se crea una pelcula superficial que permite flotar a ciertos materiales ms densos que el agua.

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Elevada fuerza de adhesin: Tiene la capacidad de ascender por conductos de dimetros pequeos, en contra de la gravedad, lo que se conoce como capilaridad.

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Elevado calor especfico: Explica su funcin termorreguladora, ya que, las molculas de agua pueden absorber gran cantidad de calor sin apenas aumentar su temperatura.

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Densidad: Permite la vida acutica en climas fros. Elevado calor de vaporizacin: El agua necesita mucho calor para parar de estado lquido a gaseoso, y as, acta como regular trmico en el organismo.

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Elevada capacidad de disolver: Surge de su carcter polar, que acta disociando las molculas en cationes y aniones, y rodendolos de dipolos de agua para impedir su unin. Esto se conoce como solvatacin inica.

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Bajo grado de ionizacin: En el agua pura la concentracin de protones es igual a la de OH-. En una disolucin acuosa, tambin se mantiene constante, aunque la proporcin de los iones es variable.

El pHEl pH, es la concentracin de protones en una disolucin. De esta manera, las disoluciones acuosas pueden ser: Neutras (H = OH ), cidas (H >OH ) o bien Bsicas (OH >H ).+ + +

Las sales mineralesLas sales minerales son aquellas molculas inorgnicas presentes en todos los seres vivos y que se pueden encontrar disueltas o en estado slido. 1. Sales minerales disueltas: Son aquellas sales minerales solubles en agua. Se encuentran disociadas en sus iones y forman parte de los medios internos intracelulares y extracelulares. Sus funciones son: Mantener el grado de salinidad en los organismos, mediante la regulacin del pH. Regular la actividad enzimtica. Regular la presin osmtica y el volumen celular. As, los medios hipertnicos, son aquellos con gran concentracin salina. Mientras que los hipotnicos, existen una baja concentracin de sales. Generar potenciales elctricos.

2. Sales minerales precipitadas: Son aquellas molculas insolubles en la materia viva y que se encuentran en estado slido. Se pueden asociar a macromolculas con las que interaccionan a travs de grupos inicos comunes y regulan el crecimiento de los cristales. Los cristales ms comunes en los organismos son los silicatos, carbonatos y fosfatos. Sus funciones son: Carbonato clcico: Forma parte de los caparazones y constituye el esqueleto externo de los corales. Tambin da rigidez a la estructura de algunas esponjas y, en los vertebrados, endurece los huesos y los dientes. Silicatos: Endurecen las estructuras de algunos vegetales. Forma parte de los caparazones y constituyen las espculas de algunas esponjas.

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Fosfato clcico: Forma parte de los minerales que componen los tejidos seos de los animales vertebrados.

La smosisLa smosis, es el proceso mediante el cual, una sustancia pasa, a travs de una membrana semipermeable, de una disolucin hipotnica a una disolucin hipertnica, hasta que la disolucin termina por ser isotnica.

Segn la naturaleza de las clulas, las membranas celulares pueden actuar de distintas maneras: En una clula hipotnica situada en un medio hipertnico: disminuye el volumen celular y aumenta la presin osmtica. En una clula hipertnica situada en un medio hipotnico; aumenta el volumen celular y disminuye la presin osmtica. Osmorregulacin: La osmorregulacin se trata de un proceso mediante el cual se regula la presin osmtica. En los seres vivos unicelulares, la pared celular es la encargada de establecer un equilibrio entre el medio exterior y el interior celular. Esto es posible gracias a las vacuolas purstiles que almacenan agua y dependiendo de la necesidad del organismo la expulsan o captan an ms. En los vegetales como normalmente viven en medios hipotnicos, absorben agua por las races y mediante la apertura o cierre de los estomas que regular su eliminacin. Otro caso es el de las plantas halfilas que viven en terrenos donde la concentracin de sales es muy elevada y por ello, acumulan sales en las races, para as impedir que entren ms. En los animales pluricelulares como por ejemplo pueden ser los peces de agua dulce como el medio en el que viven es hipotnico y ellos hipertnicos la osmosis de realiza hacia ellos. En el caso de os peces de agua salada el medio en el que viven es hipertnico y ellos hipotnicos, en este caso sucede lo contrario. En los mamferos se mantiene el equilibrio hdrico a travs de mecanismos fisiolgicos, como por ejemplo: en los riones mediante los glomrulos renales se absorbe agua y a travs de los tubos contorneados y el asa de Henle se reabsorbe con una cierta cantidad de sales. En el intestino delgado la mucosa intestinal origina la formacin de heces ms slidas y ms salinas a medida que se incrementen las prdidas de agua. Tambin, a travs de la piel se eliminan cantidades variables de agua y de sales minerales en forma de sudor.

Carcter coloidal de la materia vivaUna dispersin coloidal es una molcula de gran tamao suspendida en el agua. As, las micelas son los agregados moleculares que las forman y cuando stas se encuentran en fase lquida reciben el nombre de emulsin. Segn el comportamiento de los coloides frente al agua, los agregados puede estar en estado de sol; aspecto lquido porque las molculas de la fase dispersa son menos que las de la fase dispersante, y el estado de gel: que tiene un aspecto gelatinoso. Las dispersiones coloidales tienen unas propiedades que son las siguientes: Efecto Tyndall: Se trata de la turbidez que se manifiesta cuando la muestra deja que penetre a travs de ella la luz.

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Movimiento browniano: Se produce un movimiento al chocar al azar unas partculas con otras. Sedimentacin; Cuando las partculas de gran tamao se dejan reposar se sedimentan unas con otras.

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Elevada absorcin: Esta propiedad facilita la verificacin de las reacciones qumicas. Dilisis: Se trata de un proceso, mediante el cual, se para la sangre a travs de una mquina para eliminar las sustancias txicas.

TEMA 4.- LOS GLCIDOSConcepto y clasificacinLos glcidos son biomolculas constituidas por tomos de carbono, hidrgeno y oxgeno. Son tambin conocidos como Hidratos de carbono. Los glcidos ms simples se denominan osas o monosacridos y la unin de estos monmeros da lugar a molculas ms complejas: los sidos, que pueden tener un nmero variable de osas y se clasifican en: 1. Holsidos: Constituidos nicamente por osas. Segn el nmero de monmeros en diferencias en: Oligosacridos o polisacridos (homopolisacricos/ heteropolisacridos). 2. Hetersidos: Son compuestos resultantes de la combinacin de un conjunto de monosacridos con fracciones moleculares de naturaleza no glcida, tales como: protenas, lpidos, etc. Y tambin alcoholes o fenoles.

IsomeraEs una caracterstica de muchos compuestos que, an siendo diferentes, tiene la misma frmula molecular. Puede haber una isomera de funcin: cuando tienen la misma frmula molecular y distintos grupos funcionales, o tambin, una estereoisomera: cuando son aparentemente iguales pero con propiedades distintas. Dentro de estas ltimas, se encuentran los enantimeros (la posicin de los OH vara. Siendo la molcula reflejo de su enantimero) y los epmeros (Cuando el OH del carbono 2 vara)

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Enlace hemiacetlicoEs un enlace covalente entre el grupo aldehdo y un acohol (aldosas)

Enlace hemicetalSe trata de un enlace entre el grupo cetona y un alcohol.

Enlace o-glucosdicoSe establece entre los grupos OH de diferentes monosacridos. Se denomina deshidratacin porque se pierde una molcula de agua. Enlace monocarbonlico: Es en el que interviene el OH del carbono anomrico del 1 con el grupo alcohol del 2. Enlace dicarbonlico: Se produce cuando intervienen los grupos OH de los dos monosacridos.

MonosacridosLos monosacridos son slidos cristalinos, blancos y solubles en agua. Presentan un caracterstico sabor dulce, por lo que son conocidos como azcares. Los que presentan una importancia biolgica muy importante son: Triosas Gliceraldehdo Participa como intermediario en el metabolismo de la glucosa y otros glcidos. No forma nunca estructuras cclicas. Pentosas Ribosa (2,3) Es un componente estructural de los nucletidos (ATP) y de los cidos nucleicos (ARN) Hexosas Glucosa (2.4.5) Se encuentra en todos los vegetales y como polisacrido de reserva en el interior celular o estructural en el exterior. En los animales es el principal nutriente que, mediante la respiracin celular, se degrada para obtener energa. Galactosa (2.5) Forma parte de la lactosa, de polisacridos complejos y de hetersidos. Manosa (3.4.5) Es un componente de polisacridos de vegetales, bacterias y hongos. Fructosa (4.5)

Derivados de los monosacridos1. Fosfatos de azcares: Se trata de la unin de un monosacrido, mediante un enlace ster, a un grupo fosfato. Se encuentran en el citoplasma de todas las clulas. Son intermediarios en el metabolismo de los glcidos. 2. Desoxiazcares: Es un monosacrido reducido, es decir, que ha perdido un OH. Entre los ms importantes se encuentra la 2-Desoxirribosa, que se encuentra presente en el ADN. 3. Polialcoholes: Un monosacrido transforma un grupo funcional en un alcohol. (GliceraldehdoGlicerina CH3OH)

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4. Azcares cidos: El monosacrido transforma un grupo funcional (aldehdo o cetona) en un cido. Existen dos grupos: cido aldnico: Se produce la oxidacin del grupo aldehdo en un cido. Destaca el cido glucnico: presente en la obtencin de energa de la oxidacin de la glucosa en los tejidos musculares. cido urnico: Se obtienen por oxidacin de un OH del C69. Destaca el cido o-glucuronico: que integra el tejido conjuntivo, y el cido ascrbico: (Vitamina C) que es indispensable en la dieta. 5. Aminoazcares: Un grupo alcohol se transforma en un grupo amino (NH2)

Los oligosacridosLos oligosacridos son cadenas cortas formadas por la unin de entre 2 y 10 monosacridos. Los de mayor inters biolgico son los disacridos, unidos mediante un enlace o-glucosdico. Maltosa: Formada por dos glucosas. () Lactosa: Formada por galactosa y glucosa.() Sacarosa: Formada por glucosa y fructosa.( y ) Celobiosa: Formada por dos glucosas.()

Los polisacridosLos polisacridos son polmeros constituidos por la unin de muchos monosacridos mediante enlaces o-glucosdicos, que originan cadenas largas, que pueden ser lineales o ramificadas. 1. Polisacridos estructurales: Se encuentran unidos mediante enlaces , muy estables y resistentes. Su funcin es proporcionar soporte y proteccin a las estructuras y organismos. Segn su composicin se distinguen dos tipos de polisacridos estructurales. Homopolisacridos: Celulosa: Es un polmero lineal de molculas de -D-glucosa, con enlaces (14). Entre las glucosas de la misma cadena se establecen enlaces de hidrgeno intracatenarios. Adems, como se disponen de forma paralela, se forman puentes de hidrogeno intercatenarios. As, con la unin de entre 60 y 70 cadenas de celulosa, se forma la micela de celulosa y con 20 o 30 de stas se origina la microfibrilla que, a su vez, se puede unir con otras, dando lugar a las fibras. Estas fibras, son las que forman la pared celular vegetal. Quitina: Es un polmero lineal de N-acetil--glucosamina, con enlaces (14). Forma parte del exoesqueleto de los artrpodos y de las paredes celulares de los hongos. Heteropolisacridos: Pectinas: Son polmeros del cido galacturnico, derivado de la galactosa. Se encuentran en la pared celular de las clulas vegetales, donde forma parte de la matriz de celulosa. Hemicelulosas: Es un conjunto heterogneo de polisacridos. Se encuentran en la pared celular de las clulas vegetales recubriendo la superficie de las fibras de celulosa y permitiendo el anclaje a la matriz de las pectinas. Peptidoglucanos: Son polmero de N-acetil-glucosamina y N-acetil-murnico, unidos mediante enlaces (14). Forman parte de la pared bacteriana y su funcin es proteger a las bacterias de condiciones desfavorables de presin osmtica.

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Glucosaminoglucanos: Se encuentran en la matriz ex6tracelular del os tejidos conectivos, donde tienen varias funciones. Por ejemplo; el cido hialurnico: se encuentra en los tejidos conjuntivos y en los lquidos sinoviales. Mientras que, la heparina: se localiza en el pulmn, hgado y piel, y acta como anticoagulante.

2. Polisacridos de reserva: Estn unidos mediante enlaces ; dbiles y que se rompen y forman con gran facilidad. Se encargan de almacenar energa y los de mayor inters biolgico son: Almidn: Es propio de las clulas vegetales. Est formado por amilasa (cadenas de glucosa) y por aminopectina (cadenas de glucosa con ramificaciones cada 15 o 30 monmeros). Se encuentra en los plastos y es abundante en rganos de reserva de las plantas, tales como las races y las semillas. El almidn se hidroliza en encimas amilasas que se sintetizan dando lugar a glucosa, maltosa y fragmentos con ramificaciones, donde se precisan enzimas

desramificadoras. Glucgeno: Es comn en las clulas animales. Es similar a las cadenas de aminopectina, auque tiene ms ramificaciones, aproximadamente cada 8 o 10 monmeros. Se almacena en forma de grnulos en el hgado, y en el msculo esqueltico, donde se hidroliza y rinde glucosa cuando se requiere.

Los hetersidosLos hetersidos son molculas muy diversas, constituidas por un glcido unido a otra molcula de naturaleza no glcida (algucn). Se distingues varios tipos en funcin de la parte no glcida. Glucolpidos: El algucn se denomina ceramida. Los ms importantes son los cerebrsidos (contienen galactosa o glucosa) y los glanglisidos (presentan un oligosacrido ramificado). Estn presentes, fundamentalmente, en las clulas del tejido nervioso, aunque tambin en otros tejidos animales. Se piensa que intervienen en el reconocimiento celular, proporcionando a la clula su carn de identidad. Algunas bacterias y virus se unen a los glucolpidos previamente a la infeccin de las clulas. Glucoprotenas: El algucn es una molcula de naturaleza proteica. El porcentaje de protena es mucho mayor que el de glcido. En este grupo se encuentra la protrombina (interviene ene l proceso de coagulacin) y las inmunoglobulinas (funcin defensiva) Principios activos de las plantas medicinales: En este caso, el algucn es una molcula orgnica. Se emplean en la industria farmacutica. Por ejemplo, los cardiotnicos (aplicados en enfermedades cardiovasculares), los cianogenticos (liberan cido cianhdrico, efecto mortal), la glicerina (efecto expectorante y antiinflamatorio), los antracnicos (efecto laxante) y los tansidos (efecto astringente).

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TEMA 5.- LOS LPIDOSConcepto y clasificacinLos lpidos pertenecen a un grupo de sustancias qumicas muy heterogneas. Qumicamente, estn constituidos por carbono, hidrgeno y oxgeno y, en ocasiones, tambin de fsforo y azufre. Todos los lpidos tienen un comn ser sustancias untuosas al tacto, insolubles en agua y solubles en disolventes apolares. Sus funciones biolgicas son fundamentalmente, estructurales, energticas y vitamnicas y hormonales.

cidos grasos (Saponificables)Son cidos orgnicas monocarboxlicos. Se pueden encontrar libres o formando parte de una molcula de un lpido saponificable. Presentan un grupo cido y una cadena muy larga de CH. Se pueden clasificar en dos grupos: 1. Saturados: Son los cidos grasos que no presentan dobles enlaces y suelen ser slidos a temperatura ambiente. El ms abundante es el cido palmtico. 2. Insaturados: Tienen una cadena carbonada con uno o ms enlaces dobles. Generalmente, son lquidos a temperatura ambiente. De los monoinsaturados el ms importante es el cido oleico y entre los poliinsaturados, los ms importantes son el cido linoleico, el cido linolnico y el cido aranquidnico. Ninguno de ellos es sintetizado por los mamferos, sin embargo, son necesarios para la vida, por lo que se consideran esenciales.

Las grasas y ceras son lpidos saponificables porque sufren hidrlisis alcalina o reacciones de saponificacin. Las grasas tambin se pueden llamar acilglicridos, que son compuestos formados por glicerina esterificada con 1, 2 o 3 molculas de cidos grasos. As son: monoacilglicridos, diacilglicridos y triacilglicridos: stos son las grasas ms abundantes. Las grasas se pueden clasificar en dos grupos: Grasas de origen vegetal: contienen cidos grasos insaturados y son lquidos a temperatura ambiente. Grasas de origen animal: Contienen cidos grasos saturados y son slidos a temperatura ambiente.

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Las grasas son la principal reserva energtica en animales y vegetales. En los animales se acumulan en el tejido adiposo, mientras que en los vegetales lo hacen en las vacuolas. Tambin tienen la funcin de actuar como aislante trmico. Por otro lado, las ceras son steres de un cido graso de cadena larga y un monoalcohol. Como los dos extremos de la cadena son hidrfobos, son sustancias insolubles en agua y que realizan funciones de revestimiento y de proteccin.

Los fosfolpidos (Saponificables)Los fosfolpidos son lpidos saponificables que tambin se denominan fosfoglicridos y son los principales componentes de las membranas biolgicas. Qumicamente estn constituidos por glicerina unida a un grupo fosfato. Generalmente, el cido graso que se esterifica en el carbono 1 es saturado; mientras qu, el del carbono 2 es insaturado. El grupo fosfato est unido mediante enlace ster a un aminoalcohol o un polialcohol. El cido fosfatdico es uno de los fosfolpidos ms sencillos. Al ser, los fosfolpidos, sustancias antipticas, son idneos para formar parte de las estructuras de las membranas celulares. De esta manera; La lecitina es un componente fundamental de la vaina de mielina y de las membranas mitocondriales. La cefalina forma parte de las molculas del retculo endoplasmtico. La serina se encuentra formando parte de las membranas de los eritrocitos. El inositl genera los segundos mensajeros en la membrana plasmtica. La cardiolipina es el componente ms importante en la composicin de las membranas mitocondriales del tejido cardaco. Los fosfolpidos en las membranas biolgicas, al encontrarse en un medio acuoso, se asocian formando varios tipos de estructuras. En stas, los grupos hidrfilos se orientan hacia la molcula de agua y los grupos hidrfobos se alejan interaccionando entre s, mediante las fuerzas de Van der Waals. De esta manera se forman las siguientes estructuras: Micelas: Su superficie est formada por dos cabezas polares expuestas e interaccionando con la fase acuosa de su entorno y en su interior se encuentran las cadenas alifticas, formando una regin hidrfoba. Bicapas: Las cadenas hidrofbicas se orientan hacia el interior, mientras que las cabezas polares estn en contacto con el medio acuoso a cada lado de la bicapa. Se separan dos medios acuosos. Liposomas: Se pueden dar en situaciones de laboratorio. Estn formados por bicapas de fosfolpidos que dejan en su interior un compartimiento con agua. Se suelen utilizar para introducir genes de un organismo en otro diferente.

Los esfingolpidos (Saponificables)Los esfingolpidos estn presentes en la estructura de todas las membranas de las clulas eucariticas, aunque son especialmente abundantes en las que formar los tejidos del sistema nervioso. Qumicamente estn constituidos por; un aminoalcohol (esfingosina o derivados), un cido graso (saturado o monoinsaturado) y un grupo de carcter polar. Los esfingolpidos se pueden clasificar en:

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Esfingomielinas: Es un aminoalcohol + una ceramida. Son los nicos que en su composicin tienen un grupo fosfato. Se encuentran en las membranas de las clulas animales y, fundamentalmente, en la vaina de mielina que rodea las fibras nerviosas.

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Esfingoglucolpidos: Se une un glcido + una ceramida. Los esfingoglucolpidos se disponen en la membrana plasmtica junto a las glucoprotenas formando el glucoclix. Segn la naturaleza de su parte glcida, se clasifican en: cerebrsidos: Formados por la unin, mediante enlace -o-glucosdico, de una ceramida + monosacrido. Ganglisidos: Se forman por la unin de un oligosacrido ramificado + una ceramida. Se encuentran especialmente en las membranas celulares de las neuronas.

A pesar de que los esfingoglucolpidos son un constituyente menor de las membranas celulares, en stas realizan funciones importantes, como por ejemplo: los glanglisidos intervienen en la recepcin del impulso nervioso a travs de la sinapsis, algunos estn relacionados con la especificidad del grupo sanguneo, existen glanglisidos que actan como lugares de anclaje de los virus, microorganismos y toxinas en la membrana plasmtica, permitiendo su entrada en la clula.

Los terpenos (Insaponificables)Tambin son conocidos como isoprenoides; ya que, qumicamente derivan de la polimerizacin del isopreno. Son muy abundantes en los vegetales. Su clasificacin se realiza atendiendo a las molculas de isopreno que contengan: 1. Monoterpenos: Contienen dos molculas de isopreno. Son los aromas tpicos de las ploantas. A nivel orgnico cuanto ms dobles enlaces posea, ms aromtico ser. 2. Diterpenos: Contienen 4 molculas de isopreno. Son la vitamina A, la vitamina E (antioxidante) y la vitamina K (coagulacin). 3. Triterpenos: Contituidos por 6 molculas de isopreno. 4. tetraterpenos: Contituidos por 8 molculas de isopreno. En los vegetales hay un grupo de pigmentos que colaboran con la clorofila en la fotosntesis. 5. Politerpenos: Son aquellos que resultan de la polimerizacin de mltiples unidades de isopreno.

Los esteroides (Insaponificables)Son derivados de un compuesto cclico llamado ciclopentanoperhidrofenantreno. Los esteroides se diferencian entre s por la posicin de los dobles enlaces, tipo de grupos funcionales y las posiciones en las que se encuentran estos. Los ms importantes son: 1. Esteroles: Derivado del ciclopentanoperhidrofenantreno, que contienen un OH en el C3 y una cadena hidrocarbonada en el C17. Colesterol: Es el de mayor inters biolgico. Forma parte de la membrana plasmtica de las clulas animales y, en la sangre se une a las lipoprotenas del plasma, se encarga de la permeabilidad de las membranas. Vitamina C: Es derivada del colesterol y est implicada en la regulacin de los procesos de absorcin del calcio y del fsforo. Su carencia provoca el raquitismo. 2. Hormonas esteroides: Derivan del colesterol. Son hidrofbicas, por o que pueden cruzar perfectamente las membranas.

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Hormonas sexuales: La testosterona en los varones y los estrgenos y progesterona en las mujeres.

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Hormonas de la corteza suprarrenal: Son la aldosterona y el cortisol.

3. cidos biliares: Son compuestos de 24 tomos de carbono, que derivan del colesterol, los ms importantes en los humanos son: cido clico y desoxiclico: El cido desoxiclico est presente en muchos mamferos. Ambos cidos componen la bilis, en la que se encuentran formando sales que actan como detergentes en el intestino delgado provocando una emulsin de las grasas; que son degradadas, posteriormente, en las liposas intestinales.

Las prostaglandinas (Insaponificables)Se sintetizan en el propio tejido, a partir de los fosfolpidos de la membrana plasmtica que contienen cidos grasos poliinsaturados, como el cido aranquidnico. Sus funciones son: Actuacin como vasodilatadores, regulando la presin arterial. Intervienen en procesos inflamatorios que provocan fiebre, rubor, edema y dolor. Estimulan la produccin de mucus; protector de la mucosa intestinal. As como la contraccin de la musculatura lisa; por ejemplo, en el parto provocan las contracciones del tero. Intervienen en procesos de coagulacin de la sangre, estimulando o inhibiendo la agregacin plaquetaria.

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TEMA 6.- LOS AMINOCIDOS Y LAS PROTENASLos aminocidosLos aminocidos son compuestos orgnicos de bajo peso molecular que, al unirse entre s, forman las protenas. Los aminocidos estn formados por carbono, hidrgeno, oxgeno y nitrgeno. Se caracterizan por poseer un grupo carboxilo (-COOH), un grupo amino (-NH2) y un grupo radical. Existen 20 aminocidos proteicos, que son los constituyentes bsicos de las protenas. Adems, hay otros 150 que se encuentran libres o combinados en las clulas y en los tejidos, stos son los aminocidos no proteicos. Alguno de ellos, son intermediarios en las reacciones metablicas, como la alanina, o tambin, forman parte de las paredes celulares de muchas bacterias, como el cido glutmico.

Aminocidos proteicosAtendiendo a la polaridad de los grupos radicales, los aminocidos proteicos, se pueden clasificar en: Hidrfobos: cuyos radicales son de naturaleza hidrocarbonada, es decir, no polar (alanina, valina, leucina, isoleucina, prolina, metionina, fenilamina y triptfano), polares hidroflicos; sus radicales son polares, pero no poseen carga. Pueden establecer enlaces de hidrgeno con el agua, favoreciendo su solubilidad (serina, treonina, glutamina, asparagina, tirosina, cisterna y glicocola), bsicos; los radicales tienen un grupo amino que se ioniza dando lugar a protones (lisina, arginina e histidina) y cidos; en este caso, los radicales tienen un grupo carboxilo que se ioniza dando lugar a iones OH (cido asprtico y cido glutmico).

Propiedades de los aminocidos1. Propiedades cido-bsicas: Cuando un aminocido se encuentra en una disolucin acuosa, forma iones bipolares (iones hbridos) porque posee el mismo nmero de cargas positivas que de cargas negativas. Adems el pH en un aminocido forma un in hbrido que se denomina punto isoelctrico. Por ltimo, ese in hbrido disuelto, se puede comportar como un cido o como una base, en funcin del pH de la disolucin en la que se encuentre. Las sustancias que se comportan de dicha manera, se denominan anfteras. El carcter anftero de los aminocidos permite la regulacin del pH, pues se comportar como cidos o como bases, segn le convenga al organismo.

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2. Isomera: Todos los aminocidos obtenidos de la hidrlisis de una protena, excepto la glicocola, tienen al menos un carbono asimtrico; es decir, un carbono unido a cuatro radicales diferentes. Como consecuencia, pueden presentar dos configuraciones espaciales (D y L), segn la orientacin del grupo amino (derecha o izquierda), esto es lo que se conoce como estereoismeros; imgenes especulares y no superponibles. 3. Aminocidos esenciales: De los 20 aminocidos que forman las protenas, slo alguno de ellos puede ser sintetizado por los organismos hetertrofos, los restantes han de ser ingeridos, como tales, en la dieta diaria. stos, son los conocidos como aminocidos esenciales, que en el caso de la especie humana son la felinanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptfano y valina. En cambio, los organismos auttrofos, pueden sintetizar todos los aminocidos que necesiten para su metabolismo.

Enlace peptdicoLos aminocidos, forman cadenas mediante enlaces peptdicos; uniones covalentes formados entre el grupo carboxilo del primer aminocido y el grupo amino del segundo aminocido, para dar agua. Estos aminocidos, son denominados residuos, como consecuencia de la prdida de tomos en el enlace. Un dipptido, es una cadena larga constituida por dos residuos de aminocidos, un tripptido est formado por 3, un oligopptido contienen al menos 50 residuos y un polipptido, est formado por una cadena muy larga de residuos. Los grupos amino y carboxilo libres de los extremos se llaman N-terminal (amino) y C-terminal (carboxilo). La estructura de los polipptidos fue descubierta por Pauling y Corey, mediante tcnicas de difraccin de rayos X. Como tal, se trata de un enlace covalente, aunque ms corto que ste, se comporta como un doble enlace porque nunca mantiene la misma posicin y los carbonos quedan siempre en el mismo plano.

Las protenasLa estructura de las protenas sigue un rango, habiendo as, una estructura primaria, una secundaria, una terciaria, e incluso a veces, una cuaternaria. Estructura primaria: Hace referencia a la cadena de aminocidos que la integran. Indica los aminocidos que la forman y el orden en el que se encuentran unidos. Es la estructura ms sencilla y, sin embargo, la ms importantes, ya que determina el resto de estructuras proteicas con niveles superiores de organizacin. Una caracterstica de esta estructura es su disposicin en zigzag, que se debe a la planaridad del enlace peptdico, lo cual provoca la rotacin de loa aminocidos sobre los carbonos asimtricos para equilibrar las fuerzas de atraccin que se pudieran generar. Como la mayora de los pptidos, contiene miles de aminocidos, la secuencia es ilimitada. Estructura secundaria: Se trata de la disposicin espacial que adopta la secuencia de aminocidos y es consecuencia directa de la capacidad de giro que poseen los carbonos asimtricos de los aminocidos. Los modelos ms comunes son el -hlice, -lmina plegada y la hlice de colgeno. -Hlice: En este tipo, la cadena de polipptidos se va enrollando en una espiral sobre si misma, se mantienen gracias a los enlaces de hidrgeno intracatenarios, formados entre el grupo amino y el grupo cetona del cuarto aminocido que lo sigue. La rotacin se produce hacia la derecha, de forma que cada aminocido gira unos 100 con respecto al anterior. Al formarse este tipo de

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estructura todos los grupos aminos quedan hacia un lado y los grupos cetona hacia otro. Mientras que los radicales quedan dirigidos hacia el exterior. La estabilidad de esta estructura depende de la presencia o no de residuos de prolina o hidroxiprolina; ya que, estos aminocidos impiden la formacin de enlaces de hidrgeno, dando lugar a variaciones en la estructura con dimensiones diferentes. -Lmina plegada: Algunas protenas, conservan su estructura primaria en zigzag y se asocian entre s estableciendo uniones mediante enlaces intercatenarios. As, los enlaces peptdicos confieren gran estabilidad a la estructura. El plegamiento en acorden en la lmina plegada es el resultado de la estructura primaria en zigzag. Las cadenas se pueden constituir mediante dos formas distintas, la paralela (las cadenas se disponen en el mismo sentido) y antiparalela (las cadenas se alternan en las direcciones. Su disposicin es ms compacta que la anterior y aparece con mayor frecuencia en las protenas). Aunque en ambos, los radicales se orientan hacia ambos lados de forma alterna. Hlice de colgeno: el colgeno forma parte de los tendones y de los tejidos conjuntivos, y posee una estructura particularmente rgida. Est compuesto por prolina. Como no puede adoptar ninguna de las formas anteriores, se enrolla hacia la izquierda, produciendo una vuelta de hlice cada, aproximadamente, 3 aminocidos. Debido a ello, no se producen enlaces intracatenarios. Estructura terciaria: Hace referencia al modo en que la protena nativa se encuentra plegada en el espacio. Esto es estable, gracias a las uniones que se producen entre los radicales de los diferentes aminocidos que se sitan en posiciones muy alejadas el uno del otro. Estas uniones pueden ser de varios tipos; enlaces de hidrgeno entre grupos peptdicos, atracciones electroestticas entre grupos de cargas opuestas, atracciones hidrofbicas y fuerzas de Van De Waals entre radicales alifticos o aromticos de las cadenas laterales y puentes de disulfuro entre los restos de cistena; enlaces covalentes entre dos grupos correspondientes a dos cistenas. La estructura de las protenas con elevado peso molecular, est constituida por dominios que estn conectados a travs del esqueleto polipeptdico. La estructura suele ser independiente de la de otros; pues puede presentar estructuras diferentes. En la mayora de los casos, los dominios de unen entre s, mediante una porcin proteica flexible que sirve como bisagra. Frecuentemente representan partes de la protena que se unen a factores diferentes, como a coenzimas o sustratos. Estructura cuaternaria: Aunque numerosas protenas estn formadas por una sola cadena polipeptdica, otras muchas se encuentran constituidas por la unin de una subunidad o protmero. La estructura cuaternaria, hace referencia a la asociacin de los protmeros para constituir la protena biolgicamente activa. Los protmeros pueden unirse dbilmente entre s, a travs de enlaces de hidrgeno o fuerzas de Van Der Waals, y en algunos casos, esta unin puede establecerse mediante puentes de disulfuro.

Clasificacin de las protenas (Holoprotenas)Las holoprotenas, son aquellas que estn compuestas, exclusivamente por aminocidos. Atendiendo a su estructura, se pueden clasificar en dos grandes grupos. Protenas fibrosas: En la mayora, los polipptidos que la integran se hallan enrollados a lo largo de una sola dimensin, frecuentemente, en enlaces paralelos. Sin insolubles en agua y mantienen importantes funciones estructurales o protectoras.

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Colgeno: Es el principal componente del tejido conjuntivo y est presente como principal componente de la matriz estructural de la piel, cartlago, hueso, tendones y crnea. Miosina: Es la responsable de la contraccin muscular. Queratinas: Son protenas animales que se sintetizan y se almacenan en las clulas de la epidermis. Fibrina: Se obtiene a partir del fibringeno plasmtico e interviene en la coagulacin sangunea. Elastina: Es una protena fibrosa y flexible, localizada en el tejido conjuntivo de estructuras y rganos que son elsticos (piel, cartlago o vasos sanguneos). Tiene una conformacin irregular que le permite ser muy flexible y mvil, asumiendo formaciones muy diferentes. Sus fibras se asemejan a redes, debido a que los polipptidos entrecruzados de estas fibras, no poseen conformaciones fijas. Estas redes se alargan o doblan cuando se ven sometidas a un esfuerzo.

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Protenas globulares: Son ms complejas. En ellas, las cadenas polipeptdicas se encuentran plegadas formando una estructura compacta, ms o menos esfrica. Son solubles en agua, y son las responsables de las actividades biolgicas de la clula. Actina: Se ensambla formando filamentos y junto con la miosina, es responsable de la contraccin muscular. Albminas: Su funcin es de reserva de los aminocidos (ovoalbmina, lactoalbmina o seroalbmina). Globulinas: Son protenas con forma globular casi perfecta y solubles en disoluciones salinas (lactoglobulina, ovoglobulina, seroglobulina, -globulina, globulinas e inmunoglobulinas) Heteroprotenas: Este grupo lo forman las protenas que en su composicin presentan una parte proteica formada por aminocidos y otra parte no proteica (prosttico) y se clasifican atendiendo a la naturaleza qumica del grupo prosttico.

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Cromoprotenas: Su grupo prosttico es una protena coloreada, o lo que es lo mismo, pigmento. Porfirnicas: El grupo prosttico se une a la metalporfirina. A este grupo pertenecen protenas de gran inters biolgico. La hemoglobina y la mioglobina, tienen como grupo prosttico el grupo hemo, que lleva un catin ferroso. La primera, la hemoglobina, transporta oxgeno a travs de la sangre, desde los alvolos hasta las clulas. La mioglobina realiza la misma funcin, pero en los msculos. Las peroxidosas, las catalasas y los citocromos; tienen como grupo prosttico el grupo hemino, que lleva un catin frrico. Las dos primeras son enzimas; mientras que, los citocromos se encargan de transportar electrones y se encuentran en las clulas aerbicas. No porfirnicas: Las ms importantes son la hemocianina: que forma parte de la sangre de los crustceos y de algunos moluscos. La hemeritrina: presente en algunos anlidos marinos, y por ltimo, la radopsina: Cuyo grupo prosttico es el retinal, derivado de la Vitamina A. est presente en la retina e interviene en procesos qumicos de la visin, ya que es capaz de absorben la luz.

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Nucleoprotenas: Su grupo prosttico es un cido nucleico. Se consideran nucleoprotenas la protamina o las histonas. El grupo prosttico colabora con el grupo proteico, en funciones como el mantenimiento de la estructura del ADN, el transporte del ncleo al citoplasma de ste, proteccin contra el ataque de nucleasas, etc.

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Glucoprotenas: Su grupo prosttico es un glcido, unido covalentemente a la cadena polipeptdica. Sus funciones son algunas como; constituir los componentes estructurales de la matriz extracelular, intervenir en la formacin de membranas nucleares, donde participan en el transporte de sustancias

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entre el exterior y el interior, actuar como hormonas o mucoprotenas, funciones anticongelantes, y tambin, inmunoglobulinas y fribringeno. Fosfoprotenas: El grupo prosttico es un lpido. Muchas lipoprotenas forman parte de las membranas citoplasmticas y, tambin, algunas se encuentran en la sangre, transportando lpidos insolubles, tales como: colesterol, triglicridos, etc., tambin en el intestino, en el hgado y en los tejidos adiposos. En el plasma sanguneo existen varias lipoprotenas transportadoras de lpidos, las principales son las siguientes: Quitomicrones: Se encuentran en las clulas del intestino delgado se crean a partir de los cidos grasos, como la glicerina y el colesterol que absorben. Lipoprotenas de densidad baja: Se encargan de transportar el colesterol y los fosfolpidos, desde el hgado hasta los diferentes tejidos, para formar las membranas celulares. Lipoprotenas de muy baja densidad: stas, a medida que intercambian lpidos con clulas de los tejidos, se convierten en las anteriores y pueden depositarse en las arterias. Lipoprotenas de alta densidad: Poseen la accin contraria a las lipoprotenas de baja densidad; es decir, transportar hasta el hgado el colesterol retirado de las paredes arteriales y as los depsitos de colesterol disminuyen.

Propiedades de las protenas1. Solubilidad: Su solubilidad se debe a sus grupos radicales polares e hidrfilos que estn localizados sobre la superficie externa de la protena y establecen en enlaces de hidrgeno con el agua. De esta manera, la protena que se encuentra rodeada de una capa de agua, sta impide su unin con otras protenas y, por tanto, su precipitacin. 2. Desnaturalizacin: Consiste en la rotura de los enlaces que mantienen el estado nativo de la molcula, perdindose la estructura (secundaria, terciaria y cuaternaria). Aunque, los enlaces peptdicos permanece, por lo que se conserva la estructura primaria. La desnaturalizacin puede ser provocada por cambios en el pH o en la temperatura, o bien por el tratamiento con sustancias desnaturalizantes, como por ejemplo la urea. Al perder sus estructuras, tambin pierden la actividad biolgica. En determinadas condiciones, la desnaturalizacin puede ser reversible. 3. Especificidad: Es la propiedad ms caractersticas de las protenas. Muestra diversos niveles, siendo los ms importantes los siguientes: Especificidad de funcin: Reside en la posicin que ocupan determinados aminocidos. Una pequea variacin en la secuencia de aminocidos puede hacer que la protena pierda su especificidad. Especificidad de especie: Existen protenas propias de cada especie, aunque, lo ms comn es que sean similares as que realizan las mismas funciones. Estas protenas se llaman protenas homlogas. 4. Capacidad amortiguadora: Como pueden comportarse como cidos o bases, son capaces de amortiguar las variaciones de pH del medio en el que se encuentren.

Diversidad funcionalLas protenas poseen las siguientes funciones:

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1. Funcin de reserva: Algunas protenas almacenan determinados compuestos, como aminocidos, para utilizarlos posteriormente como elementos nutritivos, o bien para colaborar con la formacin del embrin. La ovoalbmina (clara del huevo) 2. Funcin de transporte: Existen protenas que se unen a diversas sustancias y las transportan. Como por ejemplo; las lipoprotenas del plasma sanguneo, la hemoglobina (oxgeno en vertebrados), la hemocianina (oxigeno en invertebrados), la seroalbmina (cidos grasos). Tambin las hay que transportan sustancias a lo largo del axn de las neuronas, como las neurofisinas, la quinestina y la dinena citoplasmtica. Las dos ltimas transportan a lo largo de las prolongaciones nerviosas. 3. Funcin contrctil: Por ejemplo, la actina y la miosina, llevan a cabo la contraccin muscular, posibilitando el movimiento de las clulas, incluyendo las bacterias y el esperma. Tambin se encuentran la flagelina o la dinena. 4. Funcin protectora o defensiva: La trombina y el fibringeno, son protenas sanguneas de los vertebrados que intervienen en la coagulacin de la sangre, impidiendo su salida del sistema vascular. Tambin cumplen una importante funcin defensiva las inmunoglobulinas que defienden a los organismos de las infecciones. 5. Funcin hormonal: Algunas protenas actan como hormonas. stas son las protenas reguladoras que en pequeas concentraciones son capaces de controlar importantes funciones celulares, como el metabolismo o la reproduccin. De esta forma; la insulina y el glucagn, son secretadas por el pncreas y que controlan la concentracin de glucosa en sangre. Tambin la hormona del crecimiento, secretada por la hipfisis, regula el crecimiento corporal. 6. Funcin enzimtica: Las protenas funcionan como catalizadores bioqumicos, aumentando la velocidad de las reacciones. Algunas de estas, son; la catalasa, la isomerasa o la deshidrogenasa, entre otras. 7. Funcin homeosttica: Algunas protenas son capaces de mantener el equilibrio del medio interno y, gracias a su capacidad amortiguadora, colaboran con el mantenimiento del pH.

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TEMA 7.- LOS NUCLETIDOS Y LOS CIDOS NUCLICOSComposicin de los cidos nucleicosLos cidos nucleicos son molculas biolgicas que realizan funciones de vital inters e importancia en todos los seres vivos. Son las molculas encargadas de almacenar, transmitir y expresar la informacin gentica. Existen dos tipos de cidos nucleicos, el ADN y el ARN. Como todas las macromolculas, estn formados por subunidades estructurales ms sencillas, repetidas. En los cidos nucleicos, ests subunidades reciben el nombre de nucletidos.

Los nucletidosTodos los nucletidos estn formados por la asociacin de una base nitrogenada ms un azcar y un cido fosfrico. Las bases nitrogenadas son compuestos heterocclicos; con anillos formados por ms de un tipo de tomos, formados por carbono y nitrgeno. Las estructuras que forman son planas y existen dos tipos de bases nitrogenadas. Pirimidnicas: Son la citosina, timina y uracilo. Pricas: Son la adenina y la guanina.

Las pentosas pueden ser de dos tipos -D-ribofuranosa y la -D-2-desoxirrifuranosa. Ambos son monosacridos cclicos. El cido fosfrico se encuentra en los nucletidos en forma de in fosfato. La unin de una base nitrogenada y una pentosa da lugar a un nuclesido. Esta unin se lleva a cabo mediante un enlace n-glucosdico entre el carbono 1 de la pentosa y el nitrgeno de la base, perdindose una molcula de agua.

NUCLESIDO + RIBOSA Adenina Guanina Citosina Uracilo Adenosina Guanosina Histidina Uradina

NUCLESIDO + DESOXIRRIBOSA Adenina Guanina Citosina Timina Desoxiadenosina Desoxiguanosina Desoxicitidina timidina

Los nucletidos son los steres fosfricos de los nuclesidos y se forman por la unin de un nuclesido con una molcula de cido fosfrico en forma de in fosfato, que le da un carcter fuertemente cido al compuesto. El enlace ster se produce entre el grupo hidrfilo (-OH) del carbono 5 de la pentosa y el cido fosfrico.

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cido desoxirribonuclico ADNEl ADN es un polmero lineal formado por desoxirribonucletidos de adenina, guanina, citosina y timina. Igual que las protenas, el ADN posee diferentes niveles de complejidad estructural. Presenta, fundamentalmente, una estructura primaria y secundaria, aunque cuando se asocia a protenas nucleares adopta una estructura terciaria. Estructura primaria: Hace referencia al a secuencia de nucletidos unidos por enlaces fosfodister, que se establecen entre el radical fosfato del carbono 5 de un nucletido y el radical hidrfilo del carbono 3 del siguiente. Estructura secundaria: El ADN es una molcula larga y rgida que se enrolla formando una espiral. La composicin de las bases vara, aunque para la misma especie el contenido de las bases Pricas es igual al contenido de las bases Pirimidnicas. Se trata de una doble hlice formada por dos cadenas de polinucletidos enrollados alrededor de un eje imaginaria. Las bases nitrogenadas se encuentran en el interior de dicha hlice. El enrollamiento de la hlice se produce en sentido dextrgiro y plectonmico. As, las dos cadenas quedan antiparalelas (53) y complementarias.

1. Complementariedad entre las bases nitrogenadas: Las bases nitrogenadas de las cadenas polinucletidas, se mantienen unidas mediante enlaces de hidrgeno, cuyo nmero depende de la complementariedad de las bases. Cuando en una cadena hay adenina su base complementaria es la timina, y lo mismo ocurre con la citosina y la guanina. Su complementariedad se manifiesta mediante los enlaces de hidrgeno entre sus grupos polares. As entre la adenina y la timina hay dos enlaces, y entre la citosina y la guanina hay tres enlaces. 2. Funcin biolgica: El ADN se encarga de almacenar y transmitir la informacin gentica. Para ello, posee la capacidad de replicacin, por la que realiza copias de l mismo. Dentro de un mismo grupo, como los vertebrados, pueden existir grandes diferencias en el contenido del ADN, sin que haya una diferencia significativa en su complejidad. 3. El ADN en las clulas procariticas y eucariotas: Clulas procariticas: Poseen una molcula de ADN circular, lo que se denomina cromosoma bacteriano. Adems, a veces contiene otras molculas como pueden ser los plsmidos. Clulas eucariotas: El ADN se presenta como largas molculas lineales asociadas a protenas bsicas en el interior del ncleo. Cada molcula de ADN, con sus protenas asociadas, forma la cromatina. Cuando una clula se divide, la cromatina se compacta, hacindose visibles los cromosomas. No obstante, la mayor parte del ADN de este tipo de clulas, se encuentra confinado en el ncleo, en las mitocondrias y en los cloroplastos, aunque tambin poseen un ADN que se encarga de codificar lagunas de las protenas propias de estos organismos.

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Virus: El ADN de stos puede adoptar mltiples formas. Los virus contienen una sola molcula que puede ser monocatenaria o bicatenaria. Tambin, ambos tipos se pueden presentar en forma lineal o circular.

4. Desnaturalizacin e hibridacin: La molcula de ADN es muy estable en condiciones fisiolgicas normales, como consecuencia de los enlaces de hidrgeno entre las bases nitrogenadas y por las interacciones hidrofbicas entre los anillos aromticos y los radicales CH3 de las bases nitrogenadas. No obstante, la estructura del ADN se puede perder separando las dos hebreas. Esto puede ocurrir si se alteran las condiciones de pH o se calienta a temperatura de 100C. Este proceso es conocido como desnaturalizacin. Se produce porque los enlaces de hidrgeno entre las dos cadenas de polinucletidos se rompen, las cadenas se separan y se unen de manera individual al azar. La temperatura de fusin es en la que la doble hlice se encuentra desenrollada en un 50%, y su valor depende del nmero de pares de guanina y citosina que posea la molcula. Por ende, si se mantienen las hebras a una temperatura entorno a 65C, la desnaturalizacin puede ser reversible y, por tanto, existe un proceso inverso. Este proceso se conoce como renaturalizacin o hibridacin del ADN. Tcnicas de hibridacin: Las molculas hbridas se pueden obtener a partir de dos hebras de cualquier tipo de cido nucleico, bien sea ARN o ADN, siempre que entre ambas exista una sustancia complementaria. Cuando ms relacionados estn los ADN, mayor porcentaje de renaturalizacin ser posible. Para la detencin de enfermedades se procede de la siguiente manera. Primeramente se identifica la secuencia de ADN que presentan los enfermos. Despus, mediante ingeniera gentica, se construye una sonda marcada con la secuencia

complementaria del ADN enfermo pero corregida. Posteriormente, se extrae una muestra del ADN de la persona que se quiere diagnosticar y se desnaturaliza, habiendo dejado renaturalizado el ADN con la sonda, se procede a la hidrolizacin de ste mediante enzimas. Finalmente, el ADN se pasa a un papel de nitrocelulosa y si aparecen bandas radiactivas la persona presenta la anomala.

cido ribonuclico-ARNEl ARN est formado por la unin de ribonucletidos (ribosa) de adenina, uracilo, citosina y guanina, que se unen mediante enlaces fosfodister en sentido (53). Adems de las cuatro bases nitrogenadas, pueden aparecer otras que en la mayora son derivados metilados. En la mayor parte de los organismos, el ARN es monocatenario, salvo en algunos virus que puede ser bicatenario. En los monocatenarios, las horquillas pueden presentar una estructura de doble hlice como resultado de la formacin de enlaces de hidrgeno entre las bases complementarias. Cuando stas se encuentran separadas por las regiones no complementarias se forman los llamados bucles. La funcin de ARN es extraer la informacin de ADN y dirigir la sntesis de protenas a partir de esa informacin. Todos los ARN se forman a partir de ADN, tomando una parte de l como molde, por ello que sean complementarios. 1. ARN mensajero: Constituye entre el 2% y el 5% del total del ARN. Se trata de una cadena de tamao variable que presenta una estructura lineal, salvo en algunas zonas donde se forman horquillas debido a la existencia de las bases complementarias. Su funcin es copiar la informacin del ADN (transcripcin) y transportarla hasta los ribosomas; orgnulos donde se realiza la sntesis de protenas. En las clulas eucariticas se conoce como monocistrnico, ya que posee informacin para que se sinteticen las protenas. En las clulas procariticas se llama

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policistrnico, porque tiene informacin para que se formen gran variedad de protenas muy diferentes. 2. ARN ribosmico: Constituye hasta un 80% del total del ARN de una clula. Sus molculas son largas y monocatenarias, aunque en algunas regiones se encuentran las bases nitrogenadas apareadas, en esa zona el ARN presenta una estructura de doble hlice. Su funcin es estructural, ya que varias molculas de ARN ribosmico asociadas a un conjunto de protenas bsicas forman un ribosoma. 3. ARN transferente: Est formado por un nmero de nucletidos, aproximadamente, entre 70 y 80. En algunas zonas, presenta una estructura de doble hlice, y en donde no hay apareamiento de las bases presenta bucles. En su extremo 5, hay un triplete de bases nitrogenadas en el que siempre existe una guanina y un cido fosfrico libre. Su extremo 3 est formado por tres bases nitrogenadas (CCA) sin aparear, siendo por este lugar, done se une el aminocido que se va a transportar hasta el ribosoma. En el brazo A, hay un triplete de bases nitrogenadas (ANTICODON) que es diferente en cada ARN porque se rige por los aminocidos que va a transportar. Tiene dos brazos; el brazo T (timina) lugar donde se fija al ribosoma, y el brazo D; zona donde se une a la enzima que cataliza su unin con el aminocido. 4. ARN ncleo: Est asociado a diferentes protenas y forma el nucleolo. Se origina en el ncleo a partir de segmentos de ADN (organizadores nucleares) y una vez formado, se fragmenta y da origen a los diferentes tipos de ARN ribosmico. 5. Otros tipos: Existen otros tipos de ARN localizados, tanto en el ncleo como en el citoplasma. Algunos tienen complejas estructuras tridimensionales y ejercen funciones catalticas, como ribozimas. Otros se asocian con las protenas para formar ribonucleoprotenas, algunas de las cuales modifican los ARN mensajes para convertirlos en funcionales. Tambin existen ARN autocatlticos, capaces de escindirse en varios fragmentos por s mismo, sin ayuda de ninguna enzima.

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TEMA 8.- LA CLULA. EL NCLEOPostulados de la teora celular1. Todos los organismos estn formados por una o ms clulas. 2. La clula es la unidad anatmica y fisiolgica de los seres vivos. 3. Toda clula procede de la divisin de otra ya existente. 4. El material hereditario que contiene las caractersticas genticas de una clula para de la clula madre a la hija.

Origen y evolucin celularSegn la teora endosimbitica, un erogenote es la unidad viviente ms primitiva, dotada con mecanismos de trascripcin y de traduccin gentica. De l, surgirn clulas procariticas, tales como; arqueas, urcariotas y bacterias. Esta teora propone que a partir de una clula urcariota (clula husped), surgiran las clulas eucariotas. El erogenote englob las clulas y los organismos procariticos, establecindose una relacin de endosimbiosis. Esas clulas procariticas fueron los precursores de los peroxisomas (capacidad para eliminar toxinas), de las mitocondrias (que proceden de bacterias aerobias) y de los cloroplastos (antiguas bacterias fotosintticas). De hecho, las mitocondrias y los cloroplastos, se producen por divisin, adems de que, tienen su propio ADN y presentan ribosomas propios con ARN ribosmico. La incorporacin celular de estos organismos a la primitiva clula urcariota, dio origen a las clulas procariticas.

Forma y tamao de las clulasLas clulas presentan una enorme diversidad morfolgica. De tal manera, que la forma de una clula depende de la estirpe celular a la que pertenezca, de su edad y de su momento funcional. Aunque tambin est condicionado por su situacin. En funcin de sta las clulas se clasifican en: 1. Clulas animales Tejido epitelial: Sus clulas pueden ser aplanadas, cbicas, prismticas o caliciformes. Tejido muscular: Sus clulas pueden ser lisas o estriadas, con un aspecto alargado, ya que son fibras. Tejido conjuntivo: Pueden ser fibrositos (fusiformes), osteolitos (estrellados), eritrocitos (bicncavo) y linfocitos (esfricos)

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Tejido nervioso: Las clulas presentan un aspecto estrellado, aunque hay algunas de tipo piramidal (corteza cerebral), de candelabro (neuronas de Purkinje) y fusiforme (clulas horizontales de Cajal en el cerebro y el cerebelo).

2. Clulas vegetales Tejidos parenquimticos: Las clulas tienen forma polidrica o prismtica. Tejidos conductores; En el xilema y en el floema los tipos celulares son alargados formando fibras. Tejidos secretores: Abundan las clulas redondeadas.

El ncleoEl ncleo contiene en su interior la informacin gentica en forma de ADN y es el lugar donde se realiza la replicacin del ADN y la sntesis de ARN. Estructuralmente se habla de ncleo interfsico al ncleo en reposo y de ncleo mittico al ncleo donde se diferencian los cromosomas.

Caractersticas del ncleoEl ncleo est presente en todas las clulas eucariticas, con excepcin de los glbulos rojos de los vertebrados y en las clulas epidrmicas del estadio crneo superficial. El ncleo consta de envoltura nuclear, nucleoplasma (cromatina ADN + protenas asociadas) y el nucleolo (sintetiza ARN ribosmico). Su forma es muy variable porque depende del tipo de clula y del momento del ciclo en el que se encuentre. El tamao dentro de un mismo tipo de clula es constante. Generalmente, constituye un 10% del volumen total de la clula. Normalmente, tan slo hay un ncleo en cada clula, aunque existen las clulas anucleadas (carecen de ncleo), las binucleadas, como los paramecios que presentan dos ncleos; un macro ncleo y un micro ncleo. En los hepatocitos, tambin se da la situacin binucleada. Tambin existen clulas polinucleadas, como las clulas musculares. Su situacin se origina o bien por una divisin sucesiva (plasmodio) o por fusin de varias clulas uninucleadas (sincitio). La posicin del ncleo es caracterstica de cada clula. Algunas clulas lo tienen en el centro (embrionarias), mientras que otras lo tienen o lateralizado (adiposas) o balsamante (secretoras)

Envoltura nuclearLa envoltura nuclear representa una compleja organizacin en la frontera entre el ncleo y el citoplasma de una clula eucaritica. Al microscopio ptico tan slo se aprecia como un lmite, pero al microscopio electrnico es una doble membrana con un espacio intermembranoso. Membrana nuclear externa: Muestra una estructura trilaminar. En su cara externa (CITOPLS) presenta ribosomas adosados. Espacio intermembranoso: Se encuentra en continuidad con el espacio reticular. Membrana nuclear interna: Presenta en su cara nucleoplsmica un material de naturaleza fibrilar (LMINA FIBROSA); que consiste en tres polipptidos dispuestos en tres capas y con caractersticas semejantes a los filamentos intermedios del citoesquleto. Su funcin es servir de anclaje al material cromtico y regular el crecimiento de la envoltura nuclear.

Poros nucleares 23

Son las perforaciones donde se fusionan las dos membranas nucleares. Son estructuras dinmicas, capaces de formarse y desaparecer, dependiendo del estado funcional de la clula. Son canales acuosos que regulan los intercambios de molculas entre el ncleo y el citosol. Permiten la circulacin libre de molculas hidrosolubles y, en el caso del ARN o las protenas, regulan los mecanismos de transporte activo. Su complejo consta de: UN ANILLO que se proyecta a las dos caras de la membrana y est asociado a las partculas por las que est formado, en l se encuentra el diafragma, que disminuye la luz del poro dejando un trazo libre. El GRNULO CENTRAL aparece en ocasiones en el centro del poro y corresponde a los ribosomas recin formados o sustancias que van de un lado a otro de la membrana. La cantidad de poros es muy variable. En general, las clulas que tienen mayor actividad transcripcional contienen un nivel muy elevado de poros.

La cromatinaLa cromatina es el ADN asociado a las protenas en una estructura empaquetada y perfectamente compactada. La cromatina consta de ADN y protenas. stas ltimas pueden ser de dos tipos; protenas no histonas (implicadas en la replicacin, trascripcin y en la regulacin del ADN) y las histonas (protenas muy bsicas, debido a la abundante presencia de los aminocidos arginina y lisina cargados positivamente). Existen dos tipos de cromatina, la EUCROMATINA; es la ms abundante en interfase y se corresponde con la cromatina menos compacta, ocupando la mayor parte de los espacio intercromatnicos y la HETEROCROMATINA; aparece en interfase como agrupaciones condensadas teidas (cromocentros) es la de mayor compactacin. Ultraestructura: Al observar la cromatina al microcopio se aprecia una estructura fibrilar, que se trata de una serie de fibras adosadas unas a las otras en forma de espiral (FIBRAS CROMATNICAS o NUCLEOSMICAS). Sometida a tratamientos de descondensacin, cada fibra cromatnica aislada forma un COLLAR DE CUENTAS y cada cuenta forma un NUCLEOSOMA. Cada nucleosoma consta de un ncleo o platisoma ms un filamento de ADN. stas a su vez, estn formadas por un OCTMERO DE HISTONAS. Actualmente, se puede decir que la cromatina tiene una estructura plegada en forma de SOLENOIDE, con distintos grados de espirilizacin. Las fibras cromatnicas se van compactando hasta conseguir la SUPERESPIRILIZACIN en el momento de realizar la mitosis, en donde se compacta, dando lugar a los CROMOSOMAS.

Los cromosomasLos cromosomas representan la mxima compactacin de la cromatina y con ella se hace posible el reparto del material gentico. La estructura ms estudiada y la que mejor se conoce es: constituido por dos cromtidas paralelas entre s y separadas excepto a nivel del centrmero. En cada cromosoma se distinguen las siguientes estructuras: Centrmero: Divide el cromosoma en dos brazos que pueden ser del mismo o de diferente tamao. Ocupa una posicin variable a lo largo del cromosoma, pero fija para cada cromosoma. Contiene HETEROCROMATINA constitutiva. A ambos lados del centrmero, y sobre cada una de las cromticas, se localiza el cinetocoro; lugar donde se polimerizan los microtbulos que intervienen en la separacin de los cromosomas durante la anafase de la mitosis y de la meiosis.

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Constricciones secundarias: Son zonas ms estrechas en los brazos del cromosoma y que estn relacionados con la formacin del nucleolo.

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Telmeros: Son zonas diferenciales que se encuentran en los extremos del cromosoma y se encargar de evitar la prdida del material gentico en cada ciclo de replicacin. Son esenciales para la duplicacin del cromosoma, porque los protegen contra las nucleasas, evitan que los extremos se fusionen entre s y facilitan la interaccin entre los extremos y la envoltura nuclear.

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Bandas: Son segmentos de cromatina que se colorean y permiten la identificacin de los cromosomas.

Los tipos de cromosomas van en funcin del INDICE DE PROPORCIONALIDAD DE LOS BRAZOS; por el cual, se identifica un cromosoma por la longitud del brazo mas corto y el brazo ms largo de un mismo cromosoma, y por el INDICE DE PROPORCIONALIDAD CENTROMTICA; indica la relacin entre la longitud del brazo corto y del brazo largo de un mismo cromosoma. Segn esta ltima, hay cromosomas metacntricos (>