Biología General (6203david)
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DOCENTE:
Blgo. M. Sc. David Lara Ascorbe
-
BIOLOGA GENERAL
Ciencia que estudia al ser
vivo, las leyes y principios
que lo rigen y las relaciones
con su entorno a travs del
tiempo y espacio.
El trmino fue
propuesto indepen-
dientemente por
Lamarck y
Treviranus (1801)
Etimolgicamen
te proviene de
02 voces
griegas:
LOGOS BIO
-
DESCRIBIR
(Primera funcin)
(Lo que ms se hace)
EXPLICAR
(Segunda funcin)
PREDECIR
(Tercera funcin)
-
Importancia
de la Biologa Por qu?
inicia la fascinante oportunidad
de conocer
el entorno y las reacciones que se
tiene en respuesta a la
accin que ejerce el
medio
-
La Biologa no es, nicamente, un
compendio de hechos o ideas, sino es el
resultado de un proceso de
investigacin y del esfuerzo del
hombre, utilizando tcnicas para llegar
a la verdad conocido como Mtodo
Biolgico o Mtodo Cientfico
-
OBSERVACIN
HIPTESIS
EXPERIMENTACIN CONCLUSIN
COMPARACIN
GENERALIZACIN
Fundamentales para
llegar a la verdad
3.0. Mtodo Biolgico o Mtodo Cientfico.
Pasos del Mtodo Cientfico
-
Pasos del Mtodo Cientfico
1. Enunciar preguntas bien formuladas y verosmilmente fecundas.
2. Arbitrar conjeturas, fecundas y contrastables con la experiencia.
3. Derivar consecuencias lgicas de las conjeturas.
4. Someter las conjeturas a contrastacin.
5. Interpretar los resultados.
6. Formular nuevos problemas originados por la investigacin.
-
4.0. Relacin de la Biologa con las carreras profesional:
BIOLOGA
Sabemos que la biologa es la ciencia que se encarga del estudio de los seres vivos, abarcando
todos los aspectos en que estos pueden ser analizados, como son los aspectos morfolgicos o
anatmicos, funcionales o fisiolgicos, de clasificacin, etc.
El objeto primario y fundamental de las diferentes ramas de la Biologa es el ser vivo, y
Qu es un ser vivo?
La definicin ms simple que podramos indicar es aquel que cumple con la curva de la vida
-
Nace Muere
Crece
Reproduce
Declina
ME
TA
BO
LIS
MO
ADULTA Anab Catab
Anab
Anab
Catab
Catab
=
> <
TIEMPO
-
CUANDO VEMOS LA MARAVILLA DE LA NATURALEZA, VEMOS CUN GRANDE ES DIOS
Es un sistema material muy complejo, altamente
organizado, dinmico y que posee
autoreproduccin
DEFINICIN
Unidad de constitucin Fsico qumica
Unidad de funcionamiento Unidad de estructura
Entre los seres vivos observamos grandes diferencias
pero a pesar de su diversidad morfolgica tienen tres
unidades fundamentales comunes:
SE
R V
IVO
-
CARACTERSTICAS:
Poseen una Organizacin
muy compleja
Movimiento
Excitabilidad o sensibilidad
Metabolismo
Crecimiento
Reproduccin
Evolucin
-
EL SER VIVO Es considerado
un sistema
termodinmico
abierto
En el anlisis y estudio de
las leyes termodinmicas que
aparecen en el metabolismo, la
primera Ley se cumple en el ser
vivo, debido a que no puede crear o
destruir energa, sino solamente
transformarla.
En las transformaciones energticas existe
prdida de ella en forma de calor:
ENERGA INICIAL = Trabajo + Calor
-
La Segunda Ley Termodinmica,
menciona que la transformacin de
una energa en otra, generalmente, la
capacidad de producir trabajo til va
disminuyendo, producindose un
aumento de la entropa.
Segn la ecuacin de GIBBS:
G = H T. S
Donde:
G: Energa Libre, cantidad de energa capaz de
transformar en trabajo til.
H: Entalpa: Funcin de estado cuya variacin mide la
cantidad de calor suministrada o cedida por un sistema
cuando evoluciona a presin constante.
S: Entropa: Magnitud que determina el grado de
desorden molecular que existen en los sistemas
termodinmicos.
-
El valor positivo (+) o negativo (-) de G,
permite clasificar en Endergnicos y Exergnicos
respectivamente.
+ G: Endergnicos: Anabolismo, captador o
consumidor de energa y creador de orden (Sntesis de
molculas)
- G: Exergnico: libera energa al medio que lo
rodea, aumenta la entropa y el desorden: Catabolismo,
liberador de energa y degradador de estructura (crea
desorden molecular).
-
Eucariotas
Procariotas Se caracterizan por la falta de un verdadero ncleo por
la falta de envoltura nuclear
Clulas de la mayora de los organismos, poseen un
ncleo bien diferenciado porque poseen envoltura nuclear
CELULA
Unidad de
estructura
y funcin
Se a establecido
02 grandes
grupos de
organismos
Unicelulares Pluricelulares
Segn su
estructura
interna
-
Cuadro 1. Clasificacin de los seres vivos, segn Whittaker.
Eucariontes
Eucariontes
REINOS
Prokariotae
Organismos
representativos
Protistas Hongos Vegetales Animales
Bacterias
Cianobacterias
Protozoos
Diatomeas
Levaduras
Mohos
Hongos
verdaderos
Clorofitas
Rodfitas
Feofitas
Briofitas
Traqueofitas
Metazoarios
Clasificacin
Celular Procarintes
Eucariontes
Unicelulares Pluricelulares
-
PROCARIOTAS EUCARIOTAS
Organizacin celular Principalmente unicelulares Unicelular y la mayora
pluricelular
Organismos Bacterias y Cianobacterias Protistas, hongos, vegetales y
animales
Tamao celular Generalmente de 1 a 10 um Generalmente de 10 a 100 um.
Envoltura nuclear Ausente Presente
ADN Circular y disperso en el citosol Muy largo y organizado en
cromosomas
ARN y Protena Sintetizados en el mismo
compartimento.
ARN sintetizado en el ncleo y las
protenas en el citoplasma.
Cromosomas nico Mltiples
Nucleolo Ausente Presente
Ribosomas 70 s (50 s + 30 S) 80 s ( 60 s + 40 s)
Comparacin de la organizacin celular en PROCARIONTES y EUCARIONTES.
-
PROCARIOTAS EUCARIOTAS
Mitocondrias
Ausente, pero presenta enzimas
respiratorias y fotosintticas en la
membrana.
Presentes
Cloroplastos Ausentes Presente en clulas vegetales.
Pared Celular No celulsica Celulsica, en clulas vegetales
nicamente.
Endomembranas Ausentes
Presentes: Retculo endoplasma-
tico, Complejo de Golgi, Lisoso-
mas, Peroxisomas, Glioxisomas.
Exocitosis y endocitosis Ausente Presente
Divisin Amitosis: Fisin Binaria Por mitosis (o meiosis )
Metabolismo Anaerbico y aerbico Aerbico.
-
PROKARIOTAE PROTISTAS FUNGI PLANTAE ANIMALIA
Tipo celular Procaritico Eucaritico Eucaritico Eucaritico Eucaritico
Membrana
celular Presente Presente Presente Presente Presente
Pared celular
No celulsica
(polisacridos y
peptidoglu-
cano)
Presente en
algunas formas,
de varios tipos.
Quitina y otros
polisacridos
(no celulsi-
cos).
Celulosa y otros
polisa-cridos. Ausente
Envoltura
nuclear Ausente Presente Presente Presente Presente
Cromosomas
Molculas de
DNA nica,
continua
Mltiple,
constituido por
DNA e histonas
Mltiple,
constituido por
DNA e histonas
Mltiple,
constituido por
DNA e histonas
Mltiple,
constituido por
DNA e histonas
Ribosomas Presentes
(pequeos) Presentes Presentes Presentes Presentes
Retculo
endoplamtico Ausente Presentes Presentes Presentes Presentes
Mitocondrias Ausentes Habitualmente
presentes Presentes Presentes Presentes
-
PROKARIOTAE PROTISTAS FUNGI PLANTAE ANIMALIA
Plastidios Ausentes Presente en
algunas formas Ausentes Presentes Ausentes
Complejo de
Golgi Ausentes Presentes Presentes Presentes Presentes
Lisosomas Ausentes Habitualmente
presentes
Habitualmente
presentes
Estructuras
similares
(compartimen-
tos lisosmicos
presentes)
Habitualmente
presentes
Peroxisomas Ausentes frecuentemente
presentes
Presentes en
algunas formas
Habitualmente
presentes
Habitualmente
presentes
Vacuolas Ausentes Presentes Presentes
Habitualmente
una vacuola
grande en la
clula madura
Pequeo o
ausente
Cilios o Flagelos
(9+2) Ausentes
Habitualmente
presentes Ausentes
Ausentes (en
antfitos)
Habitualmente
presentes
Centrolos Ausentes Habitualmente
presentes Ausentes
Ausentes (en
antfitos) Presentes
-
Son los organismos
ms sencillos y la
mayora son
inocuos
REINO PROKARYOTAE
Se les encuentra en la
mayora de hbitat
naturales
BACTERIAS
Tienen tres formas principales:
esfrica (cocos: diplococos,
estreptococos, estafilococos),
cilndrica (bacilos) y espiral o
helicoidal (espirilos).
La mayora tienen una Pared
celular (no celulsica) alrededor de
la membrana plasmtica que est
formada por peptidoglucano
Las bacterias, generalmente,
estn adaptadas a un ambiente
hipotnico, pero la pared celular
es de poca ayuda cuando se
encuentran en un ambiente
hipertnico
El antibitico
penicilina
interfiere en la
sntesis de
peptidoglucano.
Se replican
mediante Fisin
Binaria
-
BACTERIAS
Presentan un diversidad metablica
Se reconocen 02 grandes grupos:
Arquebacterias: Viven en ambientes tan
incmodos como cinegas, profundidades
marinas, aguas salobres y fuentes cidas
calientes. Una de sus caractersticas ms
distintivas es la ausencia de peptidoglucano en la
pared celular.
Eubacterias: Formas ms habituales y estn
ampliamente distribuidas en el ambiente.
Hetertrofos (mayora Saprobiontes)
Autotrtrofos
Fotosintticas
Quimiosintticas
Aerobias (la mayora)
Anaerobias facultativas
Anaerobias obligadas
-
Diplococo
-
Diplococo
Estreptococos
-
Diplococo
Estreptococos
Estafilicocos
-
Diplococo
Estreptococos
Estafilicocos
-
Diplococo
Estreptococos
Estafilicocos
Mycobacterium tuberculosis
-
Diplococo
Estreptococos
Estafilicocos
Mycobacterium tuberculosis
Treponema pallidum
-
Algunos ejemplos de bacterias:
Clostridium tetani, causa el ttanos.
Staphylococcus aureus, produce el acn
Treponema pallidum, espiroqueta que causa la sfilis
Escherichia coli, habitante normal del intestino humano y otros animales; determinadas cepas
pueden causar diarrea moderada o grave.
Salmonella typhi, causa Salmonelosis.
Streptococcus pneumoniae, puede causar sinusitis, infecciones del odo medio, meningitis y
neumona.
Vibrio cholerae, produce el Clera.
Neisseria gonorrhoeae, causa la gonorrea.
Mycobacterium tuberculosis, agente causal de la tuberculosis humana.
-
En la Agricultura: Contribuye a la formacin de
suelos cultivables mediante la mineralizacin
(Rhizobium, Nitrosomonas, Nitrobacter). Los hongos
y las bacterias determinan la descomposicin de las
protenas, quitina, urea, etc., y las bacterias, en
particular, determinan las conversiones qumicas entre
los diversos estados de oxidacin de nitrgeno
incluyendo al amonio, gas nitrgeno, nitrito y nitrato.
Se conoce que las reacciones son semejantes en el
medio acutico y en el terrestre a excepcin de la
asociacin simbitica de Rhizobium, la cual no ocurre
en el agua.
El resultado neto de la descomposicin de la materia
orgnica nitrogenada es la produccin de amonio. Esto
puede ser absorbido directamente por los
microorganismos y algunas plantas superiores, aunque
para estas ltimas el nitrato es a menudo la fuente de
nitrgeno que puede asimilar con ms facilidad. La
nitrificacin, que es la conversin de amonio a nitrato,
en el primer paso de amonio (-NH4) a nitrito (-NO2)
es realizado el gnero Nitrosomonas y nitrito a nitrato (-
NO3) por Nitrobacter. En el mar, Nitrosocystis y
Nitrosococcus, realizan estas funciones
Importancia
-
En la medicina: Las compaas farmacuticas obtienen el antibitico Bacitracina cuya fuente es la
bacteria Bacillus subtilus .
En la Industria: Muchos alimentos y bebidas se elaboran con la ayuda de bacterias. La obtencin
del cido actico (Acetobacter aceti), acetona; en la conversin la leche en yogurt, queso se usa el
gnero Lactobacillus.
Ecolgica: Las bacterias son miembros fundamentales de la ecosfera. Tienen funciones esenciales
como descomponedores y son importantes en la recirculacin de los nutrientes (Ciclos
biogeoqumicos).
CIANOBACTERIAS (Algas verde azuladas)
Son organismos fijadores de nitrgeno y son la va
principal de la transformacin del carbono y
nitrgeno en molculas orgnicas, penetrando as en
la biosfera. Se les considera como los organismos
ms autosuficientes de los que viven en la
actualidad.
Ejemplos: Nostoc sp.; Oscillatoria sp.; Anabaena
sp.
-
Nostoc sp.
Oscillatoria sp. Anabaena sp.
-
REINO
PROTISTAS Eucariotas
Unicelulares,
principalmente
Pluricelulares
simples
cenocticos (multinucleados
pero no multicelulares)
sin tejidos especializados
PROTOZOOS
Unicelulares
Hbitat:
Reproduccin Algunos forman
colonias
acutico (mares,
agua dulce) y
terrestre
Reproduccin asexual por fisin binaria o
biparticin, gemacin
Reproduccin sexual por singamia que
consiste en fusin de gametos idnticos
(isogametos) o gametos de diferente tamao y
estructura (anisogametos), conjugacin
mediante el cual dos individuos se fusionan e
intercambian ncleos.
Modo de vida: Libre, simbitico,
comensales y
algunos parsitos
-
CL
AS
IFIC
AC
IN
Filo Sarcomastigophoros
Subfilo Mastigohora:
Poseen flagelos en su fase
adulta. Se dividen en
Fitoflagelados
Zooflagelados
Subfilo Sarcodina: Poseen
seudpodos como rganos
de alimentacin o
locomocin.
Amoeba proteus.
Filo Apicomplexa
Llamada as por la presencia de un complejo de
organelos tubulares filamentosos de forma anular. El
ciclo de vida habitualmente implica una fase sexual
y otra asexual
Filo Microspora: Nosema sp.
Ejemplos: Eimeria stidae, produce la coccidiosis en
conejos, Plasmodium sp. , produce el paludismo
cuyo vector es un zancudo del gnero Anopheles
-
Tienen uno o dos flagelos y poseen cloroplastos, casi todos sus miembros son de vida libre
como:
Euglena sp
Volvox sp
Chlamydomona sp
Peranema sp
Fitoflagelados
-
Poseen de uno a muchos flagelos, carecen de cloroplasto y son holozoicos o saprozoicos. Algunos
son de vida libre, pero la mayora son comensales, simbiontes o parsitos. Como ejemplos tenemos:
Leishmania brasilensis, que produce la Uta; Trypanosoma cruzi, produce el mal de Chagas,
T. gambiense y T. rhodesiense producen el mal del sueo, cuyo vector es la mosca Tse Tse, etc.
Trypanosoma cruzi Trypanosoma gambiense Leishmania brasilensis
Zooflagelados
-
Eimeria stidae
Plasmodium sp
Anopheles
-
CL
AS
IFIC
AC
IN
Filo Sarcomastigophoros
Filo Apicomplexa
Filo Microspora: Nosema sp.
Filo Cilliophora: Paramecium sp.
Filo Laberintomorphos
Filo Mixozoos
Filo Ascetosporos
-
REINO FUNGI
Caractersticas generales
Su tamao y forma son muy variables
En la mayora de los hongos, la pared celular est constituida de quitina.
Carecen de clorofila y de cloroplastos
Desarrollan mejor en ambientes oscuros y hmedos, pero se les encuentra en todas partes,
siempre y cuando dispongan de materia orgnica. Requieren de agua que lo obtienen del
ambiente hmedo o del sustrato que contaminan. Prosperan en un amplio intervalo de
temperatura, ni siquiera los alimentos refrigerados son inmunes a la invasin fungal.
Algunos hongos soportan medios con pH de 2 a 9, pero el pH ptimo de la mayora es de
5,6
Muchos soportan presiones osmticas elevadas, por lo que pueden desarrollarse en
soluciones salinas concentradas, soluciones azucaradas como la jalea.
La mayora esta compuesta por masas de filamentos cenocticos o multicelulares
Un filamento fngico se denomina Hifa y al conjunto de hifas de un solo organismo se
llama Micelio.
La gran mayora se reproducen por esporas, que pueden provenir en forma sexual o
asexual los que son diseminados, fcilmente, por el viento.
-
Todos los hongos son hetertrofos, ya sea
saprobiontes o parsitos. Obtienen su alimento
absorbiendo sustancias orgnicas o inorgnicas
disueltas (Los hongos secretan enzimas
digestivas y luego absorben las sustancias
predigeridas a travs de su pared celular y
membrana plasmtica). Los hongos parsitos
tienen hifas especializadas llamadas
haustorios, que absorben sus nutrientes
directamente de las clulas del organismo
hospedador.
Los hongos junto con las bacterias son los
descomponedores principales de la materia
orgnica. Se estima que los 20 cm
superficiales de suelo frtil contienen, en
promedio, casi 5 TM de hongos y bacterias por
hectrea.
Algunos hongos son favorables para la
produccin de pan, queso, vino, antibiticos y
otros medicamentos. Un ejemplo tpico es la
produccin de insulina que se obtiene a partir
de la levadura Saccharomyces cerevisae, en la
cual se clona el gen de la insulina humana.
Esporangio
Esporas
(Reproduccin
asexual)
Hifa
(Esporangiforo)
Micelio
-
Clasificacin:
Phycomycota (Ficomicetes):
Conformado por hongos terrestres y acuticos. La gran mayora de
Miclogos ubican a los hongos terrestres en el filo Zygomycota
(Cigomicetes), ejemplo: Rhizopus nigricans Moho de pan y a los
acuticos los ubican dentro de los Oomicetes, ejemplo tenemos a
Saprolegnia sp. que genera grandes mortandades en las piscigranjas.
Dentro de las especies que generan prdidas econmicas esta
Phytophthora infestans, que produce la Rancha.
La gran mayora son saprobiontes, algunos parsitos de las plantas,
insectos o pequeos animales del suelo
-
Ascomycota (Ascomicetes):
Algunas veces se les denomina hongos
de saco, debido a que sus esporas
sexuales se producen en pequeos sacos
llamados Ascos. Dentro de este filo se
incluye a las levaduras, que son
unicelulares y cuya reproduccin
asexual es por gemacin, fisin y
sexualmente en esporas.
Saccharomyces cerevisae es usado en la
fermentacin alcohlica, adems en la
panificacin, pastelera las levaduras
desdoblan el azcar en alcohol y CO2 .
La reproduccin sexual implica en este
filo la formacin de espora denominados
Conidios, como se observa en
Penicillium noctatum
-
Basidiomycota (Basidiomicetes): Hongos de Sombrerito
Incluyen a los hongos ms conocidos como
los Championes, algunos son parsitos de
vegetales como el tizn de maz.
Presentan un sombrerillo denominado
basidiocarpio, en el borde inferior se
forman los basidos que contienen 4
basidiospora cada una.
Amanita muscaria, ,
hongo venenoso
Agaricus campestres, hongo comestible
Boletus edulis
-
Trichophyton rubrum Pityrosporum orbiculare
TIA VERSICOLOR
CANDIDIASIS
HONGOS QUE CAUSAN DAOS AL HOMBRE
-
VIRUS
Los virus no encajan en ninguno de los reinos de los seres vivos, pero dado
a sus capacidades infecciosas han sido tomados muy en cuenta y se conoce
que contienen un tipo de cido nucleico (DNA o RNA) como genoma..
Son parsitos intracelulares obligados, es decir que se replican dentro de las clulas vivas,
apoderndose de las enzimas y otra maquinaria metablica de sus hospederos.
El tamao vara desde los 17 nanmetros hasta , aproximadamente, 300 nanmetros.
Estructuralmente estn conformados por 02 componentes principales:
cido nucleico (DNA o RNA)
Cpside de constitucin proteica
Micrografa del virus de la Influenza
Las protenas de la cpside determinan la
especificidad del virus; una clula puede ser
infectada por un virus siempre y cuando la
protena viral encaje en uno de los sitios
receptores especficos de la membrana
celular
-
En algunas infecciones virales la cpside queda fuera de la clula, mientras que el cido
nucleico ingresa, en otras , el virus completo ingresa y en el interior de la clula la cpside
proteica es destruida dejando libre al cido nucleico (parte infectante). En los virus que
contienen DNA este se replica y se transcribe a RNAm; en la mayora de virus que
contienen RNA este cido nucleico se replica y sirve como RNAm. Sin embargo, en otros
el RNA viral se transcribe en DNA y a partir del cual se transcribe en RNAm (este tipo
de transcripcin inversa es caracterstico de los virus causantes de cncer y del VIH). El
virus utiliza todo de la clula hospedera (ribosomas, RNAt, aminocidos y nucletidos)
con el fin de sintetizar las protenas que conformarn sus cpsides. Cuando se completa
el ensamblado de las partculas virales, stas abandonan las clulas, a menudo lisando la
membrana celular.
Los virus se clasifican de acuerdo al contenido del cido nucleico:
Deoxivirus o Adenovirus(DNA): Virus de la viruela, hepatitis B, Varicela,
Herpes simple.
Reovirus o Rinovirus (RNA): Virus de la rabia, Influenza, Poliomielitis,
sarampin, Parotiditis, VIH.
-
Generalmente, ningn agente quimioterpico
ataca a los virus, con pocas excepciones, los
virus han sido impermeables al ataque por
agentes quimioterapeticos; las drogas que
interrumpen exitosamente la replicacin viral
tienen efectos devastadores sobre los procesos
celulares. Sin embargo, los avances recientes
estn dando la esperanza realista para producir
agentes antivirales. Lgicamente, que muchas
infecciones, tanto bacterianas como virales
pueden ser evitadas por inmunizacin.
VIROIDES, son aquellos que atacan a las
plantas causando enanismo y deformaciones
en el crecimiento. Poseen RNA sin cubierta
protenica. El primer viroide reconocido fue
PSTV causante de la enfermedad tubrculo
fusiforme de la papa; en esta enfermedad, la
planta produce papas alargadas y retorcidas,
tambin puede atacar al tomate produciendo
atrofia en el crecimiento y hojas retorcidas.
Lesiones en la hoja de tabaco
producido por el viroide
-
Sarcoma de Kaposi, unas de las consecuencias del VIH
-
Bioelementos:
En el universo existen 92 elementos naturales y la clula esta compuesta por un
restringido conjunto de elementos, seis de los cuales constituyen el 99% de su peso
(Azufre, fsforo, oxgeno, nitrgeno, carbono e hidrgeno) SPONCH
Azufre
Fsforo
Oxgeno
Nitrgeno
Carbono
Hidrgeno
S
P
O
N
C
H
0,64
0,63
61,81
5,14
19,37
9,31
Constituyente de la mayora de protenas
Componente de compuestos como ATP ricos en energa.
fosfolpidos, cidos nucleicos y varias coenzimas esenciales
En la Respiracin (O2), constituyente del agua y de casi
todas las molculas orgnicas.
Constituyente de las protenas y cidos nucleicos.
Constituyente fundamental de molculas orgnicas.
Constituyente del agua y de todas las molculas orgnicas.
97,90
0,10
0,71
77,90
0,83
11,34
8,72
0,32
0,60
73,68
3,04
12,14
9,94
Humano Alfalfa Bacteria
99,60 99,72 FUENTE: Helena Curtis
-
Calcio Cloro Cobalto Cobre Fluor Yodo Hierro Magnesio Manganeso Molibdeno Selenio Potasio Sodio Silicio Vanadio Zinc
Ca
Cl
Co
Cu
F I
Fe
Mg
Mn
Mo
Se
K
Na
Si
V
Zn
Contraccin muscular, componente del hueso.
En la digestin (HCl) y en la fotosntesis.
Parte de la vitamina B12.
Parte del pigmento acarreador de oxgeno en la sangre de moluscos. Factor
de crecimiento. Necesario para el desarrollo del esmalte (dientes).
Parte de la tiroxina (hormona).
Hemoglobina, citocromos. Decremento produce anemia (animales) y clorosis
(vegetales) En la clorofila. Cofactor en algunas reacciones enzimticas
Esencial para algunas reacciones enzimticas
Esencial para algunas reacciones enzimticas
Esencial para el trabajo de muchas enzimas Impulso nervioso, Implicado en smosis y en el balance inico y en la
apertura y cierre de los estomas
Balance salino y en conduccin nerviosa
Revestimiento de diatomeas
Transporte de oxgeno en tunicados
Imprescindible en el crecimiento animal. La deficiencia produce
paraqueratosis en vacunos
-
70 a 80% del peso de la clula,
mayora de reacciones se
realizan en soluciones acuosas
Concentracin esta de acuerdo
Edad Actividad
metablica
El Contenido
varia segn
los rganos
-
LIQUIDO
BIOLGICO U
ORGANO
PORCENTAJE
(%)
Saliva 99,50
Leche 89,00
Sangre 79,00
Rin 83,00
Hgado 70,00
Msculo 76,00
Piel 72,00
Cartlago 55,00
Hueso 22,00
Contenido de agua en
algunos lquidos biolgicos y
rganos en el hombre, segn
Polanovski
-
Caractersticas
generales:
El agua es un termorregulador
-
Na+
Cl -
Debido a su naturaleza polar, las
molculas de agua tienden
agruparse alrededor de los iones y
otras molculas polares
(hidroflicas)
-
Las molculas de agua se unen
transitoriamente formando
una red a travs de enlaces de
Hidrgeno.
La naturaleza cohesiva del agua es responsable de sus propiedades
extraordinarias, tales como la elevada tensin superficial, el alto calor
especfico y el elevado calor de evaporacin.
Enlace de Hidrgeno
-
Acta como
disolvente
universal
Interviene en la actividad
metablica (hidrlisis,
sntesis, reacciones redox,
etc.)
El hombre necesita unos 35 ml de
agua por Kg de peso corporal / da.
La prdida de agua (deshidratacin)
equivalente al 15% del peso corporal
puede ocasionar la muerte.
-
GRUPOS FUNCIONALES
La gran mayora de las molculas de una clula son compuestos de carbono, debido a que este
elemento tiene la capacidad de formar grandes molculas a travs de enlaces covalentes con
otros tomos o entre s formando cadenas y anillos.
Existe ciertas combinaciones simples de tomos, como el grupo metilo (-CH3), hidroxilo (-OH),
carboxilo (-COOH) y amino (-NH2) que tienen propiedades qumicas y fsicas diferentes que
influyen en el comportamiento de las molculas.
X-OH Grupo Hidroxilo Comn en alcoholes, ligeramente polar, tiende a formar enlaces de
hidrgeno. Soluble en agua.
X-NH2 Grupo Amino Comn en aminocidos, base dbil en el agua, acepta un protn o
hidrgeno y adquiere carga positiva:
X COOH Grupo Carboxilo Comn en aminocidos y otras molculas orgnicas, cido
dbil en el agua, libera un protn o donador de hidrgeno,
cuando pierde un in de hidrgeno adquiere carga
negativa:
-
X CH3 Grupo Metilo Comn en molculas orgnicas, apolar, es rechazado por molculas
polares, insoluble en agua (hidrfbico).
X COH Grupo Aldehido Ligeramente polar, soluble en agua, comn en azcares.
X CO X Grupo Cetona Ligeramente polar, soluble en agua, comn en azcares.
-
SALES
MINERALES
Formas
Metales alcalinos
Na, K
Alcalino trreos
Ca, Mg
NH4 +
Funcin
-
CARBOHIDRATOS
O GLCIDOS
PROTENAS O
PRTIDOS
LPIDOS
CIDOS
NUCLEICOS
-
CARBOHIDRATOS O
GLCIDOS
Monosacridos
Disacridos
Polisacridos
-
Enfermedades que se
relacionan con los
carbohidratos
tenemos:
Algunos son
unidades de
cidos nuclecos
Los animales sintetizan
algunos carbohidratos
(Gluconeognesis) pero
el mayor volumen
proviene de los
vegetales
Los vegetales :
Fotosntesis da glucosa
y almacenada como
almidn o convertida a
celulosa Contienen grupos
hidroxilo y un
grupo aldehdo o
cetona
Combustible
principal de
los mamferos
Funciones
estructurales y
metablicas
Distribuidos
en vegetales
y animales Compuestos
terciarios:
C, H, O
- Diabetes mellitus, Galactosemia,
Enfermedad de almacenaje de
glucgeno o enfermedad de Von
Gierke (deficiencia de glucos-6-
fosfatasa)
-
Monosacridos
(Mono = uno; sakcharon = azcar) Aquellos
que no pueden ser hidrolizados en
molculas ms sencillas
SUBDIVISIN
Aldosas
Cetosas
FORMAS
Cadenas abiertas Como anillos
Gliceraldehido Dihidroxiacetona
D - Ribosa
-
Cuadro 7. Pentosas de importancia biolgica.
AZCAR FUENTE IMPORTANCIA BIOQUMICA
IMPORTANCIA
BIOLGICA
D Ribosa cido Nucleico
(ARN)
Elemento estructural de los cidos
nucleicos y de las coenzimas: NAD, ATP,
NADP, flavoprotenas: Vit.B2.
Intermediario de la va Pentosafosfato
Desoxirribosa cido Nucleico (ADN)
D Ribulosa Formada en los procesos
metablicos Intermediario de la va Pentosafosfato
D - Arabainosa Goma arbiga. Goma de
la ciruela y cereza Constituyente de glucoprotenas
Alimento de reserva para
las plantas. Permite retener
agua durante la sequa.
D Xilosa
Se obtiene de la madera,
paja. Gomas vegetales,
peptidoglucanos y
glucosaminoglucanos
Constituyente de glucoprotenas
Alimento de reserva para
las plantas. Permite retener
agua durante la sequa.
D Lixosa Msculo cardiaco Es un constituyente de una lixoflavina,
aislada del msculo cardiaco.
L Xilulosa Intermediario en la va del cido urnico Cuando se encuentra en la
orina: Pentosuria esencial
-
Cuadro 8. Hexosas de importancia fisiolgica
La imposibilidad de
metabolizarla causa
galactosemia y cataratas.
El hgado puede convertirla en glucosa y de
esta forma el organismo puede
metabolizarla. Es sintetizada en las
glndulas mamarias para formas la lactosa
de la leche. Constituyente de las
glucoprotenas y glucolpidos.
Hidrlisis de la
lactosa Galactosa
La intolerancia heredita-ria
de la fructosa condu-ce a la
acumulacin de este
carbohidrato y a
hipoglucemia.
El hgado y el intestino puede convertirla en
glucosa y en esta forma lo usa el organismo.
Jugo de frutas. Miel.
Hidrlisis del azcar
de caa y la Inulina
(procedente de la
alcachofa)
Fructosa
(Levulosa, es
una Acetona )
Presente en la orina
(Glucosuria), y cuando
aumenta en sangre
(Hiperglucemia) se conoce
como Diabetes mellitus
Es el azcar que transporta la sangre y el
que, principalmente, usan los tejidos.
Jugos de frutas.
Hidrlisis del
almidn, el azcar de
caa, maz, maltosa y
lactosa
Glucosa
(Dextrosa, es un
Aldehido,)
IMPORTANCIA
CLNICA IMPORTANCIA FUENTE AZCAR
Las hexosas mencionadas son solubles en agua, se cristalizan y son de sabor dulce. La mayora de
las hexosas son fermentables y las pentosas no lo son.
-
DISACRIDOS
IMPORTANTES
Maltosa Sacarosa
Lactosa Celobiosa
Formado por 02
glucosas, mediante
enlaces -glucosdicos
entre C1 C4.
Formado por la unin de una glucosa y
una fructosa (C1 C2). En el intestino es
descompuesta en sus dos monosacridos
por hidrlisis. Este proceso es necesario
por que el intestino no puede absorber,
eficientemente, la sacarosa y las clulas
del cuerpo no la pueden metabolizar
Azcar de la leche, formado por la unin de una molcula
de glucosa y una de galactosa (C1 C4).
No es tan dulce como la sacarosa, los adultos carecen de
la enzima que degrada a la lactosa, por lo que, pasa al
colon (intestino grueso) en donde bacterias formadora de
gases lo atacan, causando muchas veces flatulencia
Formado por 02
glucosas, mediante
enlaces -glucosdicos
(C1- C4).
-
AZCAR FUENTE IMPORTANCIA CLNICA
Maltosa Digestin con amilasa o hidrlisis del
almidn. Cereales germinantes y la malta
Lactosa Leche. Durante el embarazo puede
aparecer en la orina.
En la deficiencia de lactasa, su
mala absorcin produce
diarrea y flatulencia
Sacarosa Azcar de caa, remolacha, sorgo, pia,
zanahorias.
En la deficiencia de sacarasa,
su mala absorcin produce
diarrea y flatulencia
Cuadro 9. Principales disacridos
-
Polisacridos
Amilopectina
80% en la papa
ALMIDN
Amilosa
20 % en la papa
GLUCGENO: Reserva de los animales, se
almacena a nivel del hgado y msculos. Soluble
en agua y con yodo da un color Pardo
Inulina, Almidn que se encuentra en los tubrculos y
races de dalia, achicoria, alcachofas. Es, fcilmente
soluble en agua caliente pero no forma engrudo.
Compuesta por cadenas lineales puede
contener mil o ms unidades de glucosa,
no ramificada. Se disuelve en agua sin
hincharse y con el yodo da un color azul.
Formada por una cadena principal que se ramifica en
cadenas cortas (entre 24 y 36 glucosas alfa). Puede
contener entre 1000 a 6000 glucosas . Insoluble en
agua fra y al calentarse forma el engrudo, con el yodo
da una coloracin prpura (morado).
-
Funcin estructural en los vegetales. Es
insoluble en agua y soluble en solventes
orgnicos. Tiene una gran fuerza de
tensin (resistencia mecnica). Los
microorganismos juegan papel importante
en la digestin de la celulosa por los
rumiantes y otros herbvoros. Para el
hombre tiene una importancia industrial
como materia prima para la produccin de
seda artificial, plsticos, papel, celuloides,
celofn, etc
Forma parte de la pared celular, se le
considera como materiales de
semi.reserva. Se encuentran en las
cubiertas de las semillas, en las cscaras
de nueces y tejidos leosos,
generalmente asociadas con lignina. En
ciertos vegetales es fuente de alimento
para la plntula durante su germinacin
Es soluble en agua, le da consistencia a
las jaleas. Es parte estructural de la pared
celular.
Funcin estructural de invertebrados,
constituye el exoesqueleto de crustceos
e insectos
Carbohidratos que contienen
aminoazcares y cidos urnicos.
Estn relacionados con elementos
estructurales de los tejidos como el
hueso, la elastina y el colgeno.
-
- Cereales
- Legumbres
- Leche (lactosa)
- Frutas y
verduras
- Dulces
-
REQUERIMIENTOS
Existen variaciones
de acuerdo a la
edad, sexo, situacin
fisiopatolgica
Recomendaciones:
Al menos 100-
125 g/da
50-60%
ingesta calrica
deben ser Carbo-
hidratos
-
Caries
Diabetes mellitus
Galactosemia
Obesidad
-
Lpidos Simples
Lpidos Compuestos
Lpidos Derivados
cidos grasos + alcohol + Otro grupo qumico
-
Saturados
Insaturados
se encuentran los cidos grasos
esenciales que los animales no
pueden sintetizarlos por lo que
necesitan ingerirlos en la dieta
-
CIDOS GRASOS
ESENCIALES PRESENCIA
cido linoleico
cido Linolnico
cido Araquidnico
Maz, soya, semillas de algodn
Aceite de linaza
Aceite de man, componente importante
de los fosfolpidos en los animales
-
steres de cidos grasos con alcoholes diferentes al glicerol. En
vegetales son protectores de superficies, recubren hojas, flores y
frutos como impermeabilizantes. Las ceras vegetales son
utilizadas en le elaboracin de los barnices ms caros y de mejores
grados, para zapatos, pisos, muebles y automviles.
LP
IDO
S S
IMP
LE
S
Glicridos o Grasas
Cridos (Ceras)
cido Graso + Glicerol
-
- Fosfolpidos: Abundantes en el tejido nervioso (30%), yema de huevo, hgado o msculo (10%),
tambin se hallan en vegetales (trigo, soya) y levaduras
2 cidos grasos + Glicerol + Grupo fosfato (Ac. Ortofosfrico) + Grupo variable (Grupo polar)
Colina Lecitinas:
Etanolamina Cefalinas
Serina Fosfatidilserina
Funcin metablica y
estructural en membranas
Poseen 02 colas de cidos grasos, una saturada y la otra insaturada, debido al doble enlace, el cido
graso insaturado toma una configuracin curvada y en lugar del tercer cido graso comn en los
triglicridos, tienen un grupo fosfato que esta unidad a otra molcula orgnica (grupo variable) con
carga elctrica positiva
- Glucolpidos
- Lipoprotenas
-
Estradiol, Testosterona, Progesterona,
aldosterona (hormona corticosuprarrenal)
LP
IDO
S D
ER
IVA
DO
S
Colesterol
Esteroides
Constituyente principal de la membrana celular y
de las lipoprotenas plasmticas. Compuesto
precursor de todos los esteroides. Existe en las
grasas animales pero no en los vegetales
Sales biliares
-
- Mantequilla,
margarina,
aceite
-Carne,
pescado
graso,
volatera y
huevo
- Productos
lcteos
-
REQUERIMIENTOS
Recomendaciones : 30%
caloras de la dieta de origen
lipdico, Repartidas:
7-10% Ac. grasos
saturados
10-15% Ac. grasos
monoinsaturados
-
Ateroesclerosis
Esteatorrea
Obesidad
-
2.6. Metabolismo:
En los tejidos los cidos grasos pueden ser oxidados a Acetil CoA ( B- oxidacin) o esterificados a
triglicridos (grasa), constituyendo, de esta manera la principal reserva calrica del cuerpo.
La Acetil CoA formada por B-Oxidacin tiene varios destinos:
Va Ciclo de Krebs, para generar ATP, CO2 y H2O
Formacin de colesterol (Colesterolognesis), como fuente de carbono y
posteriormente dar origen a los esteroides (Esteroidognesis).
En el hgado forma acetoacetato, precursor de los cuerpos cetnicos, que son
combustibles tisulares alternos, bajo ciertas condiciones, como en la inanicin (ayuno).
-
PROTEINAS
-
Se desnaturalizan
por accin del
calor,
Termolbiles:
Tienen funcin de reserva
alimenticia, estructural y
muchas protenas funcionan
como parte de las enzimas,
transporte, proteccin,
contraccin, etc.
En cada especie la mayora
de las protenas que poseen
son especficas, pero varan
en algunos de ellos por lo
que se considera que
individuo es nico
Cada tejido posee una
distribucin, cantidad y
tipo de protenas que
determina el
funcionamiento y la
apariencia de la clula
Son componentes
estructurales de
las clulas y
tejidos
En el hombre
constituye el 16% de
su peso total y el 50%
del peso seco.
Elevado peso
molecular
Se supone que
una clula de
mamfero tiene
por lo menos
10 000 protenas
diferentes
Se componen de
carbono,
hidrgeno,
oxgeno, nitrgeno
y a veces fsforo o
azufre.
-
AMINOCIDOS
Existen, aproximadamente,
300 aminocidos diferentes en
la naturaleza pero slo 20 de
ellos conforman las protenas
con propiedades diferentes e
importantes
Grupo Amino
(bsico)
Grupo Carboxilo
(cido)
Carbono
Grupo variable
-
+
En los polipptidos, el grupo carboxilo de un
aminocido est unido, por deshidratacin, al
grupo amino del siguiente aminocido y as
sucesivamente. El enlace carboxilo Amino se
conoce como enlace peptdico y una protena
tiene un extremo N terminal o amino y un
extremo C terminal o carboxilo.
En lace Peptdico
-
AMINOCIDOS
HOMBRE
(mg/Kg peso corporal) OTROS (% en dieta seca)
ADULTO NIO RATA POLLO CERDO PECES
Esenciales
Fenilalanina (Fen) 16 132 0,8 1,34 0,88 2,1
Isoleucina (Ile) 12 80 0,5 0,8 0,63 0,9
Lisina (Lis) 12 97 0,7 1,2 0,95 2,0
Leucina (Leu) 16 128 0,75 1,35 0,75 1,6
Metionina (Met) 10 45 0,6 0,93 0,56 1,6
Treonina (Tre) 8 63 0,5 0,75 0,56 0,9
Valina (Val) 14 89 0,6 0,82 0,63 1,3
Triptfano (Tri) 3 19 0,15 0,23 0,15 0,2
Arginina (Arg) - - 0,6* 0,144 0,25* 2,4
Histidina (His) - 33 0,3 0,35 0,23 0,7
Glicina (Gli) - - - 1,5 - -
Asparagina (Asn) - - 0,4** - - -
Prolina (Pro) - - 0,4 0.2 - -
-
Dispensables o No esenciales
Cistena (Cis) a a a a a a
Tirosina (Tir) b b b b b b
Ac. Glutmico (Glu) - - - - - -
Alanina (Ala) - - - - - -
Ac. Asprtico (Asp) - - - - - -
Serina (Ser) - - - c - -
Glutamina (Gln) - - - - - -
Requerimiento
Proteico
0,8
g/Kg
2,2
g/Kg 12% 23% 20% 40%
a = Combinada con Metionina b= Combinada con Fenilalanina
c = Combinada con Glicina (*) Slo crecimiento
(**) Por 3 8 das en una dieta de aminocidos.
-
Los aminocidos se agrupan segn las propiedades de sus cadenas laterales. Los aminocidos con
cadenas laterales no polares son hidrfobos, en tanto que aqullos con cadenas laterales polares son
hidrfilos. Los aminocidos cidos tienen cadenas laterales con un grupo carboxilo. En el pH
celular, el grupo carboxilo se disocia de manera que el grupo R tiene una carga negativa. Los
aminocidos bsicos tienen carga positiva debido a la disociacin del grupo amino en su cadena
lateral. Las cadenas laterales cidas o bsicas son inicas y por tanto, son hidrfilas.
-
ESTRUCTURA
La Insulina fue la primera protena cuya secuencia
de aminocidos fue conocida, est formada por dos
cadenas de polipptidos de 21 y 30 aminocidos
cada una..
Pauling y Corey propusieron dos conformaciones: La
primera, denominada -hlice abarca la formacin de
espirales de una cadena peptdica. La hlice alfa es una
estructura geomtrica muy uniforme y en cada giro se
encuentran 3,6 aminocidos. La estructura helicoidal se
determina y mantiene mediante enlaces por puente de
hidrgeno entre los aminocidos en los giros sucesivos de
la espiral. En la estructura alfahelicoidal, los puentes de
hidrgeno ocurren entre tomos de una misma cadena
peptdica. -hlice
Puentes de
Hidrgeno
La -hlice es la unidad estructural bsica de las protenas fibrosas como la lana, cabello, piel y uas
-
Otra conformacin es la Hoja Plisada , donde los puentes de hidrgeno pueden ocurrir entre
diferentes cadenas polipeptdicas (lmina intercatenaria); cada cadena en forma de zigzag est
completamente extendida y los enlaces de hidrgeno ocasionan la formacin de la estructura en
forma de lmina
-
c) Estructura Terciaria: La estructura terciana
de una molcula de protena est determinada
por la forma que adopta cada cadena
polipeptdica. Esta estructura tridimensional
est determinada por cuatro factores que se
deben a interacciones entre los grupos R:
- Puentes de hidrgeno entre los grupos R de las
subunidades de aminocidos en asas adyacentes
de la misma cadena de polipptidos.
- Atraccin inica entre los grupos R con cargas
positivas y aqullos con cargas negativas.
- Interacciones hidrfobas derivadas de la
tendencia de los grupos R no polares para
asociarse hacia el centro de la estructura
globular, lejos del Lquido que los rodea.
- Los enlaces disulfuro, que son covalentes (-S-
S-), unen los tomos de azufre de dos
subunidades de cistena. Estos enlaces pueden
unir dos porciones de una misma cadena o dos
cadenas distintas.
-
d) Estructura cuaternaria
Las protenas compuestas de dos o ms
cadenas de polipptidos adquieren una
estructura cuaternaria: cada cadena muestra
estructuras primaria, secundaria y terciaria y
forma una molcula protenica
biolgicamente activa.
La hemoglobina, protena de los glbulos
rojos encargada del transporte de oxgeno, es
un ejemplo de protena globular con
estructura cuaternaria. La hemoglobina est
compuesta por 574 aminocidos dispuestos
en cuatro cadenas polipeptdicas: dos
cadenas alfa idnticas y dos cadenas beta
idnticas entre s. Su frmula qumica es
C3032H48160872S8Fe4
-
CLASIFICACIN
A) Protenas simples: Compuesto slo por aminocidos, en uno o ms
polipptidos.
B) Protenas conjugadas o complejas: Protenas simples unidas covalente-mente
con radicales no proteicos (Grupo prottico)
C) Glucoprotenas: El grupo prottico es un carbohidrato: Globulinas, hormonas
gonadotrpicas.
Cromoprotenas: Grupo prottico es un pigmento
Lipoprotenas: El grupo prottico es liposoluble: fosfolpidos, grasa,
colesterol.
Nucleoprotenas: Ribosomas, RNA.
Metaloprotenas: Citocromo oxida-sa, hierro, cobre, etc.
Flavoprotenas: Deshidrogenasa succnica, FAD.
-
Protenas fibrosas: Son importantes para mantener la forma fsica de un organismo. Pueden ser
intracelulares o extracelulares:
Colgeno: Principal componente del tejido conectivo, como los tendones, los ligamentos y las
envolturas musculares, constituye, alrededor de 25% de la protena en los humanos. Posee gran
fuerza tensil; se calcula que una fibra de 1 mm de dimetro es capaz de soportar ms de 10 Kg de
peso. La lisina y la prolina pueden convertirse en hidroxilisina e hidroxiprolina, respectivamente,
despus de incorporarse al colgeno. Estos aminocidos dan origen a enlaces cruzados entre las
cadenas peptdicas del colgeno, dichos enlaces aportan la firmeza y la fuerza de las molculas del
colgeno, que es uno de los principales componentes del cartlago, del hueso y de otros tejidos
conectivos. Es la que convierte a la carne en menos tierna, es insoluble e indigerible, es una
protena de muy baja calidad.
Elastina: Da la elasticidad al tejido conectivo, constituyente de arterias y tejidos elsticos. Con la edad
pierde su propiedad elstica. Si alguien se pellizca el dorso de la mano y la piel regresa
inmediatamente a su posicin normal indica que se es joven.
Queratina: Es la protena del pelo, de la capa externa de la piel, tambin, se le encuentra en la lana,
plumas, garras, uas, cuernos y las escamas. Es una protena, bsicamente, intracelular. Son muy
ricas en uniones disulfuro que entrelazan la molcula, debido a su elevado contenido de cistina
(22%), este tipo de enlaces son responsables de la maleabilidad del pelo. Es decir, algunas mezclas
usadas en la permanente, rompen este tipo de enlace, desnaturalizando de manera reversible la
protena del cabello, lo que permite adoptar formas nuevas estticas.
Por su conformacin estructural se clasifican:
-
Protenas globulares: Incluyen las enzimas, hormonas proteicas y protenas portadoras de
oxgeno:
Albminas: Son solubles en agua y constituyen una parte significativa de la protena srica y
de la protena del huevo.
Globulinas: Son insolubles en el agua pero su solubilidad aumenta con cambios en la
concentracin de sales neutras.
Mioglobina: Almacena oxgeno. Bajo condiciones de escasez, en un ejercicio excesivo,
el oxgeno almacenado se libera para usarse en las mitocondrias para generar ATP.
Hemoglobina: Realizan 2 funciones importantes: Transportan oxgeno del aparato
respiratorio hacia los tejidos perifricos y desde estos, transportan el CO2 hasta los
pulmones para ser excretados.
Algunas protenas se encuentran entre los de tipo fibroso y globular: Miosina, fibringeno, etc
-
3.5. Fuentes
- Primarias: Carne, pescado, huevos y lcteos
- Secundarias: Cereales y legumbres
3.6. Requerimientos
Las necesidades son funcin de la calidad de la protena ingerida y situacin fisiolgica o patolgica
- Aminocidos esenciales (3-16 mg/Kg)
- Protena (2,2 g/Kg lactantes; 0,8 g/Kg en adultos)
3.7. Enfermedades relacionadas
- Kwarsiorkor: Dficit protena
- Marasmo: Dficit protena + energa
- Fenilcetonuria: Error innato por dficit del enzima (que transforma Phe en Tyr.)
- Gota: Depsito Ac. rico procedente purinas
-
ALIMENTO Valor NPU CONTENIDO
PROTEICO (%)
Huevos 94 13
Legumbres 30 21 - 26
Soja 72 37
Harina de trigo 35 10 -12
Papa 67 2
Carne vacuno 76 19
Pescado 80 18 aprox.
Leche 86 3 - 4
Contenido de protena (%) y valor alimenticio de la misma en unidades NPU
NOTA: NPU (net protein utilization) el valor ideal es de 100 NPU
-
ENZIMAS APOENZIMA COENZIMA
COFACTOR
PARTE PROTEICA PARTE NO PROTEICA
Aceleran
reacciones
qumicas
Sustancias
Importantes
Medicina
Industria qumica
Alimentos
Agronoma
Limpieza
Enfermedades
Hereditarias
Anomalias accin
enzimtica
CATALIZADOR
-
Estn presentes en pequeas cantidades.
Est conformada por una parte proteica (Apoenzima) y una No Proteica (Coenzima) que es una molcula
orgnica especfica, pequea y termoestable y de bajo
peso molecular.
Durante una reaccin no se modifican de manera irreversible, por lo que, le permite participar en la
catlisis de numerosas reacciones individuales.
Reaccionan en una forma especfica.
La funcin de una enzima es aumentar la velocidad de una reaccin. Las enzimas no modifican los
equilibrios de reaccin. Es decir, no determinan si
una reaccin es favorable o desfavorable.
PROPIEDADES
ENZIMAS
-
3. FORMA, ESPECIFICIDAD Y ACCIN ENZIMTICA:
Una parte muy importante de las enzimas es el sitio cataltico o sitio activo, que es un nicho o
depresin sobre la superficie de la molcula, su forma y la configuracin de las fuerzas de
unin presentes all hacen que la enzima sea especfica para un sustrato y el complejo formado por
la unin se llama Complejo Enzima Sustrato (E S) cuando la reaccin ha terminado, el
sustrato queda alterado qumicamente formando el Producto, mientras la enzima no sufre ninguna
alteracin y queda libre para seguir actuando en una nueva reaccin del complejo E S.
La reaccin enzimtica puede resumirse de la siguiente manera:
P + E
Enzima Sustrato
S + E E-S Enzima
Producto Enzima Sustrato
Debido a que las enzimas no son estructuras rgidas, la hiptesis de la relacin E S propuesto
por Emil Fischer (1890) qued en desuso (Hiptesis Llave y cerradura), ahora se propone la
hiptesis del ajuste inducido.
-
Hiptesis del Ajuste Inducido: (Modelo propuesto por Koshland)
Propone, que cuando el sustrato se une al sitio cataltico de la enzima, el sitio cambia para
adaptarse al sustrato, esto origina una tensin sobre el sustrato con el rompimiento qumico de
los enlaces especficos, con ayuda del agua (reacciones hidrolticas)
ENZIMA
SUSTRATO
Sitio cataltico flexible
Aminocido
Sitio Alostrico
El sitio cataltico cambia de
forma y se adapta al sustrato,
lo que origina una tensin y
permite el rompimiento del
enlace R1 R2
Entra el agua
(Reaccin hidroltica)
-
4. INHIBIDORES ENZIMTICOS:
Inhibicin competitiva: Es cuando el inhibidor compite con el sustrato para tener acceso al sitio
cataltico de la enzima
La inhibicin competitiva se utiliza en el tratamiento de envenenamiento con metanol, que se convierte
en formaldehdo por la enzima alcohol deshidrogenasa; el formaldehdo lesiona muchos tejidos, en
especial los ojos. El etanol compite con el metanol por la enzima, de modo que la terapia para el
envenenamiento con metanol es la aplicacin endovenosa de etanol, lo cual hace que la formacin de
formaldehdo sea lo suficientemente lenta como para que el metanol se pueda eliminar, inocuamente,
en la orina.
-
Inhibicin No Competitiva: El sustrato e inhibidor no compiten por el sitio cataltico; el inhibidor
acta en un sitio diferente al cataltico denominado sitio alostrico, que al ser ocupado por el
inhibidor provoca un cambio conformacional de la estructura de la enzima, que altera la estructura
del sitio cataltico y, por ende, sus propiedades catalticas.
A la inhibicin alostrica se le denomina: Inhibicin por producto final o inhibicin por
retroalimentacin
-
Efectos de los inhibidores en la cintica enzimtica
-
Para entender la actividad cataltica de las enzimas es necesario, en primer lugar, diferenciar entre
equilibrios de reaccin y velocidades de reaccin
Cualquier reaccin, por ejemplo S P,
donde S es el sustrato y P es el producto,
puede describirse mediante un diagrama de
la coordenada de reaccin, que es una
descripcin grfica del camino energtico de
la reaccin.
En su forma normal estable, o estado basal, cualquier
molcula (tal como S o P) contiene una cantidad
caracterstica de energa. El equilibrio entre S y P
refleja la diferencia de la energa (G) de sus estados
basales. En el ejemplo que se muestra en la figura, la
energa del estado basal de P es inferior al de S, con lo
que el equilibrio favorece la degradacin de S y la
formacin de P. Este equilibrio no es afectado por la
actividad de la enzima.
No obstante, un equilibrio favorable no indica que la
conversin S P sea rpida. Para que haya
reaccin las molculas han de superar una barrera
representada por la colina energtica de la figura,
que es el resultado de una serie de reacomodos que
tienen que producirse en las molculas participantes
(alineamiento de los grupos reactivos, formacin de
cargas inestables transitorias, reordenamientos de
enlaces, etc.)
-
En la cumbre de la colina energtica existe un punto en
el que la cada hacia el estado S o P es igualmente
probable (en cualquier caso es de bajada). Es lo que se
denomina el estado de transicin. El estado de transicin
es un momento molecular fugaz en el que
acontecimientos tales como rotura de enlace, formacin
de enlace y desarrollo de carga han llegado al preciso
instante en el que la vuelta al estado inicial del sustrato o
la generacin de un producto son igualmente probables.
La diferencia entre los niveles de energa del estado
basal y del estado de transicin se denomina energa de
activacin.
La velocidad de una reaccin refleja esta energa de activacin, ya que si la energa de activacin es
ms elevada, la reaccin es ms lenta. Las velocidades de reaccin pueden aumentarse incrementando
la temperatura, mediante la que se aumenta el nmero de molculas con energa suficiente para
superar la barrera energtica. De modo alternativo, puede disminuirse la energa de activacin
aadiendo un catalizador. Los catalizadores (como las enzimas) aumentan las velocidades de reaccin
disminuyendo la energa de activacin.
-
Se puede ilustrar este principio general considerando la reaccin de la glucosa con el O2 para
formar CO2 y H2O, que representa los estados inicial y final del proceso de respiracin que veremos
ms adelante.
Glucosa + Oxgeno CO2 + H2O
Esta reaccin tiene una variacin de energa libre muy grande, ya que el contenido de energa libre
de la glucosa es notoriamente mayor que el de los productos, por lo que la reaccin debera ser
espontnea, es decir que la glucosa debera descomponerse rpidamente formando dixido de
carbono y agua. Sin embargo, se puede colocar glucosa en un recipiente con oxgeno de manera
casi indefinida sin que reaccionen. En cambio, en las clulas la glucosa es degradada rpidamente a
CO2 y H2O en una ruta metablica catalizada por enzimas. Estas enzimas no slo aceleran las
reacciones sino que las organizan y controlan de tal manera que gran parte de la energa liberada en
este proceso se recupera en otras formas que pueden ser utilizadas por la clula para realizar todas
sus funciones. Esta es la ruta primaria de formacin de energa para las clulas y las enzimas que
actan en ella permiten que el proceso tenga lugar en una escala de tiempo til para las clulas
-
5. CLASIFICACIN:
La Comisin Internacional de Enzimas ha recomendado dividirlos en 06 grandes grupos:
Oxidorreductasas: Catalizan las reacciones de oxido reduccin. Es decir, participan en
la transferencia de un electrn o tomo de Hidrgeno de un donador (se oxida) a un
aceptor (se reduce).
Transferasas: Catalizan la transferencia de un grupo G (distinto al hidrgeno) entre un
par de sustratos.
S G + S S + S G
Hidrolasas: Catalizan la ruptura de enlaces C O, C N , C C y algunos otros enlaces
con adicin de agua.
Liasas: Rompen enlaces C C , C O , C N y otros enlaces dejando doble ligaduras o
agregando grupos a las dobles ligaduras.
Isomerasas: Catalizan la interconversin de ismeros pticos, geomtricos o de posicin.
Ligasas: Participan en la unin de dos molculas acopladas por la hidrlisis de ATP u otro
trifosfato. Los enlaces que forman pueden ser C O, C S , C N , C C .
-
6. FACTORES QUE MODIFICAN LA ACTIVIDAD ENZIMTICA:
Concentracin de la enzima: Concentracin del sustrato:
Efecto de la Temperatura: Efecto del pH
-
Las enzimas son protenas con forma especfica
Las enzimas son especficas, reaccionan con su sustrato especfico.
Tienen sitios catalticos flexibles (ligeramente), los que se adaptan a la conformacin
molecular del sustrato.
Finalizan la reaccin sin ninguna alteracin y pueden usarse una y otra vez hasta su
degradacin molecular normal.
Pueden actuar en reacciones catablicas y anablicas.
Reducen el calor de activacin requerido para que se produzca una reaccin.
La velocidad de reaccin depende de la concentracin de sustrato, temperatura, pH, etc.
La accin de una enzima puede ser reversible y depende muchas veces de las cantidades
relativas de sustrato y producto.
7.0. RESUMEN DE LAS CARACTERSTICAS Y FUNCIONES:
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8. ENZIMAS DIGESTIVAS EN EL HOMBRE:
GLNDULA ENZIMA pH
PTIMO SUSTRATO PRODUCTO FINAL
Salivales Ptialina o Amilasa
salival 6,4 - 6,8
Almidn Maltosa
Gstricas
(Jugo gstrico)
Pepsina 2
Protenas Pptidos y Polipptidos
Pncreas
(Jugo pancretico)
Amilasa pancretica
Lipasa pancretica
Tripsina
Quimotripsina
Carboxipeptidasa
Ribonucleasas
Desoxirribonucleasa
8
8
8
8
8
8
8
Almidn
Lpidos
Protenas
Protenas
Pptidos
RNA
DNA
Maltosa
Glicerol + Ac. Grasos
Pptidos y aminocidos
Pptidos y aminocidos
Aminocidos
Nucletidos
Nucletidos
Intestinales
(Jugo intestinal)
Aminopeptidasas
Nucleasas
Maltasa
Sacarasa
Lipasa
7,5 - 8,5
7,5 - 8,5
7,5 - 8,5
7,5 - 8,5
7,5 - 8,5
Pptidos
DNA y RNA
Maltosa
Sacarosa
Lpidos
Aminocidos
Nucletidos,
nuclesidos y bases
nitrogenadas
Glucosa
Glucosa y fructosa
Glicerol + Ac. grasos