Seminario de Química CCH- Naucalpan LÍPIDOS (GRASAS) García García Osvaldo y Gutiérrez Muñoz...

Seminario de Química CCH- Naucalpan

LÍPIDOS (GRASAS)

García García Osvaldo y Gutiérrez Muñoz Miguel


ÁCIDOS GRASOS

•Los ácidos grasos son moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada de tipo lineal. Cuentan con un número par de átomos de carbono (entre 4 y 24).

• Tienen en un extremo un grupo carboxilo (-COOH). ácidos.

• En la naturaleza es muy raro encontrarlos en estados libre.

• Están formando parte de los lípidos


• Los ácidos grasos saturados sólo tienen enlaces simples entre los átomos de carbono

• Suelen ser sólidos a temperatura ambiente• Abundan en los animales


• Los ácidos grasos insaturados tienen uno (monoinsaturados) o varios enlaces dobles (poliinsaturados)

• A temperatura ambiente están en estado líquido• Son abundantes en el reino vegetal


Grasas y AceitesGrasas y Aceites• Tienen Tienen 1, 2 o 3 ácidos grasos1, 2 o 3 ácidos grasos unidos al unidos al glicerolglicerol

• Ácido graso: Cadena de carbonos con un grupo Carboxilo (-COOH) y radicales hidrógeno (-H)

Glicerol: : Alcohol de tres Carbonos unidos a tres grupos Hidroxilos (–OH), Hidroxilos (–OH), y radicales hidrógeno (-H)(-H)

Carboxilo

Cadena de hasta 36 Carbonos unida a H

Alcohol de tres C y tres grupos - OH


Reacción de esterificación

En la esterificación, uno, dos o tres ácidos grasos se une a molécula de glicerina también llamado glicerol, mediante un enlace covalente, formando un éster y liberándose una molécula de agua.


Funciones de los LípidosFunciones de los Lípidos• Las grasas y los aceites: En comparación con

otras biomoléculas son fuente de mayor energía.• Grasas: 9.5 kcal/g• Hidratos de carbono: 4.2 kcal/g • Proteínas: 4.1 kcal/g


ENRANCIAMIENTO DE GRASAS Y ACEITES (OXIDACIÓN)

La autooxidación de los ácidos grasos. La autooxidación o enranciamiento de los ácidos grasos insaturados se debe a la reacción de los dobles enlaces con moléculas de oxígeno. Por esta reacción, los dobles enlaces se rompen y la molécula de ácido graso se escinde, dando lugar a aldehídos.

CH3-(CH2)n-CH=CH-(CH2) n-COOH + O2

CHO-(CH2) n-COOHCH3-(CH2)n-CHO


BIBLIOGRAFÍA

http://iris.cnice.mecd.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/contenidos17.htm

http://www.biologia.edu.ar/macromoleculas/adn.htm#Ácidos%20Nucleicoshttp://laguna.fmedic.unam.mx/~leonor/http://www.aula21.net/Nutriweb/pagmarco.htm


CARBOHIDRATOS

Osvaldo García García y Miguel Muñoz Gutiérrez


Fuente de obtención de carbohidratos

Los carbohidratos son sintetizados por todos los vegetales verdes, a través del proceso denominado fotosíntesis, que se representa como sigue:

6CO2 + 6H2O + Luz → C6H12O6 + 6O2

Glucosa

Una serie de reacciones complejas que utilizan la luz del sol como fuente de energía para transformar el dióxido de carbono y el agua en glucosa y oxígeno


Los carbohidratos pueden ser clasificados dependiendo el número de monómeros (sacáridos) que liberan al hidrolizarse. Así, si un carbohidrato no genera unidades más simples, se denomina monosacárido, si genera dos unidades de monosacárido se denomina disacárido, y si libera más de tres se denominan polisacáridos.

Clasificación general de carbohidratos

MONOSACÁRIDO

POLISACÁRIDO

2 monosacáridos

3-10 monosacáridos

DISACÁRIDO

OLIGOSACÁRIDO

> 10 monosacáridos

1 monosacárido


ALDOSAS CETOSAStienen el GRUPO ALDEHÍDO (-COH) tienen el GRUPO CETONA (-CO)

Ej: D-glucosa (6C)Ej: D-fructosa (6C)

Formula general del grupo aldehído

(R es la restante parte de la molécula)

Formula general del grupo cetona

(R es la restante parte de la molécula)

MONOSACÁRIDOS• Los carbonos están unidos a grupos hidroxilo (-OH), y a radicales Hidrógeno (-H).

• Los monosacáridos pueden ser clasificados con base en el grupo funcional (posición del grupo carbonilo C=O ). El grupo carbonilo puede ser un grupo aldehído (-CHO), o un grupo cetona (-CO-).


MONOSACÁRIDOS

Según el número de átomos de carbonos

Triosas 3 carbonos (CH2O)3

Tetrosas 4 carbonos (CH2O)4

Pentosas 5 carbonos (CH2O)5

Hexosas 6 carbonos (CH2O)6

Eptosas 7 carbonos (CH2O)7

Los MONOSACÁRIDOS más importantes son los de 3, 5 y 6 carbonos


Reacciones de condensación

• Los disacárido y polisacáridos se forman por reacciones de condensación, que van acompañados de la formación de moléculas de agua.

• Cada uno de los monómeros en una reacción de condensación tiene un grupo hidroxilo (OH) y un grupo hidrógeno (H). En el curso de la reacción, se remueve un H de un monómero y un OH del otro.

• El H y OH se combinan para formar agua (H2O) y forma un enlace que une a los dos monómeros. Las reacciones de condensación también se les llama reacciones de deshidratación, porque se remueve agua de los reactantes.


ENLACE GLUCOSÍDICOENLACE GLUCOSÍDICO

El enlace glucosídico es el enlace que une 2 o más monosacáridos para formar un disacárido o polisacáridos, se da entre el –OH de un monosacárido con el –OH de otro. Se forma un eter: R-O-R1 y una moléculas de agua, través de una reacción de condensación o deshidratación


Muchos polisacáridos, a diferencia de los azúcares, son insolubles en agua. La fibra dietética consiste de polisacáridos y oligosacáridos que resisten la digestión y la absorción en el intestino delgado, pero son completamente o parcialmente fermentados por microorganismos en el intestino grueso. Los polisacáridos que se describen a continuación son muy importantes en la nutrición, la biología, o la preparación de alimentos.


ALMIDÓN

Es la forma principal de reservas de carbohidratos en los vegetales. El almidón es una mezcla de dos sustancias: amilosa, un polisacárido esencialmente lineal, y amilopectina, un polisacárido con una estructura muy ramificada. Las dos formas de almidón son polímeros de α-D-Glucosa.

enlaces α 1-4

Estructura del almidón


CELULOSAA pesar estar formada por glucosas, no la podemos utilizar como fuente de energía, ya que no es digerible porque no contamos con la enzima necesaria para romper los enlaces β-1,4-glucosídicos; sin embargo, es importante incluirla como fibra dietética porque facilita la digestión

enlaces β 1-4

La CELULOSA tiene función estructural. Se encuentra en la pared celular de las células vegetales. Es la sustancia orgánica más abundante en la naturaleza

Estructura de la celulosa


Las enzimas son catalizadores proteicos que aceleran la velocidad delas reacciones metabólicas. En la digestión, degradada a las biomoléculas en sus componentes más sencillos para ser absorbidas a nivel del tubo digestivo

Entre los principales factores que pueden modificar la acción enzimática se tienen:a.La temperatura: Acelera la velocidad de la reacciones. Sin embargo, por que la mayoría de éstas son estructuras proteicas , pueden ser desnaturalizadas a medida que se aumenta la temperatura y así perder su actividad biológica.

b.La temperatura a la cual se observa la máxima actividad enzimática sedenomina temperatura óptima.

c. El pH: Cada enzima posee un pH característico donde puede realizar su función ( pH óptimo), cualquier variación del mismo puede afectar la acciónenzimática y así afectar la velocidad de las reacciones químicas.

HIDRÓLISIS DEL ALMIDÓM


Energía química en el organismo

•El oxígeno presente en el aire que respiramos se combina con los átomos de carbono e hidrógeno presentes en las moléculas de los alimentos liberando energía, dióxido de carbono y agua.

•Un ejemplo de éstas es la degradación de la glucosa que, durante la respiración celular, produce CO2, H2O y energía, de acuerdo con la siguiente reacción:

•Estas moléculas son de tres tipos básicos: carbohidratos, lípidos y proteínas. Cualquiera de estos grupos puede combinarse con oxígeno y generar la energía necesaria para la vida.

REACCIONES DE OXIDACIÓN (COMBUSTIÓN)


La celulosa, como el almidón están hechos de monómeros de glucosa, pero que se unen entre sí de una manera diferente.

En las moléculas de almidón, todas las moléculas de glucosa están orientadas el lado derecho hacia arriba, y los animales tienen enzimas que pueden hacer frente a este tipo de bonos. En la celulosa, sin embargo, el monómero de glucosa está al revés, creando un tipo diferente de enlace. Enzimas animales están perplejos por esto y no pueden encontrar la manera de romper estos lazos.

DIFERENCIA ENTRE LA ESTRUCTURA DEL ALMIDÓN Y DE LA CELULOSA


García García Osvaldo y Gutiérrez Muñoz Miguel


Concepto

Las proteínas se pueden definir como polímeros formados por la unión, mediante enlaces peptídicos, de unidades de menor masa molecular llamadas aminoácidos.


Aminoácidos: Son las unidades fundamentales de las proteínas

Los aminoácidos están compuestos por un grupo amino (-NH2), un grupo carboxilo (-COOH), un átomo de hidrógeno (H) y una distintiva cadena lateral (R), todos ellos unidos a un átomo de carbono (carbono ).

C COOHNH2

R

H

Fórmula general de un aminoácido

La cadena lateral es distinta en cada aminoácido y determina sus propiedades químicas y

biológicas.


Aminoácidos esencialeles

isoleucina lisina

leucina metionina

fenilalanina

valina

triptofano treonina

• Los aminoácidos se clasifican como esenciales y no esenciales en la dieta humana; son aminoácidos esenciales aquellos que se requieren en la dieta ya que no pueden ser sintetizados por el organismo.

Los aminoácidos esenciales son:


Reacción de condensación

Cuando reaccionan el grupo carboxilo de un aminoácido con el grupo amino de otro, ambos aminoácidos quedan unidos mediante un enlace peptídico.

Se trata de una reacción de condensación en la que se produce una amida y una molécula de agua. La sustancia que resulta de la unión es un dipéptido.


ENLACE PEPTÍDICO

. La reacción más importante de los aminoácidos es la formación de enlaces peptídicos. Las aminas y los ácidos reaccionan para formar amidas con la pérdida de agua


PÉPTIDOS

La unión de dos o más aminoácidos (aa) hasta un máximo de 100 mediante enlaces peptídicos da lugar a los péptidos.

2 aa Dipéptido 3 aa Tripéptido de 4 a 10 aa Oligopéptido de 10 a 100 aa Polipéptido

A partir de 100 aminoácidos la sustancia recibe el nombre de proteína propiamente dicha.


Péptidos y polipéptidos

Formación. La unión de aminoácidos produce cadenas peptídicas, también llamadas polipéptidos cuando son muchos los aminoácidos unidos. El enlace peptídico es el enlace formado entre el grupo -carboxilo de un aminoácido y el grupo -amino de otro. En el proceso es removida agua.


H N C C O H

H R1

H O

H N C C O H

H R2

H O

+

H N C C

H R1

H O

N C C O H

H R2

H O

H2O

Reacción de formación del enlace peptídico

Aminoácido 1 Aminoácido 2

dipéptido

Enlace peptídico


H N C C

H R1

H O

N C C O H

H R2

H O

Amida

Amida constituida al unirse el grupo carboxilo de un aminoácido con el grupo amino del siguiente.

Es de destacar que al primer aminoácido le queda libre el grupo amino y al segundo le queda libre el carboxilo. Estos serán los extremos amino terminal (H o H2N) y carboxilo terminal (OH o -COOH) de toda cadena proteica.


H N C C O H

H R1

H O

H N C C O H

H R2

H O

Reacción de formación del enlace peptídico (animación)

Aminoácido 1 Aminoácido 2


H N C C

H R1

H O

N C C O H

H R2

H O

Reacción de formación del enlace peptídico (animación)

H2O

dipéptido


Digestión de proteínas

Consiste en su degradación, a través de un proceso de hidrólisis a polipéptidos , tripéptidos y dipéptidos y finalmente aminoácidos. En el estómago las proteínas son transformadas por acción enzimática en aminoácidos para poder ser absorbidas por el organismo en el intestino delgado.


Reacción de hidrólisis

• La ruptura de un péptido en cadenas más cortas se lleva a cabo en medio ácido con la acción de enzimas como la tripsina y la quimiotripsina

• Tripsina: rompe la cadena por los grupos carboxilo de los aminoácidos básicos lisina y arginina

• Quimiotripsina: rompe la cadena por los grupos carboxilo de los aminoácidos aromáticos fenilalanina, tirosina y triptófano


Influencia del pH y de la temperatura en la actividad enzimática

Pepsina Tripsina

Cada enzima actúa a un pH óptimo. Cada enzima tiene una temperatura óptima para actuar.

pH óptimo

Tª óptimapH

óptimo

Los cambios de pH alteran la estructura terciaria y por tanto, la actividad de la enzima.

Las variaciones de temperatura provocan cambios en la estructura terciaria o cuaternaria, alterando la actividad del enzima.


Hidrólisis de Enlaces PeptídicosHidrólisis de Enlaces Peptídicos


Comportamiento de una enzima

Ene

rgía

Progreso de la reacción

Variación de la energía

Energía de activación con la enzima

Energía de activación sin la enzima

Energía de los productos

Energía de los reactivos

Las enzimas actúan como un catalizador:

Disminuyen la energía de activación. No cambian el signo ni la

cuantía de la variación de energía libre.

No modifican el equilibrio de la reacción. Aceleran la llegada del equilibrio. Al finalizar la reacción

quedan libres y pueden reutilizarse.


Bibliografía• Wade, L. G. (2004) Aminoácidos, péptidos y proteínas.

Química Orgánica, 5° edición. Pearson Educación, Madrid, España, p. 1114-1133

• Sittman D. Amino acid and protein structure. En: Davidson VL, Sittman DB, editores. Biochemistry. 4 ed. Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins; 1999. p. 11-28.

• Rodwell VW. Aminoácidos. En: Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW, editores. Bioquímica de Harper. 14 ed. México D. F.: El Manual Moderno; 1997. p. 29-38.


VITAMINAS


• Son compuestos orgánicos de estructura química relativamente simple.

• Se hallan en los alimentos naturales en concentraciones muy pequeñas.

• Son esenciales para mantener la salud y el crecimiento normal.

• No pueden ser sintetizados por el organismo, por lo que deben ser provistos con la dieta

• Muchas vitaminas integran sistemas enzimáticos, como coenzimas o formando parte de moléculas de coenzimas.

• Otras ocupan un papel similar al de las hormonas.


Hidrosolubles

- Complejo B

- Vitamina C

Liposolubles

- Retinol (vitamina A)

- Calciferol (vitamina D)

- Tocoferol (vitamina E)

- Vitamina K

Clasificación


Función de las vitaminas hidrosolubles como coenzimas

Rivoflavina B2 Forma parte de las coenzimas que actúan como deshidrogenasas que intervienen en la respiración celular.

Ácido Pantoténico B3 Forma parte de las coenzima A, transportadora de grupos acilo en la oxidación de ácidos grasos y ácido pirúvico.

Ácido Nicotínico y Nicotinamida B5 Forma parte de las coenzima que actúan como deshidrogenasas en procesos de oxidación de glúcidos y prótidos.

Piridoxal B6 es una coenzima de enzimas transferasas que intervienen en el metabolismo de los aminoácidos y otros compuestos. .

Ácido Fólico es una coenzima de transferasas de grupos monocarbonados. . Metabolismo de aa.

Cobalamina B12 coenzima de transferasas de grupos metilos.


MINERALES

Los elementos minerales constituyen proporción pequeña (4%) de los tejidos corporales. Sin embargo, son esenciales como componentes formativos y en muchos fenómenos vitales. Algunos de ellos forman tejidos duros como los huesos y los dientes; otros se encuentran en los líquidos y tejidos blandos.


• Los elementos minerales imprescindibles para el organismo suelen clasificarse en macronutrimentos o micronutrimentos.

• Se consideran macronutrimentos a los iones calcio, fósforo, potasio, azufre, cloro, sodio y magnesio.

• Se consideran micronutrimentos u oligoelementos a los iones hierro, yodo, flúor, zinc, cobre, cromo, selenio, cobalto II y manganeso.

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