Estructura y funciones de los glúcidos, proteínas y ácidos nucleicos

Osas, hexosas. Glucosa: aldohexosa, retiene energía solar, obtener energía mediante respiración celular, libre en uva, almidón, celulosa, sangre, glucógeno. Galactosa: Aldohexosa, constituyente de determinados polisacáridos complejos y de las fracciones de oligosacáridos de glucolípidos y glucoproteínas. Fructosa: Cetohexosa levógira, frutas, miel, sacarosa, líquido seminal.

Disacáridos oligosacáridos. Lactosa: β-D-galactosa1-4β-D-glucosa enlace monocarbonílico, libre en leche. Sacarosa: α-D-glucosa1-2β-D-fructosa enlace dicarbonílico, caña de azúcar y remolacha. Celobiosa: β-D-glucosa1-4β-D-glucosa, mono, hidrólisis de celulosa. Maltosa: α-D-glucosa1-4α-D-glucosa, mono, hidrólisis de almidón. Isomaltosa: α-D-glucosa (1-6)α-D-glucosa, mono, hidrólisis de almidón y glucógeno.

Enlace monosacárido: primer monosacárido con su –OH hemiacetálico, segundo con alcohol. Enlace disacárido: dos con –OH hemiacetálico.

Esteroisómero: presencia de un C asimétrico en el gliceraldehído significa que los 4 radicales del 2C se pueden disponer según dos configuraciones distintas, no superponibles. Enantiómero: uno constituye la imagen especular.

D y L: tenemos que fijarnos en el último C asimétrico del monosacárido. Si el grupo –OH está situado a la derecha es D, izquierda es L. Mismas funciones biológicas pero distinta actividad óptica.

Enlace O-glucosídico: -OH del C anomérico del 1 monosaca más –OH unido a un C del 2 monosacárido. Se desprende H2O.

Celulosa: No ramificado, moléculas de β-D-glucosa unidas por enlaces β1-4, insoluble, función estructural, se encuentra en vegetales. Almidón: ramificado, α-D-glucosa, función reserva energética estructural, se encuentra en amiloplastos. Glucógeno: sí ram, α-D-glucosa ramificaciones cada 8 o 10 restos de glucosa, función reserva en animales, localización en células del hígado y músculo estriado.

Propiedades: reductores, enlace O-glucosídico, N-glucosídico (-OH + compuesto aminado=aminoazúcares), dulces, cristalizables, polares, solubles.

Animales: Ácido hialurónico (ácido glucorónico y N-acetilglucosamina unidos por enlaces β(1-3) y (1-4). Sustancia intercelular, líquido sinovial de rodilla). Heparina (sintetizado por basófilos y mastocitos. Anticoagulante.)

Proteoglucanos o mucinas: macromoléculas formadas por glucosaminoglicano y proteínas en %similar. Forman mucosas.

Peptidoglucano o mureína: macromolécula constituida por un heteropolisacárido de N-acetilglucosamina unido por enlace β(1-4) y una pequeña fracción proteica. Componente pared bacteriana.

Glucómica: papel de los glúcidos como portadores de mensajes específicos que les permiten desempeñar funciones biológicas como: reconocimiento, determinación de grupo sanguíneo, anclajes para bacterias o virus.

La estructura 1ª se va plegando a medida que sale del ribosoma con la actividad de un conjunto de proteínas llamadas chaperones.

La estructura 2ª: alfa hélice puentes de H intercatenarios, hélice dextrógira, formar cordones de 3 a 7 cabos unidos por puentes disulfuro transversales. Cadenas polipeptídicas paralelas. Radicales al exterior. Beta hoja plegada: las cadenas polipeptídicas antiparalelas se disponen en láminas plegadas unidas transversalmente por puentes de H intercatenarios. Los radicales pequeños y sin carga por encima y debajo de los planos de la lámina en zigzag. Sin enlaces disulfuro transversales.

Hélice de colágeno: tres aminoácidos por vuelta, tres hélices empaquetadas que se unen mediante enlaces covalentes y enlaces débiles de tipo puente de hidrógeno

Giros beta: secuencias de la cadena a menudo están conectadas entre sí mediante los giros beta. Secuencias cortas con conformación que impone un brusco giro de 180º a la cadena principal de un polipéptido. Estabilizada por medio de un puente de H entre los residuos 1 y 4.

Estructura 3ª: polipéptido plegado. Interacciones hidrofóbicas, van der Waals, puentes de H, interacciones salinas, puentes disulfuro. Conformaciones globulares solubles en agua y disoluciones salinas, estables por la existencia de enlaces entre los radicales R de los aminoácidos. Rectos: estructura secundaria codos: secuencias sin estructura precisa

Dominios estructurales: zonas de la cadena de proteína globular que se pliegan independientemente y de forma estable. Funciones: enlaza a un pequeño ligando, atravesar la membrana plasmática, contiene el sitio catalítico, enlaza al ADN, provee superficie para enlazarse.

Estructura 4ª: unión de varias estructuras terciarias mediante enlaces débiles no covalentes para formar un complejo proteico. Cada cadena se llama protómero. Hidrofóbicas, puentes, interacciones salinas, van der Waals, algunas enlaces disulfuro

Propiedades: solubilidad (globulares elevado tamaño molecular, dispersiones coloidales. Al ionizarse, establecen puentes de H con moléculas de agua. La mayoría de membranas biológicas son impermeables a las proteínas), desnaturalización (disminución solubilidad, pérdida de funciones biológicas, alteración de propiedades hidrodinámicas), especificidad (de especie: en la secuencia de amino presentan sectores variables y estables. Da lugar a proteínas específicas de cada especie y dentro de ellas, rechazo de transplantes de tejidos. Proteínas homólogas: misma función pero muchas diferencias entre especies alejadas evolutivas. De función), anfóteras.

Holoproteínas: más complejas, estructuras compactas, casi esféricas, solubles en agua o disolventes polares. Responsables de la actividad celular. Globulares.

Más simples que las globulares (repetición de un solo tipo de estructura secundaria), estructuras alargadas formando haces paralelos, responsables de funciones estructurales y protectoras, insolubles.

Heteroproteínas: glucoproteínas, lipoproteínas, nucleoproteínas, cromoproteínas (porfirínicas, no prof), fosfoproteínas

Idiograma: representación ordenada de los cromosomas de una célula

Autosomas: cromosomas que portan genes para características independientes del sexo. Heterocromosomas

ARN: polímero formado por ribonucleótidos unidos mediante enlaces fosfodiéster. Polaridad 5’-3’. Procede del ADN por transcripción de este

ARN mensajero: molécula lineal con estructura 1ª que contiene la información genética necesaria para la síntesis de proteínas. Se sintetiza en el núcleo en forma de un transcrito primario denominado ARN heterogéneo nuclear, que se caracteriza por: presentar en el extremo 5’ una caperuza formada por un nucleótido de G metilado y un trifosfato; una cola de nucleótidos de A; una sucesión de zonas transcritas alternas intrones y exones

ARN transferente: Es el de menor PM y el menos abundante. Se encarga de transportar específicamente los Aa hasta los ribosomas para la síntesis proteica. Presenta la estructura 2ª (hoja de trébol) como consecuencia de la complementariedad de bases de distintos tramos de la cadena. Estructura 3ª llamada boomerang

ARN ribonucleico: Más abundante en la célula. 2 funciones: constituir la estructura de los ribosomas asociados a proteínas; es el componente del ribosoma con actividad catalítica o enzimática en la síntesis proteica. Se transcriben en una región del núcleo denominada nucléolo a partir de una región del ADN denominado organizador nucleolar.

Nucleósido: unión de una β-D-ribosa o una β-D-desoxirribosa con una base nitrogenada mediante un enlace N-glucosídico entre el C1 de la pentosa y el H de C1 (pirimidínica), C9 (púrica)

Nucleótido: esterificación de un OH del ácido fosfórico por un nucleósido a través del C5 (enlace éster). La unión entre dos nucleótidos se realiza mediante un enlace entre el OH del C3 de la pentosa y un OH del ácido fosfórico unido al siguiente nucleótido. ENLACE NUCLEOTÍDICO O FOSFODIÉSTER. –o-p-o- El primer nucleótido tiene el P del C5 libre, el último tiene el C· de la pentosa libre. Polaridad 5’-3’

ADN

Estructura 1: secuencia lineal de desoxirribonucleótidos unidos por enlaces nucleotídicos

Estructura 2: dos cadenas de desoxirribonucleótidos dispuestos en estructura 3D exclusiva denominada doble hélice (se denomina doble hélice B que es dextrógira y en la que las bases están en planos horizontales por lo que existe un eje imaginario vertical a lo largo de la doble hélice. Modelos menos frecuentes: ADNA dextrógira pero con los planos de las bases inclinados, ADNZ levógira. La doble hélice está constituida por dos cadenas antiparalelas y complementarias (A2T G3C) Enrollamiento trenzado.

Niveles de empaquetamiento:

En procariotas: el cromosoma se compacta formando una superhélice.

En eucariotas: 46 moléculas del ADN deben ser condensadas-

-1: fibra de cromatina de 100Å o collar de perlas. Asociación de ADN a histonas. Unidad básica de la fibra de cromatina: nucleosoma (formado por 8 histonas y 200 pares de bases de ADN). Cada octámero está formado por 8 histonas (2H2A, 2H2B, 2H3, 2H4). ESTA ES LA FIBRA DE CROMATINA LAXA. CUANDO LOS NUCLEOSOMAS SE ASOCIAN A UN 5 TIPO DE HISTONA, FIBRA CONDENSADA. Tipos de cromatina: heterocromatina (no se desespiraliza en la interfase y se transcribe, función estructural del cromosoma. Puede ser constitutiva, facultativa), eucromatina (se desenpiraliza en la interfase)

-2: fibra de cromatina de 300Å o SOLENOIDE. Enrollamiento de la de 100 de forma que quedan seis nucleosomas por vuelta.

-3: bucle de 6 solenoides en espiral. 30 bucles una roseta, 30 rosetas un rodillo.

-4: rodillos 5:cromosoma. 10000 en ADN desnudo.

Cromosoma: estructura de ADN en su mayor grado de compactación. G2 del ciclo celular y se mantienen hasta el final de la división celular. Dos morfologías: metafásico (2 cromátidas), anafásico (1)

Cromosoma metafásico: Estrechamiento por el centromero. Cromátidas (cada una de moléculas de ADN unidas por el cinetocoro) constricciones 2 que delimitan telómeros (extremos superiores de los cromosomas), satélites, organizador nucleolar (segmento de ADN que se sitúa en una constricción 2 y que se transcribe en el ADN nucleotídico. Brazos.

Cariotipo: conjunto de cromosomas de una célula

Ploidía: n de cromosomas distintos

Diploides: dos juegos cromosómicos agrupados en parejas

Haploides: un solo juego cromosómico

Homólogos: mismos genes en mismos lugares aunque distintos alelos

Orgánulos membranosos: rodeados por 1 o 2 Mb son visibles a microscopio óptico.

-RE: conjunto de sáculos (aplanados y globulares) y túbulos que se extienden por el citosol. Desde la membrana celular hasta la mb celular externa. Constituye 1 compartimento con 1 espacio interno (lumen).

-Rugoso: cara interna ribosomas. Se comunica con la membrana celular externa y el REL. Cara externa: riboferinas (en ellas se anclan los ribosomas), proteínas del canal (permiten la entrada de prot a medida que se van sintetizando). Funciones: síntesis de prot mediante los ribosomas, glucosilación parcial de las prot, transporte de prot hasta el aparato de golgi mediante vesículas rodeadas de clatrina.

Vacuolas: orgánulos membranosos procedentes del retículo, el a de golgi e invaginaciones de la mb plasmática. Animales: pequeñas, vesículas. Vegetales: grandes. La mb vacuolar tonoplasto. Conj vacuolas: vacuoma. Funciones en vegetales: almacen de sustancias nutritivas, desecho o pigmentos que dan color a la planta. Mantienen la turgencia celular y protegen a la célula de fenómenos osmóticos. Protozoos: existe un tipo especial de vacuola: pulsátil que libera H20 a velocidad variable como mecanismo de locomoción.

Mitocondria: orgánulo membranoso eucariota. Función: oxidación completa de moléculas orgánicas en presencia de O2 liberando mucho ATP. Características propias de procariotas. Cromosoma anular, partículas elementales f, crestas, membrana exterior, espacio intermembranal, membrana interior.

Ribosomas: 80s (citosol), 70s (mitocondrias, cloroplastos y células procariotas). Funciones: catabolismo aerobio: Etapas: descarboxilación oxidativa del piruvato, ciclo de krebs (matriz). Cadena de transporte de e-, fosforilación oxidativa (crestas)/ B-oxidación de los ácidos grasos/Síntesis de los cuerpos cetóricos/ Parte del ciclo de la urea.

Núcleo interfásico: material genético (cromatina y cromosoma). Mb nuclear doble (exterior conte del rer, interior contiene lámina fibrosa) poros formado por un complejo proteico. Nucleoplasma. Nucleolos: síntesis del ARNr y ensamblaje de ribosomas.

Citocinesis

Meiosis: Reproducción sexual. Causa variabilidad. Finalidad producir gametos.

-Meiosis reduccional: una diploide, dos haploides.

Profase I: etapa más compleja y se divide en leptoteno (cromosomas terminan de condensarse y presentan cada uno dos cromatidas), cigoteno (los cromosomas homólogos se aproximan y se unen entre cromatidas enfrentadas. Se forman las tétradas), paquiteno (sobrecruzamiento de las cromatidas enfrentadas. Ocurre recombinación. Se forman cromosomas recombinados), diploteno (separación de cromatidas o desinapsis, al final quiasmas o puntos de unión residuales), diacinesis (homólogos se separan, desaparece mb celular, nucléolo y continua formándose huso)

Metafase I: los cromosomas se sitúan en el centro del huso mitótico formando la placa ecuatorial.

Anafase I: los cromosomas con sus dos cromatidas se desplazan hacia los polos

Telofase I: cada polo celular contiene la mitad de los cromosomas de la célula madre. Se forma mb nuclear, nucléolo, desaparece huso, comienza citocinesis.

Tras una breve interfase sin replicación, comienza la 2ª división meiótica.

-Ecuacional: diploide, haploide, haploide

Ciclo celular: conjunto de acontecimientos que experimenta una célula desde su aparición hasta que se divide en dos células hijas. Se divide en dos etapas:

-Interfase: Etapa más larga del ciclo (90%) y en ella se produce la mayor actividad metabólica de la célula. Durante toda la interfase el núcleo presenta el aspecto característico del núcleo interfásico. Se divide en G1, S y G2.

-Etapa M o de división: en ella se produce la división. Mitosis o cariocinesis y citocinesis.

G1: Esta fase varía en función del tipo de célula por lo que es la que determina la duración total del ciclo. Cada cromosoma tiene una sola molécula de ADN que comienza a desespiralizarse para volver a ser la fibra de cromatina. Hay una gran cantidad de síntesis de ARNm y proteínas. Acaba cuando se supera el primer control del ciclo o punto R, controlado por ciclinas. Las células se desvían del ciclo en la llamada fase G0 durante la cual la célula se diferencia y desempeña la función para la que está destinada. Distinguimos:

-Células que permanecen indefinidamente (neuronas). Células que permanecen el tiempo necesario para diferenciarse (la mayoría). Células que nunca pasan a G0 (células madre).

S: Síntesis de ADN. Se produce la replicación necesaria para la división celular. Durante esta fase cada molécula de ADN sintetiza otra nueva y a partir de la mitad de la fase S. Se duplican los centriolos y se sintetizan nuevas histonas.

G2: Al final de la G2 tenemos el segundo control. La fibra de cromatina se compacta, cromosomas con dos cromatidas. Dos centrosomas completos ya formados.

Apoptosis: proceso fisiológico de muerte celular programada genéticamente que sufren células que no superan los puntos de control, células infectadas por virus.

Mitosis: una cariocinesis, 2 células con el mismo número de cromosomas que la madre, NO hay sinapsis, recombinación ni quiasmas, anafase se separan las cromatidas de cada cromosoma, en todas las células madre, se produce en células haploides o diploides.

Telómero: secuencias cortas y repetitivas de T y C que aparecen en los extremos de los cromosomas y cumplen: impedir que cromosomas se fusionen por extremos, actuar como relojes biológicos.

Cáncer: término que engloba un conjunto de enfermedades que se caracterizan por una proliferación incontrolada de células hasta formar un tumor. Invasibilidad tejidos vecinos, diseminación a otros tejidos, alto grado de indiferenciación. Causas: mutaciones genéticas, factores epigenéticos, células cancerosas.

Mitosis: reproducción asexual. Fase M del ciclo celular. Profase (cromosomas se condensan haciéndose visible cada una de las dos cromatidas), prometafase (los microtúbulos del huso se unen a los cromosomas a través de sus cinetocoros (microtúbulos cinetocáricos), metafase (los cromosomas se sitúan en el centro del huso formando la placa ecuatorial), anafase (acortamiento de microtúbulos cinetocáricos se escinde el centromero, las cromatidas se separan y se desplazan hacia los polos), telofase (los cromosomas con una única molécula de ADN se localizan en cada polo. Se forma el núcleo y la membrana nuclear y empieza a desaparecer el huso)

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