Proteínas

Las proteínas actúan como catalizadores, soporte estructural, protección, agentes de transporte, mensajeros químicos y factores de reconocimiento celular.
Las proteínas son polímeros compuestos de unidades monoméricas, que se conocen como aminoácidos. Estos enlaces están ligados con enlaces de amida en macro moléculas, con pesos moleculares que van desde unos pocos miles hasta varios millones de unidades de masa atómica.
Estructuras de aminoácidos.
Encontramos por unidad fundamental una amina y un acido. Todo aminoácido tiene un grupo amino y un grupo acido/carboxil, estos dos grupos funcionales están unidos al mismo átomo de carbono el cual también tiene comúnmente un átomo de hidrogeno y otro átomo que es variable.
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Los monómeros como α aminoácidos porque la amina esta en un carbono vecino, o α a, el acido carboxílico o viceversa.
Aminoácidos comunes.
Existen 20 aminoácidos que se encuentran comúnmente en las proteínas. Su ubicación en la cadena polimérica de proteína depende del código genético, es decir: del ADN que esta presente en nuestros genes. Veinte aminoácidos clasificados con la naturaleza del grupo R.
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Los aminoácidos señalados con un superíndice (ª), son aminoácidos indispensables. No se pueden fabricar a través de los procesos metabólicos normales del cuerpo humano y por tanto se deben suministrar en la dieta. Una dieta pobre en proteínas y calorías puede conducir a graves trastornos nutricionales como el kwashiorkor y el marasmo. Estos trastornos ocurren con frecuencia en países en desarrollo o subdesarrollados. Una deficiencia de este tipo en países desarrollados puede ser indicio de anorexia nerviosa.

Quiralidad de los aminoácidos.
Si se inspeccionan las estructuras de todos los aminoácidos excepto la glicina, se puede ver que el enlazamiento de un carboxilo, amina, grupo R e hidrogeno a un carbono central hace que ese carbono sea quiral de modo que el aminoácido es ópticamente activo. Esto se conoce como D y L aminoácidos. El código genético emplea solo L aminoácidos en la construcción de proteínas, aunque pueden presentarse D-aminoácidos como modificaciones después del código genético que ha sido transcrito a proteínas o formarse un proceso no dirigidos genéticamente. Los D-aminoácidos se presentan principalmente en organismos inferiores como las bacterias.
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Enlace peptídico: formación de polipéptidos y proteínas.
El polímero de proteína se forma uniendo aminoácidos entre si mediante el enlace d3e amida, o enlace peptídico. Esto ocurre en los organismos vivos a través de la transcripción y traducción de código genético.
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La formación del enlace peptídico modifica las características de ionización de los aminoácidos que lo constituyen. El grupo carboxilo del primer aminoácido y la función amina del segundo ya no pueden participar en el comportamiento de acido base conjugado una vez unidos por el enlace peptídico. Esto deja las cadenas laterales R, así como los grupos amino y carboxilo terminales, como la fuente principal de grupos ionizables.
La cadena de aminoácidos llamada poli péptido, se dibuja por lo común con el grupo amino libre a la izquierda y el grupo carboxilo libre a la derecha.
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Estructuras de las proteínas:
Estructura primaria de la proteína-la secuencia de aminoácidos.
Estructura secundaria de la proteína-hélices y láminas plegadas.
Estructura de la terciaria.
Estructura de la cuaternaria.

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Ácidos nucleicos.

Los ácidos nucleicos son los constituyentes de nuestros genes. Aunque sus estructuras fundamentales son relativamente sencillas, el proceso de replicación de ácidos nucleicos o genes y la traducción del mensaje genético a decenas de miles de proteínas. Para las cuales contiene el código es un proceso complejo.
Las unidades monoméricas individuales o nucleótidos, así como los dinucleótidos, también sirven como portadores de energía y agentes de oxidación-reducción en el metabolismo y como mensajeros químicos que transmiten información dentro de las células y entre las mismas.
Estructura química de los ácidos nucleicos.
Los biopolímeros son de naturaleza acida y se encuentran en el núcleo de la célula, así como en el citoplasma. La unidad fundamental del polímero es el nucleótido, el cual se compone de una base heterocíclica, una molécula de azúcar y un acido fosfórico.
Son cinco las bases heterocíclicas comunes que se encuentran en el ADN (acido desoxirribonucleicos) y los ARN (ácidos ribonucleicos): dos están relacionadas con la base bicíclica purina y tres con la base monocíclica pirimidina. Tres de las cinco bases son comunes en el ADN y en el ARN, en tanto que las dos pirimidinas restantes ayudan a distinguir los ADN de los ARN.
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Sobre ella se han establecido un código genético. Estas bases están ligadas al monosacárido formando un nucleosido. La adenina y la guanina están unidas a través de la posición N-9 del sistema anular de purina al grupo hemiacetal, C-1 o mas correctamente, C-1’ de la desoxirribosa para el ADN y de la ribosa para el ADN.

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external image clip_image016.gifEl nucleosido se esterifica a través del azúcar con un gr4upo fosfato para constituir un nucleótido. El acido fosfórico es un acido triprótico y puede reaccionar como acido con cada hidrogeno ionizado, puede formar uno o mas enlaces de éster. Los nucleótidos tienen un fosfato esterificado en la posición 5 de la ribosa o desoxirribosa.


La polimerización de los nucleótidos para formar los ácidos nucleicos comprenden la formación de un puente de fosfodiéster del grupo 3-hidroxi de un nucleótido al 5-fosfato de otro.
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La polimerización cataliza por encimas, se desarrollar un arreglo regular que consiste en una columna vertebral de fosfato-azúcar de la cual sobresalen las bases heterocíclicas.

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El resultado es un oligonucleótido (unas cuantas unidades), un polinucleótido o un acido nucleico. Esto significa que la columna vertebral del fosfato de azúcar tiene una carga negativa elevada y es extremadamente hidrofílica.
Otras estructuras en las que participan nucleótidos.
Intermediarios de energía.
Los di- y trifosfatos de nucleótido contienen enlaces de anhídrido de fosfato de alta energía que se forman durante el catabolismo metabólico (degradación de nutrimentos) y se utilizan en el proceso de biosíntesis. El trifosfato de adenosina es la mejor conocida y mas ubicua de estas moléculas aunque los trifosfatos de guanosina y citidina también son importantes en el procesamiento metabólico.
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Mensajeros químicos.
La comunicación de señales mediadas por hormonas y por nervios pueden implicar también la formación de mensajeros intracelulares que se conocen como nucleótidos cíclicos. El AMP 3’ 5’-ciclico, o cAMP y el cGMP con biomensajeros de esta clase.
Factores redox – vitaminas de los nucleótidos.
Estos factores contienen vitaminas hidrosolubles, es decir, compuestos orgánicos indispensables para la vida (vitaminas), solubles en agua no sintetizados dentro del organismo y que se obtienen de la dieta. Uno de ellos es la nicotinamida, que no tiene que ver con la nicotina, y se encuentra unida al AMP como dinucleótido de nicotinamida y adenina o NAD (nicotinamide adenine denucleotide). El NAD tiene dos formas redox: NAD+ y NADH, en el cual el NAD ha sufrido una reducción por hidruro en una posesión para el nitrógeno del anillo de nicotinamida.
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La nicotinamida se encuentra en la levadura, carnes y germen de trigo. Su ausencia trae como consecuencia la pelagra. La riboflavina, la vitamina B2, se compone de una base heterocíclica llamada flavina y la forma reducida de la ribosa, el ribitol, en el organismo la riboflavina se puede unir a un grupo fosfato formando mononucleótido de flavina (FMN): flavinmononucleotido. También se puede ligar con AMP para producir FAD: flavine adenine dinucleotide. Tanto el FMN como el FAD pueden sufrir oxidación-reducción reversibles, dando como productos FMNH2 y FADH2.

Jerarquía de los ácidos nucleicos.
La interacción molecular no covalente mas importante es el puente de hidrogeno, las bases establecen patrones de formación de puentes de hidrogeno que dan por resultado la hélice de doble filamento del ADN.
Estructura de los ADN la doble hélice.
El número de bases individuales puede variar, pero la proporción se conserva igual.
Al examinar las estructuras de las bases existe la oportunidad para formar puentes de hidrogeno puesto que hay oxígenos electronegativos en los grupos carbonilo, nitrógenos anulares electronegativos y nitrógenos electronegativos e hidrógenos electropositivos en los grupos amina o timina.
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Se le conoce como apareamiento de bases a la formación de puentes de hidrogeno entre adenina y timina, guanina y citosina. Las dos cadenas de polinucleótido se tuercen una en torno a la otra con las bases orientadas hacia el eje central de la hélice y la columna vertebral de azúcar-fosfato en la parte externa de la hélice, expuesta al entorno acuoso de a célula.
Los ADN son el material del genoma o material hereditario de todos los organismos vivos, el genomas humano completo estima en un total de cien mil genes en cada célula, pueden adoptar la forma de anillos circulares en organismos inferiores y son lineales en los superiores. También se pueden entrelazar formando superespirales, estos ayudan a la transferencia de la información genética. El superenrrollamiento así como el envolvimiento en torno a las proteínas histonas permite la compactación necesaria para alojar la longitud total del ADN dentro de una sola célula.

Cuestionario


1.- Menciona 5 aminoácidos comunes

Isoleucina, Leucina, Arginina, Asparagina y Fenilalanina.

2.- ¿Cuál es la unidad fundamental de un nucleótido y de que se compone?

Se compone de una base heterocíclica, una molécula de azucar y un ácido fosfórico.

3.- ¿A través de qué posición están unidas la guanina y la adenina?



4.- ¿Con que nombre se le conoce a la Nicotinamida cuando está unida al ATP y cuáles son sus formas redox?

Se le conoce como NAD (nicotinamide adeninede nucleotide) y sus formas redox son NAD+ y NADH, en el cual el NAD ah sufrido una reduccion por hidruro en una posición para el nitrogeno del anillo de nicotinamida.

5.- ¿Qué es el apareamiento de bases?

Se le conoce como apareamiento de bases a la formación de puentes de hidrógeno entre adenina y timina, guanina y citocina.