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Contienen Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno y Fósforo (CHONP). Concepto: Los ácidos nucleicos están formados por largas cadenas de nucleótidos, enlazados entre sí por el grupo fosfato. Son las moléculas encargadas de almacenar, transmitir y expresar la información genética. Existen dos tipos: ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico). Su unidad mínima se denomina nucleótido. Los nucleótidos están formados: a-Una azúcar según el ácido nucleico ( ADN =desoxirribosa) ( ARN= Ribosa), b-Bases nitrogenadas purinas: (Adenina y guanina) y pirimidinas:( Citosina, Uracilo y Timina) c-Un grupo fosfato. Existen dos tipos de Ácidos Nucleicos: 1-Ácido desoxirribonucleico (ADN) Ubicación: Núcleo, cloroplastos, Mitocondria y Cromosomas Formado por dos cadenas enrolladas una en torno a la otra de nucleótidos de desoxirribosa. Cada cadena posee una secuencia determinada de nucleótidos de Adenina, Guanina, Citosina y Timina. Unidas así (A-T) Y (G-C) Las moléculas de ADN se organizan en unidades funcionales llamadas genes, estos son los responsables de las características visibles de los organismos (fenotipo). Sus funciones entonces son : ordenar que ocurra la Síntesis de proteínas, Reproducción y Herencia 2- Ácido ribonucleico (ARN) Ubicación: Nucléolo, ribosomas y Citoplasma. También está formado por una cadena sencilla de nucleótidos. Sus bases nitrogenadas son de Adenina, Guanina, Uracilo y Citosina. Unidas así, (A-U) Y (G-C). Sus funciones son: Llevar la clave genética desde el ADN hasta el citoplasma (ARNm) - Constituir parte de los Ribosomas, ordenar que ocurra que es donde se propicia la síntesis de proteínas (ARNr) Acido nucleico Estructura Tipo de azúcar Bases Nitrogenadas Ubicación Función ARN Una sola hélice (hebra de nucleótidos) Ribosa. Adenina Guanina Citocina Uracilo Núcleo, citoplasma y Ribosomas. Transcripción Y síntesis de proteínas. ADN Dos hélices (hebras de nucleótidos enrolladas sobre sí) Desoxi – rribosa. Adenina Guanina Citocina Timina Núcleo, Mitocondrias, Cloroplasto. Expresión de la herencia, Duplicación y síntesis de proteínas. ACIDOS NUCLEICOS 2 FUNCIONES DE LOS ÀCIDOS NUCLEICOS En la duplicación del ADN interviene la enzima helicaza, la cual viaja a lo largo de las dos hebras de nucleótidos que posee el ADN separándolas, ya que éstas están unidas por las bases, las cuales poseen enlaces débiles denominados puentes de Hidrógeno. Posteriormente, la enzima ADN polimerasa viaja por cada una de las hebras anteriormente separadas y lee la información que contienen, usándola como patrón para crear una hebra complementaria a ella. De esta manera, se crean dos copias a partir de una hebra de ADN original. Cada copia posee una cadena de ADN original que se le denomina patrón y otra, la sintetizada, que se le denomina hebra hija. Una vez completada la acción la ADN polimerasa abandona la molécula de ADN y las dos hebras de ADN se tuercen o enrollan sobre sí. 3 En la Transcripción de ARN interviene la enzima ARN polimerasa, la cual se coloca sobre el ADN, en la región donde inicia el gen que contiene la información que se desea copiar. A medida que viaja por la cadena de ADN la separa y desenrolla, utilizando una de las cadenas como molde o patrón para crear una cadena de ARN a partir de la secuencia de un cleótidos presentes en el ADN. Una vez hecha la copia en el ARN, el ARN polimerasa abandona la molécula de ADN y ésta vuelve a recuperar su forma original, sin sufrir daño alguno. La copia contenida en el ARN se utilizará como molde o patrón para fabricar las proteínas que el cuerpo requiere. 1 4 3 6 2 5 SINTESIS DE PROTEINAS 7 Transcripción: 1. 2. Se copia la información del ADN en ARNm .3. El ARNm sale y viaja al Ribosoma con la información. Traducción: 4. En el ribosoma el ARNr recibe la información. 5. El ARNt traduce el mensaje. Síntesis: 6. ARNt coloca uno a uno los aminàcidos.7. Se forma la proteína.8. Se libera la proteína. 8 4 El proceso de formaciòn de proteìnas incluye los siguientes etapas:Transcipciòn Traducciòn y Sìntesis, en las cuales intervienen el ADN y los tres tipos de ARN (ARNm mensajero, ARNt de transferencia y ARNr Ribosomal). A) Transcripciòn: Se mencionò anteriormente, consiste en hacer una copia de la informaciòn que codifica para la formaciòn de una proteìna y que se encuentra contenida en el ADN ubicado en el nùcleo. La copia de la informaciòn se denomina ARNm y èsta si puede salir del nùcleo hacia el citoplasma,especìficamente al ribosoma, llevando consigo los planos para la construcciòn de las proteìnas. El ARNr que se encuentra en el ribosoma (sitio donde se fabrican las proteìnas) recibe la informaciòn que contiene el ARNm, pero como està escrito en un còdigo no lo entiende, es ahì donde interviene el ùltimo tipo de ARN. B) Traducciòn: El ARNt decifra o traduce la informaciòn que està contenida en el ARNm. Cada tres bases del ARNm denomina un codòn y contiene la informaciòn para la formaciòn de un aminoàcido de una proteina. Cada uno de estos codones son leidos o interpretados por grupos de tres presentes en el ARNt denominados anticodones. C) Sìntesis: Una vez decifrada la informaciòn del ARNm con la ayuda del ARNt, los ARNt empiezan a buscar cada uno de los aminoàcidos indicados en la cadena de ARNm y los colocan de acuerdo con la secuencia indicada en la misma para que asì se forme exactamente la proteìna requerida. Una vez formada la proteìna dentro del ribosoma èsta queda libre y se manda para donde el cuerpo la necesite, ya que puede ser una proteìna para el cabello, la piel, los mùsculos, etc. 5 LAS PROTEÍNAS Son largas y complejas cadenas de aminoácidos, las cuales figuran entre las moléculas orgánicas más abundantes. Son compuestos cuaternarios formados por: Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno. Pueden además contener Azufre, y en algunos casos, Fósforo, Hierro, Magnesio y Cobre, entre otros elementos. Aminoácidos Se caracterizan por poseer un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2), unidos a un átomo de Carbono (C). Las otras dos valencias del Carbono se saturan con un átomo de Hidrógeno (H) y con un grupo variable denominado Radical (R). Los aminoácidos están unidos mediante enlaces peptídicos, éste es un tipo de enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente, dando lugar al desprendimiento de una molécula de agua. Existe aproximadamente un grupo de 20 aminoácidos que forman parte de las proteínas y son los siguientes: 6 Los subrayados corresponden a aminoácidos esenciales (aquellos que el cuerpo no puede sintetizar), mientras que los que no lo están corresponden a los no esenciales (aquellos que el cuerpo si puede sintetizar por medio de procesos metabólicos). Para ensamblar los aminoácidos en proteínas, las células deben tener gran variedad de aminoácidos y suficiente cantidad de cada tipo. En cada proteína el número y secuencia de aminoácidos es diferente, lo que da lugar a la existencia de gran variedad de moléculas de proteínas. La carencia de aminoácidos esenciales impide la formación de la proteína que lo contiene y por lo tanto el tejido que la requiere no puede ser mantenido. Se sabe que un aporte insuficiente de los mismos se asocia con dificultades de crecimiento, especialmente del tejido muscular, así como trastornos de la salud. Las proteínas que contienen todos los aminoácidos esenciales, en cantidad suficiente que permita a las células la síntesis de otras proteínas necesarias, se conocen como “proteínas completas”,por ejemplo: la Albúmina (presente en el huevo) y la Caseína (presente en la leche). Clasificación: En un organismo complejo hay varios miles de proteínas diferentes, cada una con una función especial, la cual depende de la secuencia de aminoácidos que posee y de la forma que esta adopte. En general, las proteínas se clasifican siguiendo criterios tales como su número de aminoácidos, estructura, composición, forma, solubilidad y función biológica. Según su composición: simples o holoproteínas (formadas sólo por aminoácidos) y en conjugadas o heteroproteínas, (poseen además otros elementos químicos asociados). Por ejemplo, las lipoproteínas, nucleoproteínas, cromoproteínas (hemoglobina, hemocianina, mioglobina y citocromos). Según su estructura: primarias (los aminoácidos se distribuyen en forma lineal), secundarias (la estructura primaria se pliega sobre sí misma, en forma helicoidal, o en forma de zig - zag), terciarias (la estructura secundaria se pliega sobre sí misma originando una conformación globular) y cuaternarias (unión de varias cadenas polipéptidas con estructura terciaria). Según su función biológica se clasifican en estructurales, hormonales, de transporte, de reserva, defensivas y enzimáticas. Triptofano, histidina (sólo en niños), arginina, fenilalanina, alanina, valina, isoleucina, leucina, glicina, lisina, prolina, tirosina, serina, treonina, cisteína, metionina, asparagina, glutamina, y los ácidos glutámico y aspártico. Primaria (lineal) Secundaria (zig-zag) Secundaria (helicoidal) Ternaria y Cuaternaria 7 FUNCIONES DE LAS PROTEINAS Entre las funciones que desempeñan las proteínas están las siguientes: Función estructural: Las proteínas son compuestos estructurales básicos, forman parte del pelo, uñas, huesos y cartílagos, entre otras. Algunos ejemplos son: las glucoproteínas (presentes en las membranas celulares), la miosina (que forma parte de las bandas musculares), las histonas (que forman parte de los cromosomas), el colágeno (presente en huesos, cartílagos y piel), la elastina (presente en la piel) la queratina (presente en la epidermis, cuernos, uñas, pezuñas, pelo y plumas de algunos animales). Función hormonal: Algunas proteínas son producidas por glándulas endocrinas o por células y son conducidas por el torrente sanguíneo hasta determinados tejidos donde llevan a cabo funciones estimulantes de ciertas reacciones. Estas proteínas se llaman hormonas. Algunos ejemplos son la insulina (reduce la concentración de azúcar en la sangre), la cortisona (regula la síntesis de glucógeno) y el glucagón (desdobla el glucógeno, liberando glucosa en la sangre), la hormona del crecimiento (regula el crecimiento), la calcitonina (inhibe la liberación de calcio), entre otras. Función de transporte: Son proteínas que poseen la capacidad de trasladar algunas sustancias. Por ejemplo, la hemoglobina (transporta O2 y CO2) y los citocromos (transportan electrones). Función de reserva: Son proteínas que la célula puede almacenar, con el propósito de usarlas como fuente de nutrientes, en el momento oportuno. Algunas de ellas son: Ovoalbúmina (presente en la clara de huevo), la gliadina (presente en el grano de trigo), la lactoalbúmina (presente en la leche). Función defensiva: Algunas proteínas son producidas por el sistema inmune para contrarrestar la acción de una sustancia nociva para el organismo, es decir, funcionan como anticuerpos. Estos anticuerpos o inmunoglobulinas son glucoproteínas y están presentes en el plasma sanguíneo y líquidos intersticiales y actúan en el momento oportuno. Función catalítica o enzimática: Algunas proteínas funcionan como enzimas, acelerando las reacciones bioquímicas y reduciendo la cantidad de energía necesaria para hacerlo. Aspectos importantes acerca del funcionamiento de las enzimas * Son específicas: Cada enzima actúa sobre un solo tipo de sustrato (modelo llave- cerradura). * Se unen con el sustrato en una región específica llamada sitio activo (formación del complejo enzima- sustrato). * No se consumen: Una vez formados los productos, la enzima se libera sin sufrir alteraciones. * Su nombre se obtiene al agregar el sufijo “asa” a la raíz de la palabra del sustrato sobre el cual actúa. Por ejemplo, amilasa (actúa sobre almidones), lipasa (actúa sobre los lípidos), ureasa (actúa sobre la úrea), etc. Enzima Complejo enzima-sustrato Sitio activo Productos de la reacción Sustrato Enzima libre