Transcript BIOQUÍMICA - IES Jovellanos

OPCIÓN B
HUMANA
ENERGÍA
• Los seres humanos necesitamos energía para poder realizar nuestras funciones vitales,
que obtenemos de los alimentos.
• Pero no todos necesitamos la misma cantidad de energía, dependen de la edad, el sexo,
la actividad física diaria, etc.:
- Los aportes caloríficos diarios de una mujer de actividad moderada son de
unos 8400 kJ (2000 kcal) por día.
- Para un hombre adulto que soporte trabajo físico, la cantidad aumenta a
14700 kJ (3500 kcal).
• La energía es aportada por:
- carbohidratos: fuente principal de energía a pesar de aportar menos en
porcentaje de masa, que las grasas, por estar parcialmente oxidados.
- grasas: principales reservas energéticas.
- proteínas: moléculas fundamentales que intervienen en
todas los procesos metabólicos.
Calorímetro para comida
 La energía contenida en los alimentos puede ser cuantificada quemándolos en un
calorímetro para comida:
- Una masa conocida de comida se calienta eléctricamente y arde con un
aporte de oxígeno.
- El calor que produce se transfiere a través
de una espiral de cobre al agua y el incremento de
temperatura de esta se registra.
- El “equivalente en agua” de todo el sistema
es calibrado y el valor calorífico de una comida
determinada.
- Los valores caloríficos son normalmente
registrados como kcal por 100 g o más comúnmente
como kJ por 100 g. 1 kcal = 4,18 kJ
AMINOÁCIDOS Y POLIPÉPTIDOS (I)
• Los aminoácidos contienen un grupo funcional amino (-NH2) y un grupo
funcional de ácido carboxílico (-COOH). Cuando ambos están unidos al
mismo átomo de carbono se les conoce como α-aminoácidos (o aminoácidos).
• Existen 20 α-aminoácidos diferentes que constituyen los pilares o ladrillos
fundamentales que conforman las proteínas.
• Estas proteínas consisten en largas cadenas de polipéptidos formados por
la unión de diversos aminoácidos mediante enlaces peptídicos.
• Cuando dos aminoácidos se unen, se forma un dipéptido y una molécula de
agua:
AMINOÁCIDOS Y POLIPÉPTIDOS (II)
• Tres aminoácidos juntos forman un tripéptido que puede tener hasta 6
formas diferentes en función del orden de los aminoácidos:
Las 6 posibles combinaciones de los aminoácidos formados por alanina (Ala), glicina
(Gly) y cisteína (Cys).
ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS
 Estructura primaria: secuencia lineal de aminoácidos que
caracteriza a cada proteína por su número y orden
determinados.
 Estructura secundaria: disposición espacial de la cadena
polipeptídica que puede plegarse sobre sí misma de dos formas:
 Estructura helicoidal en hélice α.
 Estructura en lámina β o lámina plegada.
Ambas se mantienen gracias a los puentes de hidrógeno.
 Estructura terciaria: plegamiento global de la cadena que
confiere a la proteína su estructura tridimensional y se mantiene
gracias a:
 Puentes de hidrógeno.
 Fuerzas de van der Waals entre grupos R apolares.
 Atracciones iónicas entre grupos polares.
 Puentes disulfuro: enlace covalente entre dos cisteínas.
 Estructura cuaternaria: ensamblaje de varias cadenas
polipeptídicas. Ej. La hemoglobina está formada por cuatro
cadenas proteicas agrupadas alrededor de cuatro grupos hemo.
USOS DE LAS PROTEÍNAS
 Las enzimas son biocatalizadores.
 Sirven de fuente de energía.
 Cumplen una función estructural.
Ej. el pelo y las uñas están formados básicamente por polipéptidos plegados en
hélices-α.
 Hormonas.
 Ej. FHS (hormona folículo-estimulante) provoca el ciclo mensual femenino.

ANÁLISIS DE PROTEÍNAS
Estructura terciaria Hidrolizar con HCl
estructura primaria (secuencia
aminoácidos)
Determinación estructura terciaria:
cristalografía de rayos X
Determinación estructura primaria:
• Cromatografía
• Electroforesis
Cromatografía
•
Se sitúa una pequeña gota de muestra del
aminoácido desconocido cerca de la base
del papel cromatográfico
•
El papel se sitúa en un solvente que sube
por el papel debido a la acción capilar
•
las gotas de muestra de los diferentes
aminoácidos las separa el solvente a
distintas velocidades
•
Cuando el solvente casi ha alcanzado la
cima, el papel se quita del tanque, se seca,
y luego se rocía con un tinte orgánico
•
el valor del Fr (factor de retención) puede
medirse y compararse con valores
conocidos porque cada aminoácido tiene
un valor de Fr distinto
Electroforesis
• Gel de poliacrilamida
• La muestra se sitúa en medio
•
•
•
•
del gel
Diferencia de potencial
Los diferentes aminoácidos se
moverán a distintas
velocidades hacia los
electrodos positivos y
negativos
Punto isoeléctricoel
aminoácido no se mueve
(cargas equilibradas)
Comparación:
– Ninhydrina
– Puntos isoeléctricos
Glúcidos
•
•
•
•
•
Compuestos fundamentales para la vida
Son la principal fuente de energía rápida para los animales y de energía de
reserva para las plantas (almidón). También en los animales se almacenan en
forma de glucógeno.
Toman parte en numerosos procesos vitales, como reconocimiento de moléculas
específicas, síntesis de ADN y ARN o formación de estructuras celulares (paredes
celulares en organismos vegetales)
Presentan muchos isómeros para un mismo compuesto.
Son capaces de agruparse mediante enlaces químicos covalentes y formar
polímeros (conocidos como polisacáridos)
Monosacáridos
 Siguen la fórmula molecular CH2O. El número de carbonos que poseen oscila entre 3 y 7.
A partir de esta cifra, se vuelven inestables.
 Cuando no se presentan en forma cíclica, su estructura es de cadena lineal. Cada carbono
presenta un grupo OH, a excepción de uno, el cuál formará con un átomo de oxígeno un
grupo carbonilo (C=O).
 La isomería de estos compuestos puede ser tanto visual como funcional, es decir, que
sean imágenes simétricas o bien que sean monosacáridos del mismo número de carbonos
pero con su grupo carbonilo situado en carbonos diferentes.
 Según su isomería, los monosacáridos se clasifican en D y L, dependiendo de si el
carbono más alejado del carbono asimétrico (aquel unido a cuatro radicales diferentes)
posee su grupo OH a la derecha o a la izquierda respectivamente.
 Son capaces de ciclarse, tomando forma de anillo, haciendo reaccionar un grupo OH con
el grupo carbonilo del monosacárido.
 Se unen entre sí para formar polisacáridos.
Polisacáridos




Surgen por polimerización de monosacáridos. Es decir, grupos OH de diferentes
monosacáridos reaccionan entre sí para dar lugar a un enlace por un átomo de
oxígeno, liberando una molécula de agua.
Un grupo importante de polisacáridos son los disacáridos, compuestos muy
abundantes en los alimentos como son la sacarosa, la lactosa, la maltosa o la
isomaltosa.
La repetición de monosacáridos, o bien de disacáridos, conforma los grandes
polímeros glucídicos, imprescindibles para los organismos. La celulosa es la sustancia
orgánica más abundante de la biosfera y es la responsable de la estructura rígida de la
mayoría de los vegetales.
Los polisacáridos son muy ricos en energía, por lo que su ingesta es muy necesaria
para todos los organismos ya que, una vez hidrolizados y convertidos en
monosacáridos, son las sustancias requeridas para realizar la respiración celular.
Saponificables
Acilglicéridos/grasas
Ácidos grasos
Ceras
Fosfoglicéridos
Esfingolípidos
LIPIDOS
No saponificables
Colesterol
Esteroides Hormonas
Vitaminas
Terpenos
Prostaglandina
Ácidos grasos
 Bipolares
 Saturados e insaturados (bajo P.Fusión)
Cadena torcida
Grasas y Aceites
 Triesteres de glicerina y ács. Grasos
 Grasas: sólidas (saturadas)
 Aceites: líquidos (no saturados)
Fosfolípidos
 Glicerina+Ac.grasos+Ac.fosfórico+Alcohol aminado.
 Membrana celular.
Colesterol
 Estructura de esteroide (4 anillos)
 LDL (grasas saturadas) lo transporta.
 HDL lo devuelven al hígado.
Ácidos grasos esenciales
Son los que el cuerpo no puede sintetizar (mono y poliinsaturados). A partir de los ácidos
linoleicos omega-3 y omega-6 se pueden obtener todos los demás. Los primeros se pueden
encontrar en hojas verdes y los segundos en aceites vegetales y hojas verdes.
Los ácidos grasos trans se obtienen artificialmente a partir de parcialmente hidrogenados y
poliinsaturados, son una fuente de colesterol LDL (malo) y están presentes en fritos como
las patatas fritas.
Hidrólisis de grasas
Las grasas (glicerol y cadenas de ácidos grasos) se hidrolizan por las lipasas (enzimas)
para dar sus componentes, y estos a través de varias reacciones redox se descomponen en
dióxido de carbono, agua y energía. Dan más energía que los hidratos de carbono porque
están menos oxidados que estos y por lo tanto se pueden oxidar más.
Determinación del número de dobles enlaces
La iodina se puede utilizar para determinar el número de dobles enlaces ya que un mol de
esta substancia reacciona con un mol de dobles enlaces, además, al estar coloreada ella
misma puede actuar de indicador en la reacción.
El papel de los lípidos en el cuerpo
-Almacenaje de energía
-Aislamiento y protección de órganos
-Hormonas esteroides.
-Formación de las membranas celulares
MICRO- Y MACRO-NUTRIENTES
Micro-nutrientes
* cantidades muy pequeñas
* vitaminas y minerales (Fe, Cu, F, Zn, I, Se, Mn, Mo, Cr, Co, B)
Macro-nutrientes
* cantidades mayores (> 0,005 % masa corporal)
* proteínas, grasas, carbohidratos y minerales (Na, Mg, K, Ca, P, S, Cl)
MALNUTRICIÓN
* Exceso o defecto de micro- y macro-nutrientes esenciales en la dieta
* Deficiencias: anemia, beriberi, escorbuto, bocio, pelagra...
* Dieta equilibrada: alimentos frescos, suplementos nutricionales
VITAMINAS
Liposolubles
*Cadenas largas hidrocarbonadas apolares o anillos
*Tejidos grasos del cuerpo
*Vitaminas A,D, E, F y K
Hidrosolubles
*Vitamina C y ocho vitaminas B
*Hidrógeno unido a oxígeno y nitrógeno forma puentes con el agua
*No se acumulan en el cuerpo
HORMONAS
 Son moléculas producidas por glándulas endocrinas.
 Actúan como mensajeros químicos y desempeñan
funciones variadas.
 Pueden ser de naturaleza lipídica (esteroides) o
peptídica. A continuación desarrollaremos algunos
ejemplos de hormonas importantes de ambos tipos.
Adrenalina
 Es una hormona de naturaleza peptídica que se produce en las
glándulas adrenales, dos pequeños órganos situados sobre los
riñones. Es un estimulante estrechamente relacionado con las
anfetaminas. Se libera en casos de excitación y produce una rápida
dilatación de las pupilas y las vías respiratorias. También aumenta
la velocidad de los latidos del corazón y la cantidad de azúcares
liberados en el torrente sanguíneo, dando la oportunidad de actuar
instantáneamente.
Tiroxina
 La tiroxina, formada por la unión de varios aminoácidos, se
produce en la glándula tiroides (situada en el cuello). Contiene
yodo, una característica poco frecuente. Así y todo, la falta de yodo
hace que la tiroides se hinche y produzca bocio. La tiroxina regula
el metabolismo y los bajos niveles de esta hormona producen
hipotiroidismo, con síntomas como fatiga, sensibilidad al frío o
sequedad en la piel. Si la glándula tiroidea tiene mucha actividad,
produce el efecto contrario. Se conoce como hipertiroidismo al
trastorno con síntomas de ansiedad, pérdida de peso, intolerancia
al calor y ojos saltones.
Insulina
 Hormona de naturaleza peptídica formada en el páncreas, que se encarga de
regular los niveles de azúcar en sangre. Los diabéticos tienen niveles de insulina
bajos o nulos, lo que hace que la glucosa no se transfiera de la sangre a las
células. Esto se conoce como hiperglucemia, y va acompañado de sed, pérdida de
peso, fatiga, coma y problemas circulatorios. Las personas que lo sufren durante
mucho tiempo pueden llegar a tener fallos renales, ceguera y pueden llegar a
necesitar amputaciones por falta de circulación. Esta enfermedad se trata
reduciendo la ingesta de azúcares e inyectándose insulina a diario. Demasiada
insulina causa hipoglucemia, bajando el nivel de azúcar y provocando mareos y
desmayos.
Hormonas sexuales
 Todas las hormonas sexuales son esteroides. Los esteroides tienen una
estructura característica con cuatro anillos, adquirida de la molécula
básica a partir de la que se desarrollan: el colesterol, formado en el hígado
y contenido en todos los tejidos. Las hormonas sexuales masculinas se
producen en los testículos. Las más importantes son la testosterona y la
androsterona. Ambas son anabólicas (fomentan el crecimiento de
músculos, huesos, etc.) y androgénicas (forman los caracteres sexuales
masculinos. Las hormonas sexuales femeninas son muy similares en su
estructura, y se diferencian de las masculinas en pequeños cambios en los
grupos funcionales adjuntos al armazón esteroide. Se producen en los
ovarios desde la pubertad hasta la menopausia y las fundamentales son el
estradiol y la progesterona. Son responsables del desarrollo sexual y de los
ciclos menstruales en las mujeres.
Aplicaciones de las hormonas sexuales
 Anabolizantes. Tienen estructuras similares a la testosterona,
y desarrollan los músculos
 Anticonceptivos orales. La “píldora” más común contiene
una mezcla de estradiol y progesterona e imita el embarazo
manteniendo las hormonas en niveles altos, haciendo que no se
liberen más óvulos. Es frecuente tomar la píldora durante 21 días y
después un placebo durante 7 creando un periodo suave (de niveles
hormonales), pero sin el riesgo de que disminuya la cantidad de
hormonas permitiendo la liberación de un nuevo óvulo. El
estradiol y la progesterona suelen administrarse también a mujeres
que han pasado la menopausia, para prevenir el debilitamiento de
sus huesos (osteoporosis).