Macromolècules (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Química - 1º curso
Asignatura Biología 1
Año del apunte 2014
Páginas 51
Fecha de subida 01/11/2014
Descargas 2

Descripción

Powers dels 5 primers temas de Biologia I

Vista previa del texto

BLOC I: ELS ÉSSERS VIUS Tema 3: Macromolècules Biologia 2014_2015. Dra. Olga Felip 1.3 PRINCIPALS MACROMOLÈCULES A. Molècules que caracteritzen els organismes vius B. Estructura química i funció de: •Els Carbohidrats •Els Lípids •Les Proteïnes •Els Àcids Nucleics 1.3 PRINCIPALS MACROMOLÈCULES A. Molècules que caracteritzen els organismes vius Perquè són tan importants aquests compostos per a tots els sers vius? - - Constitueixen les estructures de cèl·lules i teixits.
Participen i regulen reaccions metabòliques.
Transmeten informació.
Aporten energia als processos vitals.
1.3 PRINCIPALS MACROMOLÈCULES  La gran majoria són polímers formats per molècules més petites: monòmers.
Macromolècules: Són polímers amb PM >1000.
Formades per ≠ subunitats de monòmer però amb 4 àtoms en comú: C, H, O, N.
1.3 PRINCIPALS MACROMOLÈCULES Grups Funcionals  Grup d’àtoms amb propietats químiques específiques.
 Les propietats de les molècules orgàniques depèn dels grups funcionals que presenti.
 Molècules orgàniques: aquelles en les que els àtoms de carboni s’uneixen covalentment entre sí per formar un esquelet.
1.3 PRINCIPALS MACROMOLÈCULES  Hidroxil: Característiques polars per la presència de l’ oxigen electronegatiu atrau electrons.
 Aldehid: el C s’uneix com a mínim a un H. L’O li dóna caràcter polar.
 Cetona: el C està unit a 2C.
L’O li dóna caràcter polar.
 Carboxil: És dèbilment àcid, pot alliberar un H+ , llavors quedaria R-COO-, per tant pot estar en estat polar o iònic.
1.3 PRINCIPALS MACROMOLÈCULES  Amino: Dèbilment bàsic.
Pot acceptar un ió H+, siguent R-NH3+ el grup amino ionitzat.
(components d’AA i d’àc.
Nucleics).
 Fosfat: Dèbilment àcid. Pot alliberar un o dos H+ .
(formen part d’àc. nucleics i d’alguns lípids).
 Sulfhidril: Ajuda a estabilitzar l’estructura interna de les proteïnes.
1.3 PRINCIPALS MACROMOLÈCULES Isòmers  Òptics o enantiòmers (imatges especulars) Molècules amb la mateixa fórmula química però amb els àtoms ordenats diferent (aporta ≠ propietats).
geomètrics: estructurals ≠ disposició covalent dels àtoms = enllaços covalents ≠ disposició a l’espai 1.3 PRINCIPALS MACROMOLÈCULES Polímers: constituïts per subunitats idèntiques (monòmers)  Els monòmers s’uneixen per enllaços covalents en reaccions de condensació.
- Despesa E - Regulació enzimàtica  L’aigua s’elimina.
“Síntesi per deshidratació” 1.3 PRINCIPALS MACROMOLÈCULES Polímers  Els polímers es trenquen en monòmers per reaccions de hidròlisi.
1.3 PRINCIPALS MACROMOLÈCULES ELS CARBOHIDRATS CARBOHIDRATS Estructura física i funció: Grup carbonil   Carbohidrat: molècula que presenta el C unit a hidrogen i grups hidroxil.
Segueixen la fórmula (CH2O)n D L Glucosa: C6H12O6 Grup més abundant de compostos orgànics del planeta CARBOHIDRATS Monosacàrid: sucres simples de 3 a 7 carbonis.
(els grups hidroxil polars i el grup carbonil els confereixen propietats hidrofíliques).
- Extrem cadena: aldehid.
- Una altra posició: cetona CARBOHIDRATS Disacàrid: dos sucres simples units per un enllaç covalent (glicosídic).
Es poden hidrolitzar, dividir-lo en dos monosacàrids agregant aigua. (Ex/ La sacarosa, consta d’una glucosa unida a una fructosa).
CARBOHIDRATS Els monòmers s’uneixen amb enllaços glicosídics: oxigen central covalentment unit a dos carbonis, un a cada anell.
Es formen enllaços a (14 o 16) o b que determinaran característiques moleculars (orientació grup hidroxil –OH del C1).
a: costat oposat al grup lateral CH2OH) b: mateix costat que el grup lateral CH2OH) CARBOHIDRATS Els enllaços b són més abundants en carbohidrats d’origen vegetal (pectines, cel·luloses, hemicel·luloses) i són poc o gens digeribles pels mamífers.
CARBOHIDRATS Oligosacàrid: de dos a deu monosacàrids, units per enllaços O-glicosídics (entre grups –OH).
S’ajunten a altres molècules com les proteïnes i els lípids en la superfície cel·lular i actuen com a reconeixement de senyals.
Glicoproteïnes Glicolípids Ex/ Inulina i oligofructosa, formats per cadenes de fructosa que poden acabar en glucosa o fructosa. Presents a: ceba, porro, all, plàtan, carxofa, etc.
CARBOHIDRATS Polisacàrid: cents o mils de monosacàrids units (amb més o menys ramificacions).
Molècules gegants que s’usen com a reserva energètica o amb finalitat estructural.
   Midons: reserva d’energia en plantes Glucogen: reserva d’energia en animals.
Cel·luloses: estructural en plantes.
CARBOHIDRATS MIDÓ Magatzem d’energia en plantes.
 Format per subunitats d’ a-glucosa, unides per enllaços a14.
 Presenta dues formes: - Amilosa: forma senzilla, no ramificada.
- Amilopectina: fins a mil unitats en cadena ramificada.
 Amiloplasts: lloc de magatzem del midó.
 CARBOHIDRATS GLUCOGEN Reserva d’energia en animals.
 Format per subunitats d’ a-glucosa, unides per enllaços a14.
 Estructura + ramificada que el midó vegetal (enllaços a16)  insoluble en H2O.
 Regulació del metabolisme del glucogen: - Enzim glucogen sintetasa: síntesi - Enzim glucogen fosforilasa: degradació.
 Cèl·lules hepàtiques i musculars: magatzem en vertebrats.
 CARBOHIDRATS CEL·LULOSA Carbohidrat estructural en plantes (component principal parets cel·lulars).
 Format per subunitats de b-glucosa unides per enllaços b14)  insoluble en aigua.
 Dificultat de molts organismes per digerir la cel·lulosa pel tipus d’enllaç b14.
 En humans: aporta fibra que ajuda al tracte digestiu.
 CARBOHIDRATS RAMIFICACIONS:  Homopolisacàrids: resultat de la polimerització d’un sol tipus de monosacàrid. Ex/ midó, glicogen i cel·lulosa.
 Heteropolisacàrids: resultat de la polimerització de dues o més classes de monosacàrids Ex/ mucopolisacàrids, agar-agar, pectina etc.
CARBOHIDRATS  Els carbohidrats es poden modificar per l’addició d’altres grups funcionals  adquireixen ≠ funcions.
1.3 PRINCIPALS MACROMOLÈCULES ELS LÍPIDS LÍPIDS Estructura física i funció :  Els lípids són cadenes hidrocarbonatades no polars.
 Formats de carboni i hidrogen, amb pocs grups funcionals que continguin oxigen.
    Greixos i olis: reserva energia.
Fosfolípids: estructura membranes cel·lulars.
Carotenoides: pigments cel·lulars.
Esteroides: precursors hormonals.
LÍPIDS GREIXOS I OLIS = TRIGLICÈRIDS 3 àcids grassos + glicerol units per un enllaç éster (enllaç covalent) Lípids més abundants en els essers vius.
 Magatzem d’energia: més del doble d’E que els CH.
 LÍPIDS ÀCIDS GRASSOS: cadena llarga no ramificada d’hidrocarburs amb un grup carboxil (-COOH) en un extrem.
Tipus d’àcids grassos segons nº de C i nº de dobles enllaços:   Àc. Grassos saturats: - nº max. d’àtoms d’H.
- Sòlids a Tª Ambient (acció de les forces de van der Waals).
Àc. Grassos insaturats: - Monoinsaturats: 1 enllaç doble.
- Poliinsaturats: més d’1 enllaç doble.
- Líquids a Tª ambient (no van der Waals per inclinació de la cadena) LÍPIDS Sím bolo 12:0 13:0 15:0 16:1 (n-7) 16:0 17:0 18:3 (n-6) 18:3 (n-3) 18:2 (n-6) 18:1 (n-9) 18:0 20:5 (n-3) 20:4 (n-6) 20:2 20:1 (n-9) 20:0 22:6 (n-3) 22:1 (n-9) 22:0 24:1 (n-9) P R IN C IP A L E S Á C ID O S G R A SO S N om bre com ún N om bre sistem ático Á cido Láurico Á cido D odecanoico ---Á cido T ridecaonico ---Á cido Pentadecanoico Á cido Palm itoleico Á cido C is-9-hexadecenoico Á cido Palm ítico Á cido H exadecanoico Á cido M argárico Á cido H eptadecanoico Á cido Linolénico Á cido 6,9,12-octadecatrienoico Á cido Linolécnico Á cido 9,12,15-octadecatrienoico Á cido Linoleico Á cido 9,12-octadecadienoico Á cido O leico Á cido C is-9-octadecenoico Á cido Esteárico Á cido O ctadecanoico E PA Á cido C is-5,8,11,14,17-eicosapentaenoico Á c A raquidónico Á cido 5,8,11,14- eicosatetraenoico Á cido C is-11,14-eicosadienoico Á cido G ondoico Á cido C is-11-eicosenoico Á cido A raquídico Á cido E icosanoico DHA Á cido C is-4,7,10,13,16,19-docosahexaenoico Á cido Erúcico Á cido C is-13-docosaenoico Á cido B ehénico Á cido D ocosanoico Á cido N ervónico Á cido C is-15-tetracosenoico LÍPIDS FOSFOLÍPIDS: 2 àcid gras + grup alcohòlic + fosfat hidrofilic Lípid amfipàtic Compost orgànic hidrofòbic LÍPIDS Carotenoides: pigments vegetals insolubles en H2O.
Formats per monòmers d’hidrocarbur de 5 carbonis.
  Pigments que ‘absorbeixen’ llum gràcies als electrons mòbils Participació en la fotosíntesi.
Animals: els converteixen en Vit A i a retinol (pigment visual).
 Retinol LÍPIDS Esteroides Presenten 4 anells d’àtoms de Carboni 1 anell de 5 C 3 anells de 6 C Cadena lateral Component estructural essencial de les membranes cel·lulars animals.
Hormones de síntesi al còrtex adrenal.
Hormones implicades en la reproducció.
LÍPIDS Funció       Magatzem d’energia: 9.3 Kcal / g lípid.
Estructurals: fosfolípids i colesterol (membranes).
Absorció de la llum: carotenoides.
Missatgers químics: Hormones sexuals, Prostaglandines (derivats del colesterol), Hormones adrenèrgiques (cortisol, etc...).
Aïllament: tèrmic, elèctric (beines de mielina, ceres...).
Altres: absorció de vitamines lipídiques, formació de sals biliars...
1.3 PRINCIPALS MACROMOLÈCULES LES PROTEÏNES PROTEÏNES Estructura física i funció:   Polímers: formats per aminoàcids (monòmers) units mitjançant enllaços peptídics.
Els aminoàcids tenen un grup carboxil i un grup amino.
Capacitat d’acceptar i alliberar protons Amortidors biològics X Ió dipolar a pH neutre Proteïnes: 50aa i PM 5000, paper primordial com a executores de la informació genètica.
PROTEÏNES  L’àtom de C en posició a és asimètric:    D-aminoàcids.
L-aminoàcids (forma en que es troba en els organismes).
Les cadenes o grups-R també tenen grups funcionals que determinen diferents característiques.
PROTEÏNES Classificació dels aminoàcids:      Amb càrrega positiva: Arg, His, Lys Amb càrrega negativa: Asp, Glu Polars però sense càrrega: Ser, Thr, Asn, Gln, Tyr No polars: Ala, Ile, Leu, Val, Met, Phe, Trp També com a EAA i NEAA en funció de l’espècie.
Un AA essencial per una espècie pot no ser-ho per una altra.
PROTEÏNES PROTEÏNES Els aminoàcids s’uneixen per enllaços peptídics covalentment per formar la cadena polipeptídica.
 Enllaç peptídic: entre el C del grup carboxil d’una molècula i el N del grup amino de l’altra.
Reacció de condensació Les proteïnes presenten 4 estructures o conformacions resultat del plegament.
Dipèptid PROTEÏNES  L’estructura primària d’una proteïna és la seqüència d’aminoàcids.
 Aquesta seqüència determinarà les estructures secundàries i terciàries (la manera com la proteïna es construeix)aporta una funció altament específica a les proteïnes.
20 diferents Seqüència escrita: des de l’extrem N-terminal fins al C-terminal PROTEÏNES L’estructura secundària és la disposició de la seq.
en l’espai (com a resultat dels ponts d’hidrogen).
 a-hèlix: organització helicoïdal resultant d’enllaços per ponts d’hidrogen.
(Ex/ pell, cabell, ungles etc.)  (B) (C) Làmines b: dos o més cadenes s’alineen i s’uneixen per ponts d'hidrogen (Ex/ la fibroïna).
 Una mateixa cadena polipeptídica pot contindre els dos tipus de conformacions (Ex/ teles d’aranya).
PROTEÏNES  L’estructura terciària ve determinada per interaccions entre els grups-R (ponts diS, forces de van der Waals, enllaços iònics, ponts d’hidrogen...) Polipèptid plegat sobre sí mateix (disposició globular)  L’estructura quaternària és dóna quan s’uneixen diferents polipèptids (o subunitats) PROTEÏNES L’estructura global d’una proteïna contribueix a determinar la seva activitat biològica.
 Una proteïna pot tenir més d’una regió estructural diferent anomenada domini, cada un amb la seva pròpia funció.
 PROTEÏNES Hi ha condicions ambientals que afecten les estructures secundàries i terciàries:    Altes temperatures.
Canvis en el pH.
Elevades concentracions de molèc. polars.
La desnaturalització és la pèrdua de l’estructura i, per tant, de la funcionalitat (NO és reversible en tots els casos).
PROTEÏNES Funcions molt diverses:  Enzims (catalitzen reaccions químiques)  Components estructurals (Ex/ Col·lagen)  Emmagatzematge (Ex/ Ovoalbúmina)  Transport (Ex/ Hemoglobina)  Defensa i protecció (Ex/ Immunoglobulines)  Regulació (Ex/ hormones com la insulina)  Moviment (Ex/ Actina i miosina) Són les ‘executores’ de la informació genètica 1.3 PRINCIPALS MACROMOLÈCULES ELS ÀCIDS NUCLEICS ÀCIDS NUCLEICS Estructura física i funció:  Bases nitrogenades:  Formats per cadenes de nucleòtids (unitat monomèrica): pentosa + grup fosfat + base nitrogenada.
 Transmeten la informació hereditària i determinen quines proteïnes produeix una cèl·lula.
Un anell  Pirimidines (C, T, U) Purines (A, G) Dos anells  ADN (àcid desoxiribonucleic) ARN (àcid ribonucleic).
ÀCIDS NUCLEICS Els àcids nucleics són cadenes lineals de nucleòtids units per enllaços fosfodièster entre el C3’ d’un sucre i el C5’ del sucre següent.
Enllaçades per ponts d’H Cadenes antiparal·leles  Grup fosfat + enllaços covalents amb nucleòtids adjacents Les bases nitrogenades queden exposades ÀCIDS NUCLEICS  Complementarietat de les bases (purines, pirimidines).
  T=A GΞC Permet que la informació continguda en els àcids nucleics sigui transcrita i posteriorment traduïda a proteïna.
executaran les "instruccions" codificades en els àcids nucleics.
ÀCIDS NUCLEICS Funcions: Magatzem transmissió informació genètica: expressió Font i transport d’ENERGIA i segons missatgers GTP, ATP, AMPc, etc.
Rellotges moleculars: les seqüències de bases revela relacions evolutives.
Donat el caràcter i la finalitat exclusivament docent i eminentment il·lustrativa de les explicacions a classe d'aquesta presentació, l’autor s’acull a l’article 32 de la Llei de propietat intel·lectual vigent respecte de l'ús parcial d'obres alienes com ara imatges, gràfics o altre material contingudes en les diferents diapositives Facultat de Biologia ...