AGUA

– Es el principal constituyente de los tejidos vivos, representando al menos el 60% de su composición.

– Es decisiva en la conservación de alimentos.

– Está constituida por dos átomos de hidrógeno unidos de forma covalente a un oxígeno (altamente polar).

– Puede establecer puentes de hidrógeno con otras moléculas (N, F y O).

CARBOHIDRATOS

– Brindan energía y actúan como moléculas de reserva energética en algunos seres vivos.

– Dependiendo del número de moléculas se dividen en:

• Monosacáridos
• Disacáridos
• Polisacáridos

Monosacáridos

Nomenclatura según su número de carbonos:

• 3 carbonos: Triosas, como el gliceraldehído.
• 4 carbonos: Tetrosas, como la eritrosa.
• 5 carbonos: Pentosas, como la ribosa o la xilosa.
• 6 carbonos: Hexosas, como glucosa, fructosa, galactosa y manosa.

Ejemplos:

• Glucosa
• Ribosa
• Desoxirribosa
• Fructosa
• Gliceraldehído
• Galactosa
• Glucosamina

Disacáridos

Ejemplos:

• Sacarosa
• Lactosa
• Maltosa

Enlaces entre disacáridos:

– Están constituidos por 2 monosacáridos unidos por enlaces glucosídicos.

Polisacáridos

Ejemplos:

• Celulosa
• Almidón
• Glucógeno
• Quitina
• Xilano
• Peptidoglucano

Polisacáridos de reserva:

• Almidón
• Glucógeno
• Dextranos

Polisacáridos estructurales:

• Celulosa
• Quitina

PROTEÍNAS

Composición:

– C, H, O, N y S, P.

Enlaces entre aminoácidos:

– Enlace peptídico.

Tipos de proteínas:

Fibrosas:

• Queratina
• Colágeno
• Elastina
• Fibroína
• Miosina

Globulares:

• Mioglobina
• Citocromos
• Ribonucleasa
• Lisozima
• Hemoglobina
• Insulina
• Albúmina

Estructuras de las proteínas:

– Primaria: Se refiere al esqueleto de la cadena polipeptídica y el orden específico de sus aminoácidos.

– Secundaria: Se refiere a la ordenación regular y periódica en el espacio de las cadenas a lo largo de una dirección.

– Terciaria: Se refiere al modo como la cadena polipeptídica se curva o se pliega para formar la estructura plegada y compacta de las proteínas globulares.

– Cuaternaria: Pone en manifiesto cómo se disponen en el espacio las cadenas individuales polipeptídicas de una proteína que posee más de una cadena.

Desnaturalización de proteínas:

– Muchas proteínas tienen actividad biológica dentro de una fluctuación muy delimitada de temperatura y pH.

– La exposición de proteínas a pH extremos o temperaturas muy altas, les hace experimentar cambios conocidos como desnaturalización.

– La mayor parte de proteínas globulares experimentan el proceso de desnaturalización a temperaturas por encima de los 60-70°C.

– La mayor consecuencia de la desnaturalización de proteínas es la pérdida de su actividad biológica.

Funciones de las proteínas:

– Las proteínas determinan la forma y la estructura de las células y dirigen casi todos los procesos vitales.

LÍPIDOS

Funciones de los lípidos:

• Componentes estructurales de las membranas.
• Formas de transporte y almacenamiento de energía.
• Cubierta protectora superficial.
• Componentes de superficie celular para el reconocimiento de células.

Lípidos complejos

Ácidos grasos

– Saturados: Son grasas que presentan una cadena de átomos de hidrógeno unida a moléculas de carbono mediante enlaces simples, es decir, una estructura hidrocarbonada.

– Insaturados: Tienen uno o varios enlaces dobles en los carbonos de la cadena.

– Representación:

Acilglicéridos

– Estructura: Los ésteres de ácidos grasos y del alcohol glicerina se llaman acilglicéridos y son en esta forma como nuestro cuerpo y el del resto de seres vivos almacenamos energía en forma de grasas.

– Reacción de esterificación:

– Funciones de los acilglicéridos: Almacenan energía en forma de grasas.

Fosfolípidos

– Estructura:

– Propiedades:

• Micelas esféricas como las que también forman los ácidos grasos.
• Bicapas o láminas biomoleculares, con las colas hidrofóbicas enfrentadas hacia el interior de la doble lámina y las cabezas hidrofílicas hacia afuera, en contacto con el agua.

– Funciones: Pueden formar membranas celulares, funcionan como emulsionantes y son utilizados para la elaboración de nanosistemas acarreadores de compuestos (nanocápsulas).

Lípidos complejos

– Funciones:

• Reserva energética (como los triglicéridos).
• Estructural (como los fosfolípidos de las bicapas).
• Reguladora (como las hormonas esteroides).

NUCLEÓTIDOS

Estructura general

Ribonucleótido (RNA) Desoxirribonucleótido (DNA)

Bases nitrogenadas y uniones

• Adenina: (A) (A-T)
• Guanina: (G) (G-C)
• Timina: (T) (T-A)
• Citosina: (C) (C-G)
• Uracilo: (U) (U-A)

Estructura del DNA

– Está constituida por cuatro bases principales (Adenina, Timina, Guanina y Citosina).

– Tiene dos hebras que aparecen en un ordenamiento helicoidal.

Estructura del RNA

– Está constituida por cuatro bases principales (Adenina, Uracilo, Guanina y Citosina).

– Solamente tiene una hebra y en la célula es de 2 a 8 veces más abundante que el DNA.

ORGANELOS

Membrana y pared celular

Composición:

– Para llevar a cabo las reacciones químicas necesarias para el mantenimiento de la vida, la célula necesita tener un medio interno apropiado.

– Lo anterior es posible porque las células se encuentran aisladas del mundo exterior por una membrana limitante.

Función:

• Aislar selectivamente el contenido de la célula del ambiente externo (barrera semipermeable).
• Regular el intercambio de sustancias entre el interior y exterior celular (lo que entra y sale de la célula).
• Sirve de receptor que reconoce señales de determinadas moléculas.

Estructura:

– El modelo más actual de su estructura es el mosaico fluido. Afirma que la membrana está formada por fosfolípidos que se hallan ordenados en forma de bicapa, la cual puede moverse dándole fluidez a la membrana.

Núcleo celular

Función:

• Controlar la expresión génica.
• Recuperar la información almacenada en el ADN en forma de ARN.
• Ejecutar, dirigir y regular las actividades citoplasmáticas a través de la expresión de genes.
• Duplicar el ADN y su ensamblado con proteínas.
• Transcripción de genes a ARN.

Composición:

– Orgánulo membranoso que se encuentra en las células eucariotas y contiene la mayor parte del material genético (Cromosomas).

– El núcleo mantiene la integridad de los genes y regula la expresión génica (centro de control de la célula).

Estructura:

– El núcleo está rodeado por una envoltura nuclear, que es una doble membrana con numerosos poros.

– Estos poros actúan como una compuerta selectiva a través de la cual ingresan ciertas proteínas y permiten la salida de los distintos tipos de ARN.

– Esta envoltura está sostenida por el citoesqueleto y posee diversos ribosomas adheridos y está compuesta principalmente por proteínas.

Mitocondria y cloroplasto

Origen:

– Mitocondria: Se cree que se originaron al crear una simbiosis entre la célula eucariota primitiva y las mitocondrias libres, al integrarse dentro de ella (ya que las mitocondrias tienen su propio ADN).

– Cloroplasto: Son orgánulos que se encuentran en las plantas y algas.

Composición:

– Mitocondria: Producen ATP mediante la utilización de la energía almacenada en las moléculas alimenticias.

– Cloroplasto: Captan la energía de la luz solar durante la fotosíntesis y la almacenan en un carbohidrato, mientras que las mitocondrias convierten la energía de la luz en ATP para su uso en la célula (respiración celular).

Función:

– Mitocondria: Su principal función es generar energía para mantener la actividad celular.

– Cloroplasto: En este orgánulo se lleva a cabo la fotosíntesis (donde se utiliza la energía solar para sintetizar glucosa).

Estructura:

– Mitocondria: Está constituida por una doble membrana, una externa y una interna que forma pliegues o crestas (crestas mitocondriales). Dentro de la membrana interna se localiza la matriz mitocondrial (donde ocurre el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones).

– Cloroplasto: Están rodeados por una doble membrana lipídica. Además, poseen un tercer sistema de membranas internas, llamadas membranas del tilacoide.

Retículo endoplasmático

Retículo endoplasmático rugoso

– Composición y estructura: Está conformado por una red interconectada de sacos planos o tubos encapsulados con forma de pequeños sacos abultados y planos.

– Función: Posee abundantes ribosomas por toda su superficie que sintetizan continuamente proteínas que pueden tener cualquier destino.

Retículo endoplasmático liso

– Composición y estructura: Se presenta en forma de red de túbulos interconectados y vesículas. Sin ribosomas en la superficie citoplasmática.

– Función: Su principal función es la síntesis de lípidos de membrana y la detoxificación de drogas (citocromo p450), (por eso son abundantes en hepatocitos). Puede aumentar su volumen si se consumen tóxicos como el alcohol o tabaco.

Vesículas

– Función: Almacenan y transportan sustancias dentro de la célula.

– Estructura y composición: Constituidas de al menos una bicapa de fosfolípidos, pueden provenir de la membrana plasmática, el aparato de Golgi o el retículo endoplasmático.

Citoesqueleto

– Composición: Se trata de un entramado tridimensional de proteínas que provee soporte a las células, organiza las estructuras internas y facilita el transporte, tráfico y división celular.

– Estructura:

• Microfilamentos (actina y miosina)
• Filamentos intermedios
• Microtúbulos

Ribosoma

– Composición: Contienen un 60-70% de ARNr y un 40-30% de proteínas. Son complejos ribonucleoproteicos organizados en dos subunidades (grande y pequeña) con 20nm de diámetro. Son formados en el nucléolo y solo son funcionales en el citoplasma. Los ribosomas son pequeñas máquinas de traducción de ARN.

– Función: Leen el ARNm y ensamblan los aminoácidos por el ARNt a la proteína en crecimiento (proceso conocido como traducción o síntesis de proteínas).