Estándar:
La estructura y los niveles de organización de la materia
Expectativa: EM.B.2 Utiliza conceptos básicos de la Química para explicar procesos metabólicos y reacciones que ocurren en los organismos vivos tales como fotosíntesis, respiración celular, síntesis de proteína y otros.
Instrucciones: Leer la información presentada sobre las macromoléculas, visitar los enlaces relacionados al tema y observar la presentación y los videos sobre las macromoléculas.
Macromoléculas
Introducción a
macromoléculas:
Todos los organismos se componen de la unidad básica
de la materia conocida como el átomo.
Cuando los átomos se unen con otros átomos producen moléculas. Las moléculas orgánicas están directamente
asociadas con los organismos vivos, debido a que son los bloques que componen
la estructura celular. Las moléculas
orgánicas grandes se forman mediante la síntesis por deshidratación y se
destruyen mediante el proceso de hidrólisis. Lo que implica que para romper una macromolécula
tenemos que romper una molécula de agua (hidrólisis), mientras que al formar
una macromolécula se produce una molécula de agua (síntesis de deshidratación).
Hidratos
de Carbono: Los hidratos de carbono son macromoléculas que se
componen de pequeñas moléculas conocidas como monómeros. Estos monómeros son azúcares simples
conocidas como monosacárido (Ej. Glucosa).
Otros carbohidratos tienen una organización más compleja, como los
disacáridos y los polisacáridos. Los
disacáridos se componen de dos unidades de azúcar como la maltosa. Los polisacáridos se componen de cadenas de glucosas como por
ejemplo el glucógeno, el almidón y la celulosa.
La glucosa es utilizada como fuente de energía en los organismos vivos. La energía se libera cuando la glucosa se rompe formando dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O). Esta energía liberada es la que utilizan los organismos para hacer trabajo. Nosotros los animales almacenamos el azúcar en forma de glucógeno, mientras las plantas las almacenan en forma de almidón.
Lípidos: Los lípidos
son moléculas que son insolubles en agua y solubles en solventes como alcohol y
eter. Por lo general, los aceites y las
grasas se componen de tres moléculas de ácidos grasos unidos y una molécula de
glicerol (triglicérido). Las grasas son
la fuente de almacenaje a largo plazo de energía en el cuerpo humano. Los lípidos incluyen a las grasas, los
aceites, los fosfolípidos, los esteroides y el colesterol.
Proteínas: Las
proteínas son moléculas con estructuras versátiles que se encuentran en las
diferentes formas de vida. Los monómeros
de las proteínas son conocidos como los amino ácidos, los cuales están
compuestos por un grupo amino (-NH2), un grupo carboxilo (-COOH) y
un grupo variable (R). El grupo R es
quien da la propiedad distintiva de cada amino ácido. Al igual que los hidratos de carbono y los
lípidos los enlaces entre los amino ácidos es mediante la síntesis por deshidratación. El enlace entre amino ácidos es conocido como
un enlace peptídico. Un enlace peptídico
se forma entre el grupo amino (-NH2) de un amino ácido y el grupo
carboxílico (-COOH) del amino ácido adyacente.
Las proteínas se caracterizan por tener cuatro niveles de organización
en su estructura: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. La estructura primaria está relacionada con
la secuencia de amino ácidos, mientras que la secundaria está asociada con la
formación de puente de hidrógeno entre amino ácidos que no están adyacentes. La
estructura terciaria está envuelta con la tridimensionalidad de la
proteína. Las proteínas son funcionales
solo y cuando su estructura terciaria sea correcta. Algunas proteínas adquieren la estructura
cuaternaria, es decir se asocian con otras cadenas de polipéptidos para ser
funcionales (Ejemplo: la hemoglobina).
Entre las funciones que tienen las proteínas en
la célula se encuentran: generar estructura, movimiento, defensa, almacenaje,
señales y catálisis.
Tomado de:
Experiencia de
Laboratorio:
Macromoléculas: hidratos de carbono, lípidos y proteínas
Adaptado y traducido por la Dra. Melissa Colón Cesario, UPRH 2009 de:
- “Exercise Six: Biologically Important Molecules”, Biology Laboratory Manual, Vodopich & Moore, McGraw Hill, 2008.
- “Laboratory #3: Chemical Composition of Cells”, Laboratory Manual Biology, Mader, McGraw Hill, 2007.
Acidos nucléicos: Son compuestos orgánicos de elevado peso molecular, formados por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. Cumplen la importante función de sintetizar las proteínas específicas de las células y de almacenar, duplicar y transmitir los caracteres hereditarios. Los ácidos nucleicos, representados por el ADN (ácido desoxirribonucleico) y por el ARN (ácido ribonucleico), son macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas nucleótidos.
NUCLEÓTIDOS
Son moléculas compuestas por grupos fosfato, un monosacárido de cinco carbonos (pentosa) y una base nitrogenada. Además de constituir los ácidos nucleicos forman parte de coenzimas y de moléculas que contienen energía. Los nucleótidos tienen importantes funciones, entre ellas el transporte de átomos en la cadena respiratoria mitocondrial, intervenir en el proceso de fotosíntesis, transporte de energía principalmente en forma de adenosin trifosfato (ATP) y transmisión de los caracteres hereditarios.
Esquema de un nucleótido
Grupos fosfato Son los que dan la característica ácida al ADN y ARN. Estos ácidos nucleicos, al tener nucleótidos con un solo radical (monofosfato) son estables. Cuando el nucleótido contiene más grupos fosfato (difosfato, trifosfato) se vuelve inestable, como sucede con el adenosin trifosfato o ATP. En consecuencia, se rompe un enlace fosfato y se libera la energía que lo une al nucleótido. Los grupos fosfato forman parte de la bicapa lipídica de las membranas celulares.
PentosasSon monosacáridos con cinco carbono en su molécula. En los ácidos nucleicos hay dos tipos de pentosas, la desoxirribosa presente en el ADN y la ribosa, que forma parte del ARN.
Bases nitrogenadas
También hay dos tipos. Las derivadas de la purina son la adenina y la guanina y las que derivan de la pirimidina son la citosina, la timina y el uracilo.
Bases nitrogenadas
La
timina está presente solo en el ADN, mientras que el uracilo está
únicamente en el ARN. El resto de las bases nitrogenadas forma parte de
ambos ácidos nucleicos.
La
asociación de los nucleótidos con otras estructuras moleculares permite
la transmisión de caracteres hereditarios y el transporte de energía.NUCLEÓSIDOS
Es la unión de una pentosa con una base nitrogenada, a través del carbono 1’ del monosacárido con un nitrógeno de la base. Al establecerse la unión química se desprende una molécula de agua.
Esquema de un nucleósido
Enlaces:
Macromoléculas: http://www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/neurobioquimica/libros/celular/macromoleculas.html
Macromoléculas biológicas: http://biologia.utalca.cl/propedeutico/LecturasAdicionales/Macromoleculas.pdf
Presentación sobre macromoléculas biológicas:
Videos
Biomoléculas
BIOMOLECULAS : CARBOHIDRATOS - LIPIDOS - PROTEINAS - ACIDOS NUCLEICOS : DOCUMENTAL COMPLETO
Técnica de avalúo:Juego de Macromoleculas
Instrucciones: Luego de jugar el Juego de las Macromoleculas, explica y discute tu experiencia durante el juego en la parte de comentarios de esta entrada. ¿La información presentada en el blog te ayudó a contestar las preguntas del juego? ¿Cuál fue la puntuación más alta que alcanzaste? ¿Cuál es la importancia de cada una de estas macromoléculas? ¿Qué dudas tienes todavía? Luego de compartir tu reacción, lee las reacciones de tus compañeros y comentale a almenos tres de ellos.
Publicar su contestación en o antes del lunes, 26 de mayo de 2014.
Rúbrica
