LIPIDOS Y ACIDOS NUCLEICOS

Lípidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y generalmente también oxígeno; pero en porcentajes mucho más bajos. Además pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre .

Es un grupo de sustancias muy heterogéneas que sólo tienen en común estas dos características:

1.   Son insolubles en agua

2.   Son solubles en disolventes orgánicos, como éter, cloroformo, benceno, etc.

 

 Una característica básica de los lípidos, y de la que derivan sus principales propiedades biológicas es la hidrofobicidad. La baja solubilidad de los lipídos se debe a que su estructura química es fundamentalmente hidrocarbonada (alifática, alicíclica o aromática), con gran cantidad de enlaces C-H y C-C

                  

 

 

Constituyentes importantes de la alimentación (aceites, manteca, yema de huevo), representan una importante fuente de energía y de almacenamiento, funcionan como aislantes térmicos, componentes estructurales de membranas biológicas, son precursores de hormonas (sexuales, corticales), ácidos biliares, vitaminas etc.

 

 

 

 

FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS

Los lípidos desempeñan cuatro tipos de funciones:

2.   Función de reserva. Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo de grasa produce 9'4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que proteínas y glúcidos sólo producen 4'1 kilocaloría/gr.

3.   Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren órganos y le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo de piés y manos.

4.   Función biocatalizadora. En este papel los lípidos favorecen o facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta función las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.

5.   Función transportadora. El tranporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de destino se raliza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los proteolípidos.

 

 

CLASIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOS

Los lípidos se clasifican en dos grupos, atendiendo a que posean en su composición ácidos grasos (Lípidos saponificables) o no lo posean ( Lípidos insaponificables ).

 

1. Lípidos saponificables

A. Simples

·         Acilglicéridos

·         Céridos

B. Complejos

·         Fosfolípidos

·         Glucolípidos

2. Lípidos insaponificables

 

AA. Terpenos

B. Esteroides

C. Prostaglandinas

 

ÁCIDOS GRASOS

Los ácidos grasos son moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada de tipo lineal, y con un número par de átomos de carbono. Tienen en un extremo de la cadena un grupo carboxilo (-COOH).

 

LÍPIDOS SIMPLES

Son lípidos saponificables en cuya composición química sólo intervienen carbono, hidrógeno y oxígeno.

Acilglicéridos

Son lípidos simples formados por la esterificación de una,dos o tres moléculas de ácidos grasos con una molécula de glicerina. También reciben el nombre de glicéridos o grasas simples

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Según el número de ácidos grasos, se distinguen tres tipos de estos lípidos:

·         los monoglicéridos, que contienen una molécula de ácido graso

·         los diglicéridos, con dos moléculas de ácidos grasos

·         los triglicéridos, con tres moléculas de ácidos grasos.

Los acilglicéridos frente a bases dan lugar a reacciones de saponificación en la que se producen moléculas de jabón.

Ceras

Las ceras son ésteres de ácidos grasos de cadena larga, con alcoholes también de cadena larga. En general son sólidas y totalmente insolubles en agua. Todas las funciones que realizan están relacionadas con su impermeabilidad al agua y con su consistencia firme. Así las plumas, el pelo , la piel,las hojas, frutos, están cubiertas de una capa cérea protectora.

Una de las ceras más conocidas es la que segregan las abejas para confeccionar su panal.
 

 

LÍPIDOS COMPLEJOS

Son lípidos saponificables en cuya estructura molecular además de carbono, hidrógeno y oxígeno, hay también nitrógeno,fósforo, azufre o un glúcido.
Son las principales moléculas constitutivas de la doble capa lipídica de la membrana, por lo que también se llaman lípidos de membrana. Son tammbién moléculas anfipáticas.

 

El colesterol es la molécula a partir de la cual se sintetizan los ácidos biliares (más precisamente, sales biliares), hormonas esteroides y vitamina D (una estructura esteroide).

SALES BILIARES

Las sales biliares son moléculas anfipáticas (contienen regiones polares y apolares dentro de la misma estructura molecular); y en virtud de esta propiedad físico-química actúan como detergentes muy efectivos. Al igual que el colesterol, las sales biliares se sintetizan en el hígado, y se depositan (acumulan y concentran) en la vesícula biliar, desde donde se segregan al intestino delgado, para el procesamiento de la fracción grasa de  los alimentos.

Las sales biliares son el constituyente fundamental de la bilis, solubilizando los lípidos de la dieta para que puedan ser absorbidos.

HORMONAS ESTEROIDES

El colesterol es también precursor de las cinco clases principales de hormonas esteroides:
Andrógenos:
la testosterona es el andrógeno fundamental. Es la hormona responsable del desarrollo de los caracteres sexuales secundarios masculinos.

Estrógenos: el estradiol, el estrógeno principal, se asocia con el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios femeninos. El estradiol, actuando en conjunción con la progesterona, es imprescindible para un ciclo ovárico normal.

 

El proceso de digestión de los lipidos comienza en el estomago ya que en la cavidad oral no sufren cambio alguno, se a descrito una lipasa gástrica que hidroliza los trigliceridos parcialmente solo en un 20% mientras el otro 80% sigue su trayecto hacia el duodeno, al llegar a esa instancia 2 hormonas son liberadas en presencia de los ácidos grasos y por el pH bajo que indica un factor fisiológico.

la secretina la primera hormona de las 2 mencionadas se libera de las células S y tiene un efecto sobre el páncreas para liberar agua y bicarbonato para neutralizar el ácido clorhídrico,mientras tanto la colecistoquinina(cck) liberada por las células I estimulan la liberación de la lipasa pancreática y las sales biliares de la vesícula biliar.

Las sales biliares y la lipasa pancreática son claves en el proceso de digestión a este nivel.

Esta colipasa es una proteína que tiene la propiedad de aperturar el camino para que la lipasa pancreática penetre en la pequeña gota de grasa y de esa manera pueda hidrolizar los trigliceridos.

como consecuencia de la acción de la lipasa pancreática los trigliceridos van a ser hidrolizados parcialmente en Beta-mono acil glicerol mas un ácido graso libre, gran parte de ese Beta-mono acil glicerol sale de la gota de grasa en tanto la cantidad restante es afectada por una isomerasa que transfiere el ácido graso de posición Beta a posición Alfa formando Alfa-mono acil glicerol ,parte de ellos salen de la gota de grasa mientras que el resto es hidrolizado por la lipasa pancreática (que es estereoespecifica) en glicerol mas ácido graso libre.

El colesterol se presenta en forma de colesterol esterificado de ahí que se dará la digestión por medio de una enzima la COLESTEROL ESTERASA que lo hidrolisara en colesterol mas ácido graso libre (AGNE) para recién ahí ser absorbido.

En cuando a los fosfolipidos es importante indicar que ellos estan conformados por un glicerol,2 ácidos grasos,un fosfato y una base nitrogenada. A nivel intestinal tenemos una fosfolipasa A2 que al hidrolisarlo dará como producto un lisofosfolipido y un ácido graso libre.

los fosfolipidos pueden absorberse como tales o como lisofosfolipidos mas AGNE.

En este punto hemos terminado con el proceso de digestión habiendo formado los productos finales de la hidrólisis que son:

-AGNE

-VITAMINAS (que no sufren hidrólisis alguna)

-LISOFOSFOLIPIDOS

-COLESTEROL LIBRE

-BETA-MONO ACIL GLICEROL

-ALFA-MONO ACIL GLICEROL

 

ACIDOS NUCLEICOS

Los ácidos nucleicos (AN)  fueron descubiertos por Freidrich Miescher en 1869.

 

En la naturaleza existen solo dos tipos de ácidos nucleicos: El ADN (ácido desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico) y estánpresentes en todas las células

Su función biológica no quedó plenamente confirmada hasta que Avery y sus colaboradores demostraron en 1944 que el ADN era la molécula portadora de la información genética.

Los ácidos nucleicos tienen al menos dos funciones: trasmitir las características hereditarias de una generación a la siguiente y dirigir la síntesis de proteínas específicas.

Tanto la molécula de ARN como la molécula de ADN tienen una estructura de forma helicoidal.

Químicamente, estos ácidos están formados, por unidades llamadas nucleótidos

ESTRUCTURA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
 

 

En 1953 Francis Crick y James Watson en una célebre de artículo publicado en la revista científica dieron a conocer la primera descripción de la estructura del DNA .

 

 

Los ácidos nucleicos consisten en subunidades de nucléotidos que son unidades moleculares consistentes en:

  Un azúcar de cinco carbonos sea la ribosa o la desoxiribosa

  Un grupo fosfato

  Una base nitrogenada que es un compuesto anular que contiene nitrógeno pudiendo ser una purina de doble anillo.

 

 

Las Bases Nitrogenadas son las que contienen la información genética. En el caso del ADN las bases son dos Purinas y dos Pirimidinas. Las purinas son A (Adenina) y G (Guanina). Las pirimidinas son T (Timina) y C (Citosina). En el caso del ARN también son cuatro bases, dos purinas y dos pirimidinas. Las purinas son A y G y las pirimidinas son C y U (Uracilo).

Como son aromáticas, tanto las bases púricas como las pirimidínicas son planas, lo cual es importante en la estructura de los ácidos nucleicos.

También son insolubles en agua y pueden establecer interacciones hidrófobas entre ellas; estas interacciones sirven para estabilizar la estructura tridimensional de los ácidos nucleicos. Las bases nitrogenadas absorben luz en el rango ultravioleta (250-280 nm), propiedad que se usa para su estudio y cuantificación

                                                                                           Bases púricas

Están basadas en el Anillo Purínico. Puede observarse que se trata de un sistema plano de nueve átomos, cinco carbonos y cuatro nitrógenos.

Bases pirimidínicas

Están basadas en el Anillo Pirimidínico. Es un sistema plano de seis átomos, cuatro carbonos y dos nitrógenos.

 

Nucleósidos

La unión de una base nitrogenada a una pentosa da lugar a los compuestos llamados Nucleósidos.

La unión base-pentosa se efectúa a través de un enlace glicosídico, con configuración beta (β) entre el carbono uno de ribosa o desoxirribosa, y un nitrógeno de las base, el 1 en las pirimidinas, y el 9 en las purinas, con la pérdida de una molécula de agua.

 

Para evitar confusiones en la nomenclatura de nucleósidos y nucleótidos, los átomos de la pentosa se designan con números seguidos de un apóstrofe (1', 2', 3', 4' y 5'), para distinguirlos de los de la base, por lo que los enlaces de los nucleósidos se designan como β(1’-1) en las pirimidinas y β(1’-9) en las purinas.

Nucleótidos

Los nucleótidos son los ésteres fosfóricos de los nucleósidos. Están formados por la unión de un grupo fosfato al carbono 5’ de una pentosa. A su vez la pentosa lleva unida al carbono 1’ una base nitrogenada.

Se forman cuando se une ácido fosfórico a un nucleósido en forma de ión fosfato (PO43-) mediante un enlace éster en alguno de los grupos -OH del monosacárido. El enlace éster se produce entre el grupo alcohol del carbono 5´ de la pentosa y el ácido fosfórico. Aunque la ribosa tiene tres posiciones en las que se puede unir el fosfato (2’, 3’ y 5’), y en la desoxirribosa dos (3’ y 5’), los nucleótidos naturales más abundantes son los que tienen fosfato en la posición 5’. Nucleótidos con fosfato en 3’ aparecen en la degradación de los ácidos nucleicos.

 

 

Ácido Desoxirribonucleico (ADN)

El Ácido Desoxirribonucleico o ADN (en inglés DNA) contiene la información genética de todos los seres vivos.

Cada especie viviente tiene su propio ADN y en los humanos es esta cadena la que determina las características individuales, desde el color de los ojos y el talento musical hasta la propensión a determinadas enfermedades.

Es como el código de barra de todos los organismos vivos que existen en la tierra, que está formado por segmentos llamados genes.

modelos de ADN

• ADN-B: ADN en disolución, 92% de humedad relativa, se encuentra en soluciones con baja fuerza iónica se corresponde con el modelo de la Doble Hélice. Es el más abundante y es el descubierto por Watson y Crick.

 

• ADN-A: ADN con 75% de humedad, requiere Na, K o Cs como contraiones, presenta 11 pares de bases por giro completo y 23 Å de diámetro. Es interesante por presentar una estructura parecida a la de los híbridos ADN-ARN y a las regiones de autoapareamiento ARN-ARN.

 

• ADN-Z: doble hélice sinistrorsa (enrollamiento a izquierdas), 12 pares de bases por giro completo, 18 Å de diámetro, se observa en segmentos de ADN con secuencia alternante de bases púricas y pirimidínicas (GCGCGC), debido a la conformación alternante de los residuos azúcar-fosfato sigue un curso en zig-zag.

 

El ARN

 

El Ácido Ribonucleico se forma por la polimerización de ribonucleótidos, los cuales se unen entre ellos mediante enlaces fosfodiéster en sentido 5´-3´ (igual que en el ADN). Estos a su vez se forman por la unión de un grupo fosfato, una ribosa (una aldopentosa cíclica) y una base nitrogenada unida al carbono 1’ de la ribosa, que puede ser citosina, guanina, adenina y uracilo. Esta última es una base similar a la timina.

En general los ribonucleótidos se unen entre sí, formando una cadena simple, excepto en algunos virus, donde se encuentran formando cadenas dobles.

Un gen está compuesto, como hemos visto, por una secuencia lineal de nucleótidos en el ADN, dicha secuencia determina el orden de los aminoácidos en las proteínas. Sin embargo el ADN no proporciona directamente de inmediato la información para el ordenamiento de los aminoácidos y su polimerización, sino que lo hace a través de otras moléculas, los ARN.

Se conocen tres tipos principales de ARN y todos ellos participan de una u otra manera en la síntesis de las proteínas. Ellos son: El ARN mensajero (ARNm), el ARN ribosomal (ARNr) y el ARN de transferencia (ARNt).

ARN mensajero (ARNm)

Consiste en una molécula lineal de nucleótidos (monocatenaria), cuya secuencia de bases es complementaria a una porción de la secuencia de bases del ADN. El ARNm dicta con exactitud la secuencia de aminoácidos en una cadena polipeptídica en particular. Las instrucciones residen en tripletes de bases a las que llamamos Codones.

ARN ribosomal (ARNr)

 

Este tipo de ARN una vez trascrito, pasa al nucleolo donde se une a proteínas. De esta manera se forman las subunidades de los ribosomas.

ARN de transferencia (ARNt)

Este es el más pequeño de todos, tiene aproximadamente 75 nucleótidos en su cadena, además se pliega adquiriendo lo que se conoce con forma de hoja de trébol plegada. El ARNt se encarga de transportar los aminoácidos libres del citoplasma al lugar de síntesis proteica. En su estructura presenta un triplete de bases complementario de un codón determinado, lo que permitirá al ARNt reconocerlo con exactitud y dejar el aminoácido en el sitio correcto. A este triplete lo llamamos Anticodón..

ADN Y ARN