Proteinas

PROTEÍNAS

Entrando en el siguiente tema que son las proteínas empezaremos por saber que es una proteína, una proteína es un biopolímero formado por varias unidades monómeras llamadas (aminoácidos) unidos por enlaces peptídicos.

FUNCIONES

Las proteínas tienen diversas funciones dentro del organismo, actúan como enzimas, hormonas reguladoras como la insulina, transporte de oxígeno y dióxido de carbono como es el caso de la hemoglobina y también forman estructura como lo hacen los proteoglicanos.

CLASIFICACION

·         Según su función biológica:  las proteínas como ya dije tienen diversas funciones dentro del cuerpo humano, algunas de las funciones mas importantes que desempeñan son:

 - Enzimas: deshidrogenasas y cinasas.

- Almacenamiento: cumplen funciones de almacenamiento como la mioglobina que almacena oxígeno en el musculo estriado.

- Reguladores hormonales: como la insulina y el glucagón que regulan los niveles de glicemia en sangre

- Estructurales: como el colágeno en la piel, huesos, cartílago y los proteoglicanos.

- De transporte: como la hemoglobina que como ya dije transporta oxígeno y dióxido de carbono y las lipoproteínas que actúan en el transporte de triacilgliceridos y colesterol.

- Móviles contráctiles: como la actina y la miosina que actúan en la contracción muscular.

·         Según su composición: según el producto que da por hidrolisis las proteínas pueden ser:

-Simples: su hidrolisis solamente produce aminoácidos como por ejemplo el colágeno y la insulina.

- Conjugadas: por hidrolisis produce aminoácidos más otro compuesto no proteico y estos son llamados grupos prostéticos.

GRUPOS PROSTETICOS

Cuando el producto de hidrolisis es una proteína conjugada, también llamadas heteroproteinas la naturaleza química del otro compuesto no proteico definirá el grupo prostético, según esto pueden ser:

ü  Glicoproteínas (aminoácidos + carbohidratos)

ü  Lipoproteínas (aminoácidos + lípidos)

ü  Nucleoproteínas (aminoácidos + ácido nucleico)

·         Según su forma:

Las proteínas se clasifican según su forma en fibrosas y globulares y son precisamente estas formas las que les permiten integrar estructuras y cumplir sus funciones.

-Fibrosas: estas están formadas por cadenas polipeptidicas en forma de láminas o fibras, son firmes, resistentes e insolubles en agua y entre estas encontramos el colágeno, la elastina, la queratina.

- Globulares: estas son cadenas polipeptidicas agrupadas estrechamente dándoles una forma esférica, son solubles en agua y ejemplos de estas son la hemoglobina y las inmunoglobulinas.

ESTRUCTURAS DE LAS PROTEÍNAS

·         -Estructura primaria: es la base de la proteína, como el esqueleto, esta estructura determina y rige el orden de acoplamiento de la cadena polipeptidica.

·         -Estructura secundaria: esta rige el ordenamiento de la cadena polipeptidica y su arreglo espacial, como se puede apreciar comienza a doblarse sobre sí misma y se conforma por una hélice alfa y una hoja beta

·        - Estructura terciaria: en esta ya la curvatura es tan fuerte que se pliega sobre si misma.

·        - Estructura cuaternaria: en esta ya son simplemente varias unidades de estructura terciaria unidas por las fuerzas de van der walls.

Aminoacidos, estructura, composicion, clasificacion, esenciales, no esenciales, Peptidos, enlace peptidico

                                           AMINOACIDOS Y PEPTIDOS

Los aminoácidos son biomoleculas nitrogenadas y están formadas por un grupo amino (NH2), un grupo carboxilo (COOH) un Hidrogeno y una cadena lateral o radical libre que definirá el aminoácido.                                                         

 FUNCIONES DE LOS AMINOACIDOS

Los aminoácidos cumplen muchas funciones en el cuerpo humano como por ejemplo conformar las cadenas de aminoácidos para formar proteínas, cumplen funciones de neurotransmisores, y son precursores de compuestos aminados como las bases nitrogenadas.


CLASIFICACION DE LOS AMINOACIDOS

Los aminoácidos se pueden clasificar según varios criterios como:

·         Según su cadena lateral:

-       Neutros polares:

ü  Serina

ü  Freonina

ü  Asparagina

          -     Neutros apolares:

ü  Glicina

ü  Alanina

ü  Valina

         -      Aminoácidos ácidos (negativamente cargados)

ü  Acido glutámico

ü  Acido aspártico

      -       Aminoácidos básicos (positivamente cargados)

ü  Arginina

ü  Lisina

ü  Histidina

     -       Aromáticos

ü  Tirosina

ü  Fenilalanina

ü  Triptófano

·         Según la fuente de obtención los aminoácidos se clasifican en esenciales y no esenciales, los aminoácidos esenciales son los que obtenemos de la ingesta de alimentos ya que nuestro cuerpo no puede sintetizarlos por sí mismo, mientras que los no esenciales son los que el cuerpo puede sintetizar y no necesitan de una ingesta directa de alimentos ;

-Esenciales;

o   Fenilalanina

o   Isoleucina

o   Valina

o   Leucina

o   Triptófano

o   Freonina

o   Arginina

o   Histidina

o   Lisina

o   Metionina

            -No esenciales;

o   Cisteína

o   Glutamato

o   Glicina

o   Prolina

o   Asparagina

o   Glutamina

o   Tirosina

o   Aspartato

o   Alanina

o   Serina

PEPTIDOS

Los péptidos son el resultado de la unión de varios aminoácidos mediante enlaces peptídicos, para formar un péptido se requieren de 2 a 50 aminoácidos (de 50 aminoácidos en adelante se considera una proteína).

ENLACE PEPTIDICO

Como ya dije mediante este tipo de enlace se unen los aminoácidos para formar un péptido o una proteína, estos enlaces consisten en la unión del grupo carboxilo de un aminoácido con el grupo amino del aminoácido siguiente dando como resultado la liberación de una molécula de agua.

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                                                    AGUA

Para empezar debemos saber que el agua es la biomolecula más abundante en el cuerpo humano abarcando entre el 65% y 70% de nuestro peso corporal y que se deben mantener estos niveles debido a que un fallo en la cantidad de agua en nuestro cuerpo traería graves consecuencias al mismo.

  El agua tiene una gran importancia en el cuerpo humano ya que en casi todas las reacciones químicas que ocurren en nuestro organismo ocurren en medios acuosos.

   COMPARTIMIENTOS CORPORALES

El agua según el compartimiento corporal en el que se encuentre se puede clasificar en intracelular y extracelular.

·         Agua intracelular: Como su nombre lo indica es el agua que se encuentra dentro de la célula, tanto el citosol como las demás estructuras de la célula y constituye el 70% del agua total del organismo.

A su vez el agua intracelular se clasifica en dos tipos;

-Agua libre: que es la que la célula tiene a su disposición inmediata y fácil.

-Agua asociada o ligada: que es la que se encuentra junto con alguna otra estructura.

·         Agua extracelular: Es toda el agua que se encuentra fuera de la célula y constituye el 30% del total del agua del cuerpo y se divide en:

-Agua plasmática: Es el agua que integra al plasma de la sangre y la linfa y representa el 7% del total de agua del cuerpo.

-Agua tersticial: es el agua que se encuentra en el líquido cefalorraquídeo, líquido intersticial, entre otros, abarca el 23% del total de agua del cuerpo.

INGESTION Y EXCRESION DE AGUA.

En lo que refiere a la ingestión y excreción de agua existen unos valores considerados normales, estos valores son:  

-INGESTION (entre 2500 y 2700 mL)

Bebidas: entre 1100 y 1200mL

Alimentos: entre 700 y 900mL

Oxidación metabólica: entre 300 y 500 mL

-EXCRESION (entre 2500 y 2700 mL)

Respiración: entre 300 y 500 mL

 Transpiración: entre 500 y 700 mL

Orina: entre 1200 y 1400 mL

Heces: 100 mL

     

PROPIEDADES FISICOQUIMICAS DEL AGUA

Entre las propiedades fisicoquímicas del agua encontramos; polaridad, capacidad calórica, constante dieléctrica, interacciones hidrofóbicas e hidrofilicas.

·         Polaridad: primeramente hay que saber que la molécula de agua es eléctricamente neutra, pero a pesar de esto los dos pares de electrones del átomo de oxigeno generan una carga parcialmente negativa en el centro y la tendencia del átomo de oxigeno de atraer electrones produce que los dos átomos de hidrogeno adquieran carga parcialmente positiva estas cargas positivas y negativas se encuentran separadas lo que hace que la molécula de agua sea un dipolo.

·         Capacidad calórica: la capacidad del agua de conducir el calor juega un papel importantísimo en el cuerpo humano ya que esta permite mantener los procesos de termorregulación, es decir, mantener en niveles normales la temperatura corporal

·         Constante dieléctrica: la constante dieléctrica del agua permite que las moléculas de agua se opongan a las fuerzas de atracción electrostática entre los iones positivos y negativos, debilitando dichas fuerzas, esto permite que el agua sea un buen disolvente de compuestos iónicos y sales cristalizadas.

·         Interacciones hidrofóbicas e hidrofilicas: antes que todo debemos saber que es hidrofóbico y que es hidrofilico, estas interacciones tienen que ver con el compuesto que se va a disolver en el agua, el agua no puede disolver todos los compuestos, cuando en agua se vierte un compuesto que esta misma no puede disolver estaremos hablando de una interacciona hidrofóbica, como por ejemplo cuando se vierte grasa en el agua, la grasa no se disuelve en agua, mientras que cuando se vierten compuestos que si son solventes en agua como por ejemplo la sal que usamos para cocinar estaremos hablando de una interacción hidrofilica, esto determina la solubilidad y la permeabilidad selectiva en distintas estructuras dentro del cuerpo como por ejemplo las células.

ELECTROLITOS Y NO ELECTROLITOS

Los electrolitos son sustancias que  cuando pasan por una disolución iónica en solución pueden transmitir y conducir la electricidad, mientras que los no electrolitos son los que al disociarse no pueden conducir electricidad.

PH

El pH significa potencia de hidrogeniones y es una medida de acidez o basicidad (alcalinidad) de una disolución, el pH indica la concentración de iones de hidrogeno de una disolución, se mide en una escala conocida como la escala de pH la cual va desde 1 hasta 14 y tiene una expresión matemática que permite saber la concentración de iones de hidrogeno o hidrogeniones;

pH = –log[10⁻⁷] = 7.

Así se puede distinguir entre una sustancia acida, básica o neutra, en esta escala una sustancia neutra será la que tenga un pH de 7, una sustancia alcalina o básica será aquella que tenga un pH mayor de 7 y una sustancia acida será aquella que tenga un pH menor a 7 mientras más iones hidrogeno más acida será y mientras menos iones hidrogeno más básica será.

AMORTIGUADORES O TAMPONES

Las reacciones químicas que ocurren dentro del cuerpo humano necesitan mantener un pH  constante para que no se vuelva ni muy acido ni muy básico y para esto existen los tampones o amortiguadores que dependiendo de si se vuelve muy acido o muy básico agregaran sustancias que mantengan el equilibrio para mantener un pH constante.       

Celulas, estructura, organelos, composicion quimica, compartimientos intra y extracelulares

Células

La célula es la unidad vital, estructural, funcional, y reproductora de los seres vivos, capaz de generar otras semejantes a ella.

·         Se dice que es la unidad vital porque todos los seres vivos están constituidos por células.

·         Se dice que es la unidad funcional ya que realiza todas las funciones propias de los seres vivos.

·         Se dice que es la unidad reproductora porque da origen a otras células semejantes y transmite los caracteres hereditarios.

·         Se dice que es la unidad estructural porque es capaz de formar estructuras.

ESTRUCTURA DE LAS CELULAS.

Las células están estructuradas por:

• Membrana plasmática: las células están rodeadas por ella, y es el medio de intercambio entre las células y el medio que las rodea, entre sus funciones se encuentra definir los límites de la célula y contribuir al equilibrio entre el espacio intercelular y el extracelular, esta membrana a su vez está compuesta por dos capas monomoleculares de naturaleza proteica entre las cuales se encuentra una bicapa de composición lipídica, la membrana plasmática no es una estructura rígida e inflexible si no que en algunos lugares se repliega sobre sí misma para formar invaginaciones que forman pequeñas vesículas. Las características más importantes de la membrana plasmática es que es hidrofóbica y su permeabilidad selectiva ya que le permite seleccionar las moléculas que entran y salen de la célula.

• 
  Citoplasma: También es llamado matriz citoplasmática, ocupa el espacio celular entre la membrana plasmática y el núcleo, está compuesto de una sustancia viscosa cuya función es albergar los organelos de la célula y contribuir en sus movimientos en esta también se encuentran suspendidos sustancias orgánicas, macromoléculas y elementos químicos en estado iónico, además de una red de membranas que se disponen en todas las direcciones. La composición química del citoplasma incluye el agua como el elemento más importante acompañado de lípidos, proteínas, carbohidratos y sales minerales, y entre los organelos que se encuentran suspendidos en este tenemos; retículo endoplasmatico liso y rugoso, lisosomas, ribosomas, mitocondrias, aparato de Golgi, cloroplastos en células vegetales. Se encuentra tanto en células eucariotas como procariotas.

Dato importante: El citosol de la célula es todo el componente líquido del citoplasma y está compuesto por un 85% de agua.

ORGANELOS DE LAS CELULAS

• Núcleo: es el centro de información de la célula, lleva a cabo funciones muy importantes en el metabolismo de la misma y su reproducción ya que es el que contiene el material hereditario o carga genética, tiene forma esférica u ovoide visible al microscopio óptico y en la mayoría de las células está delimitado por una membrana, cada célula contiene un núcleo pero en ciertas células se hallan dos o más núcleos.

ESTRUCTURA DEL NUCLEO

El núcleo está estructurado por una membrana  nuclear, también llamada carioteca, esta está integrada por dos capas, una externa que se conecta continuamente con el retículo endoplasmatico rugoso y sobre ella se encuentran ribosomas adheridos y una capa interna sostenida por una estructura conocida como la lámina nuclear. Además el núcleo también alberga a un nucléolo que mayormente es de forma esférica, en el núcleo de una célula puede haber uno o más nucléolos, están constituidos por ARN y son el sitio activo para la síntesis de proteínas y del ARN mismo.

Otro dato importante: El nucléolo carece de una membrana que lo delimite, aun así conserva su forma esférica, debido a esto el nucleolo es también llamado súper estructura 

                                                                         

·         Ribosomas: Maquinas sintetizadoras de proteínas, son pequeños gránulos  esféricos de aproximadamente 0,02 micras, son organelos no membranosos presentes en células eucariotas y procariotas, poseen ARN y proteínas, pueden estar libres o adheridos al retículo endoplasmatico rugoso.

·         Peroxisomas: Oxida ácidos grasos, son organelos membranosos de aproximadamente 0,2 a 1,0 micras de diámetro de forma esférica u ovoide, con un alto contenido de enzimas oxidativas.

·         Lisosomas: Degrada los restos intracelulares, son organelos grandes y membranosos un poco irregulares  de forma redondeada y tienen un diámetro de aproximadamente 0,3 micras.

·         Vesículas o vacuolas: Transporta lípidos y proteínas entre el retículo endoplasmatico, aparato de Golgi y membrana plasmática, sirven de transporte a muchos compuestos dentro de la célula y hacia el exterior de ellas.

·         Aparato de Golgi: Procesa, empaqueta y distribuye proteínas a otros organelos para su exportación, constituido por un sistema de sacos membranosos aplanados dispuestos en forma de pilas llamados cisternas.

·         Retículo endoplasmatico liso: Lugar de síntesis de lípidos y metabolismo de fármacos.

·         Retículo endoplasmatico rugoso: aquí tiene lugar la mayor parte de la síntesis de proteínas

·         Mitocondrias: oxida combustible para producir ATP, es la fuente de energía de la célula, aquí se llevan a cabo numerosos procesos que producen Adenosina Tris fosfato (ATP).

·         Cloroplasto: Almacena la energía solar, produce ATP y glúcidos, solo se encuentra en células vegetales.

COMPOSICION QUIMICA DE LA CÉLULA

Los componentes químicos de la célula se clasifican en orgánicos en inorgánicos.

Orgánicos: Comprende todo lo que son ácidos nucleicos, proteínas, lípidos, carbohidratos, enzimas, hormonas y vitaminas.

Inorgánicos: Los componentes inorgánicos de la célula están comprendidos por el agua que representa entre el 75 y 80% de los componentes inorgánicos y las sales minerales.

Compartimientos intracelular y extracelular.

Intracelular: contiene el 40% del peso corporal y abarca todo el espacio que se encuentra dentro de la célula.

Extracelular: comprende el 20% del peso corporal distribuido en dos compartimientos;

ü Compartimiento intravascular : abarca el 25% del compartimiento extracelular formado por el volumen contenido dentro del árbol vascular.

ü Compartimiento intersticial: representa el 5% del compartimiento extracelular, comprendido entre las membranas celulares por un lado y la pared de arterias y venas.

Comparaciones estructurales y funcionales entre procariotas y eucariotas

Procariotas	Eucariotas
Carece de núcleo definido.	Posee núcleo definido.
Es unicelular.	Es pluricelular.
Carece de membrana nuclear.	Posee membrana nuclear.
El ADN está disperso.	El ADN es contenido en el núcleo
Carece de retículo endoplasmatico rugoso.	Posee retículo endoplasmatico rugoso.
Carece de organelos membranosos.	Posee organelos membranosos.
Ribosomas de menor tamaño.	Ribosomas de mayor tamaño.