Son partículas
y su función está especialmente relacionada con síntesis de proteínas.
Los
ribosomas son estructuras sin membrana que crean las proteínas a partir de la
información genética que llega del ADN.
Dotada de
una actividad enzimática que le permite ensamblar aminoácidos y formar cadenas
proteicas.
Estas pequeñas fábricas biosintéticas convierte la
información genética del ADN en una secuencia de aminoácidos - que es la
estructura primaria de las proteínas que componen nuestro cuerpo.
Los ribosomas son bastante pequeños alrededor de 15 nm de
tamaño.
En cada célula viva, la información contenida en el núcleo de
una célula es 'transferido' de un ARN mensajero (ARNm).
El ARNm sale del núcleo y viaja a algo conocido como el
retículo endoplasmático, donde dos subunidades del ribosoma se reúnen alrededor
de ella y comienzan a sintetizar proteínas.
Cientos de miles de ribosomas funcionan en cada célula viva.
Por ejemplo, las células se replican
rápidamente, tales como las células del hígado, pueden contener unos pocos
millones de ribosomas. Incluso las células bacterianas pueden contener hasta
100.000 ribosomas.
Partícula con forma de gránulos compuesta por ARN (ácido
ribonucleico) y proteínas, que pueden estar libres en el citoplasma o adheridos
en unidades mayores, los polisomas.
Los Ribosomas son las superestructuras biológicos que traducen la información genética en proteínas.
Los ribosomas libres fabrican proteínas que permanecen en la
célula como elemetos citoplasmáticos estructurales o funcionales, mientras que
aquellos que se hallan adheridos al retículo endoplasmático sintetizan
proteínas de exportación.
El espacio entre las dos subunidades da cabida a una molécula de ARN de transferencia, nece- saria para llevar amino- ácidos a la cadena polipeptídica en cre- cimiento.
Los
ribosomas son complejos ribonucleoproteícos organizados en dos
subunidades: pequeña y grande; el conjunto forma una estructura de
unos 20 nm. de diámetro.
En la célula eucariota, las subunidades que forman los ribosomas se sintetizan en el nucleolo.
Los subunidades se designan 305 y 505 con base en su índice de sedimentación en una centrífuga (esto mide en unidades Svedberg, de los cuales se deriva la "S). Cada una de las subunidades está compuesta tanto de ARN ribosomal como de proteínas. Al contrario de las espectativas más tempranas de la mayoría de los científicos, ahora parece ser que las moléculas de ARN ribosomal sirven como enzimas (llamadas ribosomas) para muchas de las reacciones de los ribosomas que se adquieren para la síntesis de proteínas. Una vez formados, estas subunidades atraviesan los poros nucleares y son funcionales solo en el citoplasma cuando se unen las dos subunidades a un molécula de ARN. Los ribosomas son máquinas para la traducción. Los ribosomas se desplazan por el RNA mensajero y hace corresponder una secuencia de aminoácidos con una secuencia de nucleóticos según lee, de acuerdo con el código genético.
En la foto son los ribosomas de la glándula salival de un insecto. Los ribosomas son las superestructuras biológicos que traducen la información genética en las Estas convierten la información genética del ADN en una secuencia de aminoácidos - que es la estructura primaria de las proteínas que componen nuestro cuerpo
En un nuevo estudio, los científicos compararon las estructuras tridimensionales de los ribosomas de una variedad de especies de diversa complejidad biológica, incluidos los seres humanos, levaduras, bacterias y arqueas.
Los organismos vivos producen elementos que le permiten
subsistir y reproducirse en el tiempo, y estas moléculas son producidas
constantemente hasta el momento de la muerte del ser vivo.
Las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los
seres vivos
Las biomoléculas están constituidas principalmente por
carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno, y en menor medida fósforo y sulfuro.
Suelen incorporarse otros elementos, pero en menor frecuencia.
Las biomoléculas cuentan con estos elementos en sus
estructuras ya que les permiten el equilibrio perfecto para la formación de enlaces
covalentes entre ellos mismos, también permite la formación de esqueletos
tridimensionales, la formación de enlaces múltiples y la creación de variados
elementos.
TIPOS
DE BIOMOLÉCULAS:
Biomoléculas
Inorgánicas: Agua, sales
minerales y gases.
Biomoléculas
Orgánicas: Proteínas,
glúcidos, Lípidos y ácidos nucleicos.
NOTA:
IÓN:Átomo
que con la pérdida o ganancia de un electrón adquiere carga
eléctrica.
Las
biomoléculas inorgánicas
Son
aquellas en las que no está presente el carbono, o este se encuentra
en baja proporción, como es el caso del dióxido de carbono (CO2).
¿Cuáles son las principales biomoléculas inorgánicas
presentes en los seres vivos?
BIOMOLÉCULAS
INORGÁNICAS
CARACTERÍSTICAS
AGUA
.
Es la biomolécula inorgánica más abundante del organismo y de
las células.
.
Es un excelente solvente.
.
Es un medio de sostenedor para muchas moléculas dentro de la
célula.
.
Posee la capacidad Termoreguladora, se
evitan cambios brusco de temperatura.
.
Las sales minerales participan de la salinidad y acidez de la
célula, entre otras funciones.
. El mineral más abundante en nuestro organismo es el carbono.
GASES
.
Nuestro organismo está continuamente produciendo, utilizando y
eliminando gases.
.
Ejemplo: Inhalamos gran cantidad de oxígeno y exhalamos dióxido
de carbono.
.Estos
gases son muy abundante en el organismo.
.
También participan en reacciones de producción de energía.
.
Los gases más abundantes son el oxígeno, hidrógeno.
Las
biomoléculas orgánicas
Lípidos
proteínas
Glúcidos
Ácidos
nucleicos
Las
biomoléculas orgánicas más abundantes son las proteínas, porque
participan en todas las funciones celulares.
ORGANIZACIÓN
DE LA BIOMOLÉCULA ORGÁNICA
NOTA:
ELECTRONES DE VALENCIA: Son
aquellos átomos que pueden unirse a otros, mediante de enlaces.
Como
vimos las biomoléculas inorgánicas más abundantes del organismo
son el oxígeno, hidrógeno y el carbono.
El
carbón tiene gran importancia en todas
las plantas y animales vivos están formados de compuestos orgánicos
complejos en donde el carbono está combinado con hidrógeno,
oxígeno, nitrógeno y otros elementos.
Los
vestigios de plantas y animales vivos forman depósitos: de petróleo,
asfalto y betún. Los depósitos de gas natural contienen compuestos
formados por carbono e hidrógeno.
El
carbono es un elemento notable por varias razones.
Sus formas alotrópicasincluyen,
es una de las sustancias más blandas (el grafito) y
la más dura (el diamante) y, desde el punto de vista de escasez, es uno de los más caros
(diamante)y por abundancia es uno de los materiales más baratos (carbón).
Más
aún, presenta una gran afinidad para enlazarse químicamente con
otros átomos pequeños, incluyendo otros átomos de carbono con los
que puede formar largas cadenas, y su pequeño radio
atómicole
permite formar enlaces múltiples.
Así,
con el oxígenoforma
el dióxido
de carbono,
vital para el crecimiento de las plantas;
con el hidrógenoforma
numerosos compuestos denominados genéricamente hidrocarburos,
esenciales para la industria y el transporte en la forma de
combustibles
fósiles;
y combinado con oxígenoe
hidrógeno forma gran variedad de compuestos como, por ejemplo,
los ácidos
grasos,
esenciales para la vida, y los ésteresque
dan sabor a las frutas; además es vector, a través del ciclo
carbono-nitrógeno,
de parte de la energíaproducida
por el Sol.
El
carbono tiene gran relevancia. ¿A qué se debe esto?
Es el pilar básico de la química orgánica y forma parte de todos los seres vivos.
En
primer lugar, los átomos de carbono presentan cuatro electrones de
valencia, lo que implica que pueden unirse a otros cuatro átomos,
como el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno, entre muchos otros,
originando variadas moléculas.
En
segundo lugar, el átomo de carbono también puede unirse a otros
átomos de carbono, originando largas cadenas, las que pueden dar
lugar a la formación de macromoléculas.
La
mayoría de las moléculas que constituyen a los seres vivos están
compuestos de carbono unidos a átomos de hidrógeno, oxígeno y
nitrógeno.
La
característica fisicoquímica principal del enlace carbono –
carbono permiten la formación de cadenas de gran estabilidad que
formarán una importante variedad de de moléculas.
Otro
rasgo de las biomoléculas es la formación de polímeros a través
de la unión repetitiva de unidades denominadas monómeros.
De
esta manera los aminoácidos se unen entre sí para formas proteínas,
los nucleótidos se unen y forman ácidos nucleótidos y los
monosacáridos forman los polisacáridos.
El
enlace entre monasacáridos se llama enlace péptídico. El
extremo de la cadena que tiene un amino libre se denomina amino
terminal y el extremo de la cadena que tiene un carboxilo
libre se llama carboxi terminal.
Existen
veinte clases de aminoácidos distintos.
Esta
variedad junto con sus combinaciones permiten las múltiples
funciones de la proteínas, que desde estructurales, mecánicas hasta
catalíticas, pasando por mensajero químicos, reguladores de la
expresión génica, etc. LAS PROTEÍNAS
Son
las biomoléculas orgánicas más abundantes de la célula.
Las
diferentes proteínas de nuestro organismo realizan diversas
funciones, como:
• tienen
un rol estructural, ya que forman parte de
componentes
celulares, como los ribosomas y la membrana plasmática.
• participan
en la defensa de nuestro organismo contra agentes nocivos. Un ejemplo
son los anticuerpos.
• transportan
sustancias vitales para nuestro organismo. La hemoglobina, por
ejemplo, es una proteína que transporta oxígeno.
• regulan
importantes procesos fisiológicos (hormonas).
• posibilitan
la ocurrencia de casi todas las reacciones químicas en las células.
Estas proteínas se denominan enzimas, y facilitan las reacciones
químicas que ocurren al interior de la célula.
¿De
qué están hechas las proteínas? Al igual que los glúcidos, las
proteínas están formadas por monómeros. En el caso de las
proteínas, estos se denominan aminoácidos, y están formados por
carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y, en ocasiones, azufre.
Una
proteína puede contener desde decenas hasta centenas de aminoácidos,
obteniéndose así los péptidos (oligómeros) y los polipéptidos
(polímeros), o simplemente proteínas.
En
la naturaleza existen veinte aminoácidos distintos, cuya combinación
da origen a una gran variedad de proteínas.
Las proteínas son parte constituyente de uñas, pelo, conchas, huesos y telarañas, entre otras estructuras.
LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Estas
biomoléculas están formadas por carbono, hidrógeno, oxígeno,
nitrógeno y fósforo.
Los
monómeros de los ácidos nucleicos son los nucleótidos, y los
polímeros, los polinucleótidos.
De manera similar a los monoácidos los ácidos nucléicos están constituidos por nucleótidos.
Estos tienen la forma general:
BASE NITROGENADA – AZUCAR (pentosa) – GRUPO FOSFATO.
Existen dos tipos de ácidos nucleicos:
Ácido desoxirribonucleico o ADN.
Ácido ribonucleico o ARN.
¿Qué
función cumplen estas macromoléculas?
El
ADN almacena, transmite y expresa la información genética de
las células. Esta información “controla” las actividades
celulares, debido a que es
la base para la síntesis de proteínas.
El
ARN, por su parte, participa en la síntesis de proteínas, ya
que lleva desde el núcleo al citoplasma la información contenida en
el ADN.
¿En qué difieren estos dos tipos de ácidos nucleicos?
Difieren en el tipo de azucar (pentosa):
ADN (Ácido desoxiribonucleico) el azúcar es desoxiribosa.
ARN (Ácido ribonucleico) el azúcar es ribosa.
La función de los ácidos nucleicos es el almacenamiento y transferencia de la información hereditaria de los organismos. Para ello basta con la combinación de cuatro tipos de nucleótidos.
La
estructura del ADNconsiste en dos cadenas de polinucleótidos
enrolladas en forma de escalera de caracol, que se enfrentan entre sí
y se mantienen unidas, a través de las bases nitrogenadas, mediante
un tipo de enlace llamado puentes de hidrógeno.
Si la estructura del ADN se asemeja a una escalera de caracol, ¿qué parte de los nucleótidos serían los peldaños?
Los peldaños serían las bases nitrogenadas: ADENINA- TIMINA - CITOSINA - GUANINA.
LOS
GLÚCIDOS (Hidratos de carbón, carbohidratos o azúcares)
A
los glúcidos también se les llama azúcares, carbohidratos o
hidratos de carbono, y son componentes fundamentales de la célula.
La
palabra glúcido proviene del griego glucos, que significa dulce,
pero no todos los alimentos que contienen glúcidos tienen este
sabor, como, por ejemplo, el pan y los fideos.
Los
glúcidos están formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, y su
principal función es constituir una reserva energética para el
organismo.
Otros
tienen una función estructural, ya que forman parte de la membrana
plasmática y de la pared celular de algunas bacterias y de las
células vegetales.
La
imagen muestra uno de los principales componentes de la pared celular
de las células vegetales: el polisacárido celulosa. ¿Cómo se
llama su monosacárido?
Los
monómeros de los glúcidos son los monosacáridos, que al unirse
forman polímeros a los que, en general, se les denomina
polisacáridos.
Los
monosacáridos son los glúcidos más simples, ya que están formados
por una molécula; los disacáridos están constituidos por dos
monosacáridos.
¿Cuántos
monosacáridos conforman los trisacáridos y los tetrasacáridos?
Los
polisacáridos constan de azúcares (monosacéridos) unidos entre sí.
El enlace resultante se denomina enlace glucosídico.
En
la formación de polisacáridos comunes están implicados
relativamente pocos azúcares, a tal punto que un solo polisacárido
puede estar constituido por uno o dos tipos de monosacáridos. Estas
macromoléculas desempeñan funciones de reserva energética como así
estructurales.
NOTA:
Hormonas: sustancias producidas y liberadas por
glándulas, que viajan por la sangre y actúan sobre diversos
órganos, induciendo diferentes tipos de
respuestas celulares.
LOS
LÍPIDOS
Los
lípidos, conocidos comúnmente como grasas y aceites, están
formados por carbono e hidrógeno, principalmente, y también por
oxígeno, aunque en menor proporción.
La
principal característica de los lípidos es que son insolubles en
agua (hidrófobos), como viste en la actividad anterior.
A
diferencia de las demás biomoléculas orgánicas, los lípidos no
forman polímeros, porque no existen formas monoméricas de ellos.
Sin
embargo, hay lípidos simples y complejos, según su estructura
molecular y la cantidad de átomos que tengan.
Las
grasas neutras son los lípidos más simples, y están formadas por
una molécula de glicerol y moléculas de ácidos grasos.
¿Qué
función cumplen los lípidos? Los lípidos almacenan energía y
algunos cumplen una función estructural, ya que forman parte de
membranas biológicas y de envolturas impermeables (fosfolípidos).
Además,
hay hormonas sexuales que son lípidos y participan en el desarrollo
y en la función sexual de diversas especies. ¿Qué hormonas
sexuales conoces?
Los
lípidos más abundantes en nuestro cuerpo son los triglicéridos,
que son almacenados en unas células llamadas adipocitos, formando
una capa de grasa bajo la piel, que constituye una reserva organismo
y, además, permite el aislamiento térmico de este.
A
diferencia de las tres biomoléculas vistas, los lípidos no son un
grupo homogéneo en estructura y no poseen unidades repetitivas tan
distinguibles.
Se
pueden definir como sustancias orgánicas insolubles en agua y otros
solventes polares, pero que se disuelvan fácilmente en solventes
orgánicos no polares.
Sus
funciones son diversas y varían de acuerdo al tipo de lípido que se
trate.
Podemos
diferenciar los siguientes tipos de lípidos:
Grasas
y aceites con función de almacenamiento de energía.
ceras
con funciones principalmente estructurales.
Fosfolípidos
con funciones básicamente estructurales.
Cada
grupo tiene características químicas particulares que hacen que los
lípidos sean un grupo realmente muy heterogéneo.
Modelo molecular de un triacilglicérido. Las esferas representan átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno.
Las
proteínas son parte constituyente de uñas, pelo, conchas, huesos y telarañas,
entre otras estructuras.
Son las biomoléculas orgánicas más abundantes de la célula.
Son macromoléculas que constituyen el principal nutriente
para la formación de los músculos del cuerpo.
La palabra proteína proviene del griego protop (lo primero,
lo principal, lo más importante). Las proteínas son las responsables de la
formación y reparación de los tejidos, interviniendo en el desarrollo corporal
e intelectual.
Las proteínas son biopolímeros (macromoléculas orgánicas), de
elevado peso molecular, constituidas básicamente por carbono (C), hidrógeno
(H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y
fósforo (P) y, en menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg),
yodo (Y), entre otros elementos.
Estos elementos químicos se agrupan para formar unidades
estructurales (monómeros) llamados aminoácidos (aa), a los cuales se consideran
como los "ladrillos de los edificios moleculares proteicos". Estos
edificios macromoleculares se construyen y desmoronan con gran facilidad dentro
de las células, y a ello debe precisamente la materia viva su capacidad de
crecimiento, reparación y regulación.
La unión de un bajo número de aminoácidos da lugar a un
péptido; si el número de aa que forma la molécula no es mayor de 10, se
denomina oligopéptido; si es superior a 10, se llama polipéptido y si el número
es superior a 50 aa, se habla ya de proteína.
Las proteínas son, en resumen, biopolímeros de aminoácidos y
su presencia en los seres vivos es indispensable para el desarrollo de los
múltiples procesos vitales.
Se clasifican, de forma general, en Holoproteínas y
Heteroproteínas según estén formadas, respectivamente, sólo por aminoácidos o
bien por aminoácidos más otras moléculas o elementos adicionales no
aminoacídicos.
La organización de una proteína viene definida por cuatro
niveles estructurales denominados: estructura primaria, estructura secundaria,
estructura terciaria y estructura cuaternaria. Cada una de estas estructuras
informa de la disposición de la anterior en el espacio.
Las diferentes proteínas de nuestro organismo realizan diversas
funciones, como:
• Tienen un rol estructural, ya que forman parte de componentes
celulares, como los ribosomas y la membrana plasmática.
• Participan en la defensa de nuestro organismo contra agentes
nocivos. Un ejemplo son los anticuerpos.
• Transportan sustancias vitales para nuestro organismo. La hemoglobina,
por ejemplo, es una proteína que transporta oxígeno.
• Regulan importantes procesos fisiológicos (hormonas).
• Posibilitan la ocurrencia de casi todas las reacciones químicas
en las células. Estas proteínas se denominan enzimas, y facilitan las reacciones
químicas que ocurren al interior de la célula.
¿De qué están hechas las proteínas?
Al igual que los glúcidos, las proteínas están formadas por
monómeros. En el caso de las proteínas, estos se denominan aminoácidos, y están
formados por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y, en ocasiones, azufre.
Una proteína puede contener desde decenas hasta centenas de aminoácidos,
obteniéndose así los péptidos (oligómeros) y los polipéptidos (polímeros), o
simplemente proteínas.
En la naturaleza existen veinte aminoácidos distintos, cuya
combinación da origen a una gran variedad de proteínas.
Son moléculas muy importantes del organismo y desempeñan
gran variedad de funciones en el organismo:
1. Participan es el aparato arquitectónico de la
célula
La proteína actina conocida como filamentos intermedios.
Proteínas como la tubulina forman parte del citoesqueleto,
que proporciona la fuerza estructural a las células y los componentes móviles a
los músculos y a los cilios.
2. Constituyen los componentes móviles de los
músculos y cilios.
Las proteínas
contráctiles son importantes para que nuestros músculos se contraigan.
Ejemplo: La miosina
3. Participan en la función
inmunológica del cuerpo
Estas proteínas están involucradas en la defensa del
organismo.
Ejemplo: Las proteínas denominadas inmunoglobulinas, desempeñan
un importante papel en la defensa del organismo frente a las infecciones.
Tenemos a los anticuerpos (vacunas para combatir las
infecciones).
4. Están las proteínas
actúan como moléculas de señalización
Algunas proteínas, como la hormona del crecimiento y la
insulina actúan como moléculas de señalización.
La insulina, una hormona, es un ejemplo de este tipo de
proteína.
5. Las proteínas también
son enzimas.
Las enzimas son
proteínas que tienen actividad biológica, es decir, que aceleran o catalizan las reacciones químicas de los seres
vivos.
6. Las proteínas que
proporcionan protección no inmunológica.
Ellas son un mecanismo de protección, una barrera contra las infecciones.
Ejemplo: La proteína fibrinógeno participa en la formación de
una capa en caso de una herida y evitar un desangrado y dar tiempo a que
cicatrice la herida.
7. Participan en el
transporte de moléculas e iones por el organismo.
Son responsables del transporte de moléculas e iones en el
organismo y a través de las membranas celulares.
¿Cómo están formadas
las proteínas?
Las proteínas se forman a partir de la combinación de 20 (alfa)
– aminoácidos.
Los aminoácidos son compuestos que se combinan para formar la
proteína.
Las unidades estructurales básicas de las proteínas son los a
- aminoácidos. Un (alfa) - aminoácido es
un ácido carboxilico.
Puesto que las proteínas están formadas por 20 (alfa) - aminoácidos
y no existe límite específico de aminoácidos que se pueden unir, el número de
posibles estructuras proteicas es esencialmente infinito.
Ésta es la razón de que sean tan versátiles: diferentes
proteínas tienen diferentes formas y propiedades físicas distintas. El hecho de
que algunas cadenas laterales de aminoácidos sean hidrófilas y otras
hidrófobas; por tanto, algunas son solubles en agua y otras no lo son. Las
proteínas con grandes regiones hidrófobas se asocian con membranas lipídicas de
las células.
Algunos aminoácidos importantes no se encuentran en las
proteínas
Algunos aminoácidos de importancia fisiológica no forman
parte de las proteínas pero desempeñan otras funciones importantes:
La coenzima A contiene
un isómero de la alamina denominado b(beta) - alanita;
El aminoácido llamado
ácido g(gama) - aminobutírico (GABA) desempeña un papel importante como
neurotransmisor en el cerebro y la médula espinal;
La creatina es
fosforilada en el músculo formando creatinfosfato, que es una importante fuente
de energía en la contracción muscular.
La ornitina es un
intermedio en el ciclo de la urea, etc.
La palabra proteína proviene del griego protop (lo primero,
lo principal, lo más importante). La proteínas son las responsables de la
formación y reparación de los tejidos, interviniendo en el desarrollo corporal
e intelectual.
Las proteínas son biopolímeros (macromoléculas orgánicas), de
elevado peso molecular, constituidas básicamente por carbono (C), hidrógeno
(H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y
fósforo (P) y, en menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg),
yodo (Y), entre otros elementos.
Estos elementos químicos se agrupan para formar unidades
estructurales (monómeros) llamados aminoácidos (aa), a los cuales se consideran
como los "ladrillos de los edificios moleculares proteicos". Estos
edificios macromoleculares se construyen y desmoronan con gran facilidad dentro
de las células, y a ello debe precisamente la materia viva su capacidad de
crecimiento, reparación y regulación.
La unión de un bajo número de aminoácidos da lugar a un
péptido; si el número de aa que forma la molécula no es mayor de 10, se
denomina oligopéptido; si es superior a 10, se llama polipéptido y si el número
es superior a 50 aa, se habla ya de proteína.
Las proteínas son, en
resumen, biopolímeros de aminoácidos y su presencia en los seres vivos es
indispensable para el desarrollo de los múltiples procesos vitales.
Se clasifican, de forma general, en Holoproteínas y
Heteroproteínas según estén formadas, respectivamente, sólo por aminoácidos o
bien por aminoácidos más otras moléculas o elementos adicionales no
aminoacídicos.
La organización de una proteína viene definida por cuatro
niveles estructurales denominados: estructura primaria, estructura secundaria,
estructura terciaria y estructura cuaternaria. Cada una de estas estructuras
informa de la disposición de la anterior en el espacio.
La Estructura primaria es la secuencia de
aminoácidos de la proteína. Nos indica
qué aminoácidos componen la cadena
polipeptídica y el orden en que dichos
aminoácidos se encuentran. La función
de una proteína depende de su secuencia
y de la forma que ésta adopte.
Estructura secundaria
La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de
aminoácidos en el espacio. Los aminoácidos, a medida que van siendo enlazados
durante la síntesis de proteínas y gracias a la capacidad de giro de sus
enlaces, adquieren una disposición espacial estable, la estructura secundaria.
Existen dos tipos de estructura secundaria:
1.- La a (alfa)-hélice
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre
sí misma la estructura primaria.
Se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre el -C=O
de un aminoácido y el -NH- del cuarto aminoácido que le sigue.
2.- La conformación
beta
En esta disposición los aminoácidos no forman una hélice sino
una cadena en forma de zigzag, denominada disposición en lámina plegada.
Presentan esta estructura secundaria la queratina de la seda
o fibroína.
Estructura terciaria
La estructura terciaria informa sobre la disposición de la
estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando
una conformación globular.
En definitiva, es la estructura primaria la que determina
cuál será la secundaria y por tanto la terciaria.
Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y
así realizar funciones de transporte, enzimáticas, hormonales, etc.
Esta conformación globular se mantiene estable gracias a la
existencia de enlaces entre los radicales R de los aminoácidos. Aparecen varios
tipos de enlaces:
1.- el puente disulfuro entre los radicales de aminoácidos que
tienen azufre.
2.- los puentes de hidrógeno.
3.- los puentes eléctricos.
4.- las interacciones hidrófobas.
La ESTRUCTURA CUATERNARIA está representada por el
acoplamiento de varias cadenas polipeptídicas, iguales o diferentes, con
estructuras terciarias (protómeros) que quedan autoensambladas por enlaces
débiles, no covalentes. Esta estructura no la poseen, tampoco, todas las
proteinas. Algunas que sí la presentan son: la hemoglobina y los enzimas
alostéricos.
Membrana celular: es la estructura que rodea a la célula y la separa del medio. A través de ella se efectúa el intercambio de sustancias químicas que permiten mantener la integridad de la célula y realizar los procesos metabólicos. En las células eucariontes, además de la membrana celular hay otras membranas que separan compartimentos internos. La membrana celular es una bicapa lipídica compuesta por fosfolípidos (moléculas anfipáticas) y que en las células animales también se observa colesterol; esta bicapa cuenta con proteínas integrales y extrínsecas que le dan la funcionalidad al cumplir roles de transportadores, receptores, catalizadores, unión; y también posee oligosacáridos, carbohidratos unidos a lípidos y proteínas que forman el glucocálix con función de reconocimiento celular.
Funciones de la membrana celular:
Transduce señales hormonales y nerviosas;
Conduce potenciales de acción electroquímicos en células excitables;
Regula el movimiento de sustancias desde y hacia la célula, manteniendo la concentración intracelular de moléculas en los niveles adecuados para que se realicen los procesos celulares básicos.
¿ De qué está formada y cómo se organiza la membrana celular o citoplasmática?
Las investigaciones han confirmado que la membrana tiene una naturaleza lipídica y más aún, han logrado identificar los lípidos que la forman y cómo se organizan.
Bicapa Lipídica
La bicapa presenta 3 tipos de lípidos:
Fosfolípidos
Colesterol
Glucolípidos
1.- Los principales lípidos que forman la bicapa lipídica se llaman fosfolípidos. Estos poseen una región polar o hidrófica (que interactúa con el agua) y otra apolar o hidrofóbica (que no interactúa con el agua). Dadas estas propiedades químicas, es esta organización la que explica por qué los compartimientos intracelular y extracelular se mantienen separados.
2.- El Colesterol es abundante en la membrana de células animales. El grupo polar (OH) de la molécula se localiza entre las cabezas polares de los fosfolípidos, en tanto que el resto de la estructura se localiza entre las colas hidrocarbonizadas. El colesterol, dada su localización en la bicapa, contribuye a estabilizar o disminuir la fluidez de la bicapa.
3.- Glucolípidos su estructura es similar a la de los fosfolípidos, sólo que presentan carbohidratos asociados.
Otro tipo de molécula responsable de las otras funciones de la membrana son las proteínas.
Proteínas de la membrana
De acuerdo al grado de asociación con la bicapa, las proteínas de membrana se clasifican en dos grandes grupos:
Las proteínas extrínsecas o periféricas que se asocian a través de azúcares o lípidos a la monocapa externa o interna de la membrana.
Las proteínas integrales, que se caracterizan por atravesar la bicapa una o más veces.
Este tipo de proteínas se asocia fuertemente a la bicapa. Ejemplo de proteínas integrales son todos los transportadores de la membrana, receptores para hormonas y neurotransmisores.
Gran parte de las funciones de la membrana son atribuibles a las proteínas, las cuales pueden moverse dentro de la bicapa e interaccionar unas con otras.
Las membranas celulares están constituidas por dos capas lipídicas, con las cadenas apolares (hidrofóbicas) colocadas en el interior de la membrana y los extremos polares (hidrofílicos) orientadas hacia la superficie de la membrana.
Las moléculas de las proteínas integrales está sumergidas en la capa lipídica, con las porciones hidrofóbicas en el centro y las porciones hidrofílicas en la superficie de la membrana.
Algunas de estas proteínas atraviesan todo el espesor de la membrana (proteínas transmembranas).
Las proteínas periféricas no están sumergidas en la membrana.
La inserción de los microtúbulos y filamentos de actina e la membrana también están representados en este dibujo.
Las moléculas de hidratos de carbono se asocian a proteínas de la membrana, para formar glicoproteínas y lípidos formando glicolípidos que en la membrana plamática, aparecen en la cara externa de la membrana como componentes del glicocálix.
Dibujo esquemático que muestra proteínas transmembrana de tránsito único (a) y de tránsito múltiple (b). Aunque el dibujo muestre sólo una molécula periférica, localizada en la cara externa de la membrana, la cara interna, como muestra la fig, también presenta proteínas periféricas o extrínsecas.
¿ La membrana es sólida o líquida?
La membrana se comporta más como un líquido que como un sólido, de tal modo que sus componentes pueden moverse con libertad. Este hecho sería comparable con el pinchar con un alfiler el agua contenida en un recipiente, es claro que el agua no se perfora y ni siquiera queda rastro alguno del orificio. Esta propiedad de la membrana se conoce como fluidez y permite entre otras cosas, que la célula varie su forma.
La membrana es un mosaico fluído
Según Singer y Nicholson (1972) la superficie de la membrana citoplasmática se parece a un mosaico de azulejos, en donde la bicapa de fosfolípidos forma la estructura fluídica básica, y en donde una variedad de proteínas van a semejar los azulejos. Estas proteínas se deslizarán lentamente dentro de la bicapa, lo que nos hace pensar que la membrana citoplasmática cambia con el tiempo, aunque sus componentes permanecen constantes.
Modificaciones de la membrana citoplasmática
Las células que forman un tejido, en ocasiones modifican sus membranas, y así contribuyen a que la célula sea más eficiente en el desarrollo de sus funciones. Por ejemplo, las células que forman la pared del intestino delgado, se especializan en la absorción de los nutrientes. Para ello la cara apical de la célula tiene abundantes pliegues de su membrana, formando las microvellosidades, que aumentan unas 100 veces la superficie de absorción de cada célula. En el tejido cardiaco, en cambio, las células tienen refuerzos estructurales que impiden que las células se desgarren durante la contracción y además, verdaderos "canales" por los que pasan señales químicas que permiten que todas ellas se contraigan coordinadamete. Estas son las uniones estrechas y las uniones comunicantes respectivamente.
Son partículas
y su función está especialmente relacionada con síntesis de proteínas.
