carbohidratos, lipidos, proteinas

8/6/2019 Carbohidratos, Lipidos, Proteinas

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Carbohidratos, Lipidos,Proteinas y aminoacidos

Prof. Yolanda Rivera Suarez

Carbohidratos

Los carbohidratos, tambin llamadosglcidos, se pueden encontrar casi demanera exclusiva en alimentos de origenvegetal.

Constituyen uno de los tres principales

grupos qumicos que forman la materiaorgnica junto con las grasas y lasprotenas.


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Los carbohidratos son los compuestosorgnicos ms abundantes de la biosfera y a suvez los ms diversos.

Normalmente se los encuentra en las partesestructurales de los vegetales y tambin en lostejidos animales, como glucosa o glucgeno.

Estos sirven como fuente de energa para todaslas actividades celulares vitales.

Aportan 4 kcal/gramo al igual que las protenas y sonconsiderados macro nutrientes energticos al igual quelas grasas.

En una alimentacin variada y equilibradaaproximadamente unos 300gr./da de hidratos decarbono deben provenir de frutas y verduras, las cualesno solo nos brindan carbohidratos, sino que tambin nos

aportan vitaminas, minerales y abundante cantidad defibras vegetales.


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Funciones de los carbohidratos

Energeticamente, los carbohidratos aportan 4KCal por gramo de peso seco.

-Esto es, sin considerar el contenido de agua que puedatener el alimento en el cual se encuentra elcarbohidrato.

-Cubiertas las necesidades energticas, una pequeaparte se almacena en el hgado y msculos comoglucgeno (normalmente no ms de 0,5% del peso delindividuo), el resto se transforma en grasas y seacumula en el organismo como tejido adiposo.

-Se suele recomendar que minimamente se efecte unaingesta diaria de 100 gramos de hidratos de carbonopara mantener los procesos metablicos.

Ahorro de protenas:

- Si el aporte de carbohidratos esinsuficiente, se utilizarn las protenaspara fines energticos, relegando sufuncin plstica.


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Regulacin del metabolismo de lasgrasas:

- En caso de ingestin deficiente decarbohidratos, las grasas se metabolizananormalmente acumulndose en elorganismo cuerpos cetnicos, que sonproductos intermedios de estemetabolismo provocando as problemas(cetosis).

Estructuralmente, los carbohidratosconstituyen una porcin pequea del pesoy estructura del organismo, pero decualquier manera, no debe excluirse estafuncin de la lista, por mnimo que sea suindispensable aporte.


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Clasificacin de los hidratos de

carbono

Simples

Los carbohidratos simples son los monosacridos, entre loscuales podemos mencionar a la glucosa y la fructosa que sonlos responsables del sabor dulce de muchos frutos.

Con estos azcares sencillos se debe tener cuidado ya quetienen atractivo sabor y el organismo los absorbe rpidamente.Su absorcin induce a que nuestro organismo secrete lahormona insulina que estimula el apetito y favorece losdepsitos de grasa.

-El azcar, la miel, el jarabe de arce (maple syrup), mermeladas,

jaleas y golosinas son hidratos de carbono simples y de fcilabsorcin. Otros alimentos como la leche, frutas y hortalizas loscontienen aunque distribuidos en una mayor cantidad de agua.

Clasificacin de los hidratos de

carbono

Los carbohidratos complejos son los polisacridos;formas complejas de mltiples molculas.

Entre ellos se encuentran la celulosa que forma la paredy el sostn de los vegetales; el almidn presente entubrculos como la patata y el glucgeno en losmsculos e hgado de animales.

El organismo utiliza la energa proveniente de los

carbohidratos complejos de a poco, por eso son de lentaabsorcin. Se los encuentra en los panes, pastas,cereales, arroz, legumbres, maz, cebada, centeno,avena, etc.


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Segn el nmero de molculas que tenganlos carbohidratos se los puede dividir en

cuatro grandes grupos - Monosacridos que se subdividen Pentosas y Hexosas Las Pentosas

Xilosa: Se encuentra como componente en la madera Ribosa: Es un constituyente de los cidos nucleicos Arabinosa: Forma parte de las gomas, mucilagos y pectinas (de este

grupo, estas son las nicas que normalmente ingerimos dentro demermeladas y dulces)

Las Hexosas (son 24 pero, solamente 4 tienen importanciabiolgica) D-glucosa: aparece en los frutos maduros, sangre y tejidos animales.

Esta constituye el azcar del organismo, es muy soluble en agua, y esel carbohidrato que transporta la sangre y el que principalmente utilizanlos tejidos.

D-manosa: Siempre aparece combinado en la naturaleza. Nunca libre

por tanto preferimos no enunciar ningn componente. D-galactosa: Aparece en lpidos complejos. El hgado puede convertirla

en glucosa y despus en energa. D-fructosa: Se lo denomina azcar de frutas. Aparece libre en la miel y

en los jugos de frutas. Tiene un sabor muy dulce.

Monosacaridos

Disacridos se subdividen en maltosa,

lactosa y sacarosa

Maltosa:Aparece en la malta o cebadagerminada y es muy soluble en agua.

Lactosa:Es el azcar de la leche y es pocosoluble en agua.

Sacarosa:Es el azcar de mesa. Se obtiene dela caa de azcar y de la remolacha, y comotodos saben, es muy soluble en agua.


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Monosacaridos

Oligosacridos:

Trisacridos: La rafignosa se encuentra en laslegumbres.

Tetrasacridos:La esteaquiosa, el msestudiado, se encuentra en las semillas de soja.

Polisacridos:

Almidn:Este se encuentra en los vegetales en forma degranos, ya que son la reserva nutritiva de ellos. Aparecen en lapapa, arroz, maz, y dems cereales.

Glucgeno:Se encuentra en los tejidos animales, dondedesempea la funcin de reserva nutritiva. Aparece en el hgadoy en los msculos.

Celulosa:Cumple funciones estructurales en los vegetales. Inulina: Aparece en los tubrculos de dalia, en alcauciles, ajos y

cebollas. Liquenina:Aparece en los musgos y lquenes.

Mucopolisacridos:Cumplen funcin de sostn, nutricin ycomunicacin intercelular. Inicialmente solamente se les dio unpapel estructural y energtico, pero se han reconocido nuevasfunciones celulares como decir que son combustibles o reservasenergticas celulares


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Lipidos

Prof. Yolanda Rivera Suarez

Lipidos

Denominamos lpidos a un conjunto muyheterogneo de biomolculas cuyacaracterstica distintiva aunque no exclusiva nigeneral es la insolubilidad en agua, siendo porel contrario, solubles en disolventes orgnicos(benceno, cloroformo, ter, hexano, etc.).

Estn constituidas bsicamente por tres

elementos: carbono (C), hidrgeno (H) y oxgeno (O); en menor grado aparecen tambin en ellos nitrgeno

(N), fsforo (P) y azufre (S).


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Los lpidos pueden encontrarse unidoscovalentemente con otras biomolculas comoen el caso de los glicolpidos (presentes en lasmembranas biolgicas).

Tambin son numerosas las asociaciones nocovalentes de los lpidos con otrasbiomolculas, como en el caso de laslipoprotenas y de las estructuras de membrana.

Lipidos

Una caracterstica bsica de los lpidos, y de laque derivan sus principales propiedadesbiolgicas es la hidrofobicidad.La baja solubilidad de los lipdos se debe a que su

estructura qumica es fundamentalmentehidrocarbonada (aliftica, alicclica o aromtica), congran cantidad de enlaces C-H y C-C (Figura de la

izquierda).La naturaleza de estos enlaces es 100% covalente y sumomento dipolar es mnimo.


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Lipidos

El agua, al ser una molcula muy polar, congran facilidad para formar puentes dehidrgeno, no es capaz de interaccionar conestas molculas.

En presencia de molculas lipdicas, el aguaadopta en torno a ellas una estructura muyordenada que maximiza las interacciones entrelas propias molculas de agua, forzando a lamolcula hidrofbica al interior de unaestructura en forma de jaula, que tambinreduce la movilidad del lpido.

Lipidos

Todo ello supone una configuracin de bajaentropa, que resulta energticamentedesfavorable.

Esta disminucin de entropa es mnima si lasmolculas lipdicas se agregan entre s, einteraccionan mediante fuerzas de corto

alcance, como las fuerzas de Van der Waals.Este fenmeno recibe el nombre de efectohidrofbico.


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Dispersin de lpidos en

medio acuoso

Agregacin de lpidos

en medio acuoso

Constituyentes importantes de laalimentacin (aceites, manteca, yema dehuevo), representan una importante fuentede energa y de almacenamiento,funcionan como aislantes trmicos,componentes estructurales de membranas

biolgicas, son precursores de hormonas(sexuales, corticales), cidos biliares,vitaminas etc.


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Trigliceridos

El glicerol es un alcohol de tres carbonos, encada uno de ellos posee un grupo oxidrilo (OH).

Cada OH se combina con el hidrgeno delgrupo carboxilo de un cido graso, de estamanera el cido graso se "ensambla" con elglicerol desprendindose agua (OH (del alcohol)+ H (del carboxilo) H2O) .

De la unin del glicerol con un cido graso seforma un monoglicrido, con dos cidos grasostenemos un diglicrido, y con tres cidos grasostenemos un triglicrido.

Los trigliceridos mas importantes son:

Grasas y aceites

Se diferencian uno del otro por que atemperatura ambiente los aceites son lquidosoleosos, esta caracterstica est dada por queson triglicridos no saturados, mientras que lasgrasas presentan cidos grasos saturados.

Ambos sirven de depsito de reserva de energa

para clulas animales (grasas) y en vegetales(aceites). Estos compuestos son altamenteenergticos, aproximadamente 9,3 kilocaloraspor gramo.


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Cuando un organismo recibe energa asimilable enexceso, este puede almacenarla en forma de grasa, quepodr ser reutilizada posteriormente en la produccin deenerga, cuando el organismo lo necesite.

En general, la grasa es almacenada en los adipocitos(clulas que forman el tejido adiposo) donde puedemovilizarse para obtener energa cuando el ingresocalrico es menor que el gasto de caloras.

Esta capa es utilizada en determinados animales comoaislante trmico, como por ejemplo en mamferos marino

Fosfolipidos

Son los componentes primarios de lasmembranas celulares. En su estructuraqumica podemos observar una molculade glicerol, dos cidos grasos, ungrupo fosfato y una base nitrogenada


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En las membranas celulares juegan un papel muyimportante, ya que controlan la transferencia desustancias hacia el interior o exterior de la clula.

Una de las caractersticas de los fosfolpidos es que unaparte de su estructura es soluble en agua (hidroflica),mientras que la otra, es soluble en lpidos(hidrofbica).

La parte hidroflica es en la que se encuentra elaminoalcohol o base nitrogenada.

Esta caracterstica estructural hace posible que losfosfolpidos participen en el intercambio de sustancias

entre un sistema acuoso y un sistema lipdico,separando y aislando a los dos sistemas, a la vez quelos mantiene juntos.

En medio acuoso las colas de losfosfolpidos tienden a disponerse enmanera tal de formar un ambiente localhidrofbico. Esto deja a los gruposfosfatos "de cara" al ambiente hidroflico.

Existen tres estructura que los fosfolpidospueden formar en razn de naturalezaanfiptica.


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Comportamiento en solucion

En medios acuosos, los lpidos sinincapaces de formar solucionesverdaderas. Algunos tienen un grupo polaren algn extremo de la molcula, por loque en medio acuosos pueden formar:micelas, monocapas y bicapas que songrupos macromuleculares con gran

cantidad de lpidos.

Micelas

Bicapas lipdicas planas


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Bicapas lipdicas

esfricas (vesculas)

La bicapa fosfolpidica esde aproximadamente5nm de espesor.

Esta membrana essemipermeable, lo cualsignifica que la mayorade las molculas nopueden pasar pero,algunas pasan libremente

por la membrana(difunden)

Esteroides

Es un grupo extenso de lpidos naturales osintticos con una diversidad de actividadfisiolgica muy amplia.

No se parecen a ningn otro lpido, se losubica en esta clase por ser insolubles alagua.

Todos los esteroides poseen cuatro anillosde carbono unido entre ellos, los quepueden presentar oxhidrilos o radicales.


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Entre los esteroides encontramos:

El colesterolexiste en las membranas celulares (excepto las

bacterianas y vegetales), un 25 % (peso en seco) de lasmembranas de los glbulos rojos, y es un componenteesencial de la vaina de mielina (cobertura de los axonesde las neuronas).

En cierta gente de edad avanzada forma depsitosgrasos en el revestimiento interno de los vasossanguneos.

Este depsitos pueden bloquear y reducir la elasticidadde los vasos, predisponiendo a la persona a sufrir:presin alta, ataques cardacos, apopleja.

Las hormonas sexuales y las de la cortezarenal tambin son esteroides que seforman a partir del colesterol de losovarios, testculos y otras glndulas.

Las prostaglandinas son un grupo de

sustancias qumicas que poseen accioneshormonales y derivan de los cidosgrasos.


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ProteinasEsta es una molcula de hexoquinasa, una protena del

metabolismo que se encuentra en la mayora de losseres vivos. Esta compuesta por aproximadamente 6000

tomos y pesa 40 kiloDaltons, tambin tiene unamolcula de glucosa pegada que no se representa en el

esquema.

Estructura de las proteinas

A primera vista podra pensarse en lasprotenas como polmeros lineales deaminocidos unidos entre s por medio deenlaces peptdicos.

Sin embargo, la secuencia lineal deaminocidos puede adoptar mltiplesconformaciones en el espacio.


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Polipeptidos

Las uniones peptdicas se establecen entre losgrupos amino y los carboxilo de otroaminocidos, formandodipptidos--> tripptidos--> tetrapptidos-->

POLIPPTIDOS. Cada enlace forma un plano.

Algunos polipptidos funcionanper se comohormonas(Insulina y glucagn -->> regulan la glucosa en sangre)

neurotransmisores (colecistoquinina--> sensacin dehambre)


La estructura primaria viene determinada porla secuencia de aminocidos en la cadenaproteica, es decir, el nmero deaminocidos presentes y el orden en que estnenlazados.

La conformacin espacial de una protena seanaliza en trminos de estructura secundaria y

estructura terciaria. La asociacin de varias cadenas polipeptdicas

origina un nivel superior de organizacin, lallamada estructura cuaternaria.


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Por ltimo, la asociacin de protenas conotros tipos de biomolculas para formarasociaciones supramoleculares concarcter permanente da lugar a laestructura quinaria.

Estructura primaria

Como consecuencia del

establecimiento de enlacespeptdicos entre los distintos AAque forman la protena se originauna cadena principal o"esqueleto" a partir del cualemergen las cadenas lateralesde los aminocidos.

Las protenas tiene mltipleniveles de estructura.

La bsica es la estructuraprimaria.

La estructura primaria de unaprotena es simplemente elorden de sus aminocidos.

Por convencin el orden deescritura es siempre desde elgrupo amino-terminal hasta elcarboxilo final.


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Estructura primaria

Estructura primaria dela Insulina: consta dedos cadenas de AAenlazadas porpuentes disulfuroentre las cistenas

Estructura secundaria

La estructura secundaria de una protenaes la que adopta espacialmente.

Existen ciertas estructuras repetitivasencontradas en las protenas quepermiten clasificarlas en dos tipos: hlice alfa

lmina beta.


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Una hlice alfa es una apretada hlice formadapor una cadena polipeptdica.

La cadena polipetdica principal forma laestructura central, y las cadenas laterales seextienden por fuera de la hlice.

El grupo carboxlo (CO) de un aminocido n seune por puente hidrgeno al grupo amino (NH)de otro aminocido que est tres residuos masall ( n + 4 ).

De esta manera cada grupo CO y NH de laestructura central (columna vertebral o"backbone") se encuentra unido por puentehidrgeno.


Existen tres modelosde alfa hlice.

El primero muestrasolo al carbono alfade cada aminocido.


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El segundo muestra todos lostomos que forman lacolumna vertebral delpolipptido.



El tercero y mas completo modelo, muestratodos los puentes hidrgeno que mantienen laalfa-hlice.

Las hlices generalmente estn formadas poraminocidos hidrfobos, en razn que son,generalmente, la mxima atraccin posible entredichos aminocidos.

Las hlices se observan, en variada extensin,prcticamente en todas las protenas.


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Tercer modelo de alpha-helice

Laminas Beta

B-Las lminas beta son el otro tipo deestructura secundaria. Pueden ser paralelas o antiparalelas.

Las anti-paralelas generalmente se ven as:


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Lamina plegada

Lamina Beta

Y los giros que tienenen su estructura :

donde el aminocidon se une por puentehidrgeno al

aminocido (n +3) .


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Existe un tipo especial demodelo molecular pararesaltar la estructurasecundaria de lasprotenas.

Este tipo de modelo deprotena representa lossegmentos de lmina-beta como cintas enflecha (ribbons) y las alfa

hlices como como cintasen espiral.


El resto de la cadena polipeptdica sereferencia como un espiral al azar ("randomcoil"), y se dibuja como una fina lnea.

Por favor, note que espiral al azar o "randomcoil" es un nombre que lleva a confusin, dadoque las protenas estn altamente organizadas,

pero esta regin no tiene una estructurasecundaria con componentes difciles decategorizar.


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Estructura terciaria

La estructura terciaria es la estructuraplegada y completa en tres dimensionesde la cadena polipeptdica, la hexoquinasaque se usa como icono en esta pgina esuna estructura tridimensional completa.

Estructura terciaria A diferencia de la estructura secundaria, la estrtuctura

terciaria de la mayor parte de las protenas es especficade cada molcula, adems, determina su funcin.

EL plegamiento terciario no es inmediato, primero seagrupan conjuntos de estructuras denominadasdominios que luego se articulan para formar laestructura terciaria definitiva. Este plegamiento est

facilitado por uniones denominadas puentes disulfuro,-S-S- que se establecen entre los tomos de azufre delaminocido cistena.


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Estructura terciaria

Existen, sin embargo dos tipos deestructuras terciarias bsicas:protenas fibrosas, insolubles en agua, como la

alfa queratina o el colgeno

protenas globulares, solubles en agua.

Estructura cuaternaria Solo est presente si hay mas de una cadena

polipeptdica. Con varias cadenas polipeptdicas, la estructura

cuaternaria representa su interconexin yorganizacin.

Esta es la imagen de la hemoglobina, unaprotena con cuatro polipptidos, dos alfa-globinas y dos beta globinas.

En rojo se representa al grupo hem (complejopegado a la protena que contiene hierro, y sirvepara transportar oxgeno).


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Estructura cuaternaria

Los cuatro niveles estructurales de lahemoglobina

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