PRESENTACIÓN SOSTENIBLE

Biomoléculas inorgánicas

El agua Las sales minerales

biomoléculas

El análisis de la composición de los seres vivos nos muestra que los elementos químicos que los constituyen son los mismos que componen el resto de la materia de nuestro planeta y del universo. Sin embargo, la proporciónen la que se encuentran los distintos elementos es diferente en los seres vivos y en la materia inanimada. Los elementos que predominan en los seres vivos se caracterizan por establecer entre ellos múltiples y complejas combinaciones, que dan lugar a las biomoléculas. Aunque las biomoléculas constituyen una parte importante de la masa de los seres vivos, el agua es la sustancia más abundante. En cantidades muy pequeñas se encuentran las sales minerales.

El agua

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El agua es la sustancia más abundante en los seres vivos, ya que constituye alrededor del 70% de su masa. Debido a su estructura molecular, presenta unas propiedades que la hacen imprescindible para el desarrollo de la vida. Composición y estructura molecular La molécula de agua está formada por el enlace covalente entre un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno, y se caracteriza por:

Los elementos que constituyen los seres vivos también se llaman bioelementos. De éstos, los bioelementos primarios (el oxígeno, el carbono, el hidrógeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre) son los más abundantes en los seres vivos. Los bioelementos secundarios son aquellos que se encuentran en menor proporción en los seres vivos. Son el calcio, el sodio, el potasio, el cloro, el yodo y el magnesio. Otros bioelementos, como el hierro, el cobre, el manganeso, el zinc..., también son imprescindibles para el desarrollo de las reacciones celulares, aunque se encuentran en proporciones muy pequeñas llamadas trazas u oligoelementos.

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Propiedades físico químicas

La composición y la estructura de las moléculas de agua se manifiestan en las propiedades siguientes:

1. Cohesión y adhesión entre las moléculas
2. La cohesión es la atracción existente entre las moléculas
3. de agua y da como resultado la formación de puentes
4. de hidrógeno. La adhesión es la atracción y unión con
5. otras moléculas polares diferentes, como monosacáridos,
6. aminoácidos, etc.

Estas propiedades dan lugar a los fenómenos siguientes:

capacidad calorífica específica elevada

La capacidad calorífica específica, es decir, la cantidad de calor necesaria para aumentar 1 °C la temperatura de un kilogramo de una sustancia, es muy elevada en el caso del agua, porque los numerosos puentes de hidrógeno que se establecen entre sus moléculas limitan el movimiento de éstas y atrasan el incremento de la agitación térmica. De este modo, cuando el agua se calienta, la temperatura asciende lentamente, porque no todo el calor se utiliza para aumentar el movimiento de las moléculas, sino que una parte se invierte en romper los puentes de hidrógeno. El descenso de 1 °C también se produce lentamente, ya que supone la pérdida de una importante cantidad de calor, la misma que se ha utilizado para producir este incremento. G

GRAN CAPACIDAD DISOLVENTE

Las moléculas de agua tienen la capacidad de interponerse y separar diferentes sustancias para disolverlas, debido a la polaridad de las moléculas. El agua es el solvente universal gracias a que puede descomponerse en iónes y presenta polaridad

Densidad de 1 kg/dm3

En general, una pequeña proporción de las moléculas de agua tiende a ionizarse, es decir, uno de los átomos de hidrógeno se separa del oxígeno al que se une covalentemente para combinarse con otro átomo de oxígeno al que está unido por puentes de hidrógeno. De este modo, se obtiene un ion H3O+, llamado hidronio, y un ion OH–, denominado hidroxilo. La reacción de ionización se representa de la forma siguiente: La flecha indica que es una reacción reversible, esto es, que se da tanto en un sentido como en el otro. Para simplificar, el ion hidronio se llama ion hidrógeno y se representa por H+

Cada decímetro cúbico de agua tiene una masa de 1 kg. La densidad del agua aumenta a medida que desciende la temperatura, porque las moléculas se mueven más lentamente y no ocupan tanto espacio, de modo que en un mismo volumen existen más moléculas. El valor máximo de la densidad se alcanza cuando la temperatura del agua es de 4 °C.Como veremos más adelante, este hecho tiene una gran importancia biológica, ya que, a temperaturas inferiores a 4 °C, las moléculas de agua establecen entre ellas numerosos puentes de hidrógeno. Estos puentes de hidrógeno se estabilizan si las moléculas se separan ligeramente entre ellas, lo que produce un aumento de volumen y, por tanto, una disminución de la densidad. De este modo, el agua en estado sólido (hielo) flota sobre el agua líquida.

Funciones biológicas El agua desempeña unas funciones biológicas decisivas en los procesos vitales. Estas funciones se relacionan con las propiedades anteriores.

FuncionesL Las sales insolubles tienen función estructural, ya que, por ejemplo, los fosfatos y los carbonatos de calcio son componentes de huesos y conchas de los animales.• Las sales solubles se ionizan en sus iones correspondientes, los cuales tienen diversas funciones en las células. Por ejemplo, la transmisión del impulso nervioso depende del intercambio de iones Na+ y K+ entre el medio intracelular y el extracelular a través de la membrana plasmática

Las sales minerales

Las sales minerales forman parte de los seres vivos y, aunque se encuentran en cantidades muy pequeñas en comparación con el agua o las biomoléculas, tienen funciones muy importantes en las reacciones metabólicas, en la regulación de éstas o como constituyentes celulares.Las sales más abundantes en los seres vivos son los cloruros, los fosfatos y los carbonatos de calcio, sodio, potasio y magnesio. Características Las sales minerales son sustancias formadas por un catión procedente de una base y un anión procedente de un ácido. Se distinguen dos tipos de sales minerales: • Insolubles. Se encuentran formando un precipitado que no se disocia. Por ejemplo, el fosfato cálcico, Ca3(PO4)2. • Solubles. Se encuentran disociadas en iones, como en el caso del cloruro sódico, NaCl.

La presencia de sales disueltas en el agua condiciona el movimiento de las moléculas de agua a través de la membrana plasmática para igualar las concentraciones. Este movimiento es un caso especial de transporte pasivo y se llama ósmosis.Así, las moléculas de agua atraviesan la membrana plasmática desde la disolución de menor concentración, disolución hipotónica hacia la de mayor concentración, la disolución hipertónica. Cuando el paso del agua iguala las dos concentraciones, las disoluciones reciben el nombre de isotónicas. Este movimiento del agua a través de la membrana plasmática puede producir que algunas células se arruguen por una pérdida excesiva de agua, que se conoce como plasmólisis, o bien que se inflen por un aumento también excesivo en el contenido celular de agua, fenómeno que se llama turgencia. Para evitar estas dos situaciones, de consecuencias desastrosas para las células, éstas poseen mecanismos para expulsar el agua o los iones mediante un transporte que requiere gasto de energía.

ósmosis

biomoléculas orgánicas

Junto con el agua y las sales minerales, las biomoléculas orgánicas son los componentes fundamentales de la materia. Son imprescindibles para el desarrollo de las funciones vitales.Composición Las biomoléculas están formadas principalmente por carbono. Este elemento se caracteriza por los siguientes rasgos: • Es un elemento ligero. Como sus átomos son pequeños, los núcleos atraen con fuerza los electrones y, por este motivo, los enlaces que forma el carbono son fuertes y estables. • Tiene en su nivel de energía más externo cuatro electrones para compartir. De este modo puede formar cuatro enlaces covalentes si ples, dos dobles o un enlace triple y otro simple. Estos enlaces se establecen principalmente con otros átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno o nitrógeno. La unión covalente entre los átomos de carbono da lugar a cadenas lineales, cadenas ramificadas y estructuras cíclicas. A lo largo de estas cadenas se distinguen grupos de átomos, denominados grupos funcionales, que originan los compuestos de carbono. La mayoría de las propiedades de estos compuestos y las funciones que desarrollan en las células dependen del número y el tipo de grupos funcionales que presentan, así como de su estructura tridimensional

Isomería Muchos compuestos de carbono, a pesar de tener la misma fórmula molecular, es decir, la misma composición elemental y la misma proporción de los elementos en las moléculas, difieren en la disposición de los átomos en el espacio

Glúcidos

Son los compuestos llamados azúcares, y están formados porcarbono, oxígeno e hidrógeno. Los azúcares son las biomoléculas más abundantes en la naturaleza y constituyen la principal reserva energética en la mayoría de los seres vivos. Características Los glúcidos están formados por una o varias unidades constituidas por cadenas de entre tres y siete átomos de carbono. Uno de estos átomos de carbono es un grupo carbonilo, aldehído (–CHO) o cetona (–CO–). El resto de los átomos de carbono está unido a grupos hidroxilo, OH–. Por este motivo, son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas. Actúan como sustancias de reserva de energía y también son muy importantes como moléculas estructurales.

MONOSACÁRIDOS

En general, estos compuestos son dulces, tienen color blanco y son solubles en agua.Atendiendo al número de átomos de carbono que presentan, los monosacáridos se llaman triosas, tetrosas, pentosas, hexosas o heptosas. Además, los que presentan un grupo aldehído se denominan aldosas y los que presentan un grupo cetona, cetosas. Por ejemplo: glucosa, ribosa, maltosa, sacarosa, galactosa, fructosa, etc

Fructosa Glucosa Galactosa

FGlucosa

Fructosa

Galactosa

Polisacáridos Muchos de los glúcidos que se encuentran en la naturaleza son polisacáridos, es decir, compuestos que contienen un gran número de monosacáridos unidos entre ellos. Por ejemplo: el almidón, la quitina, el glucógeno, la celulosa, etc. En general, estos compuestos no son dulces ni solubles en agua. Cuando las cadenas están formadas por un único tipo de monosacárido se denominan homopolisacáridos. Si contienen diversos tipos de monosacáridos, reciben el nombre de heteropolisacáridos.

ALMIDÓN

Quitina

5.2.2. Lípidos Están formados por carbono, oxígeno e hidrógeno y, en algunos casos, contienen otros elementos, como, por ejemplo, fósforo y nitrógeno. Características En general, no son solubles en agua, sino en disolventes orgánicos, como el alcohol o la acetona. Los lípidos constituyen una reserva de energía, tienen función estructural, o bien desarrollan funciones específicas. Entre los lípidos con funciones específicas se encuentran, por un lado, las hormonas lipídicas, como por ejemplo los estrógenos, que actúan como mensajeros intracelulares, y por otro lado, algunas vitaminas como la A, que son imprescindibles para el desarrollo de las reacciones metabólicas. Clasificación La gran variedad estructural de los lípidos tiene como consecuencia una importante diversidad de funciones. Por ello, estas biomoléculas pueden clasificarse atendiendo a ambos criterios. Según la función principal que desarrollan en los seres vivos, se distinguen tres grandes grupos: • Lípidos de reserva de energía. Este grupo incluye los ácidos grasos, los triacilgliceroles y las ceras. • Lípidos estructurales. Pertenecen a este grupo los glicerofosfolípidos, los esfingolípidos y los esteroles. • Lípidos con funciones específicas. Es el caso de las hormonas y las vitaminas de composición lipídica.

Lípidos de reserva de energía Aunque los glúcidos son la principal fuente de energía, debido a que su oxidación es una vía rápida de obtención de energía, la utilización de los lípidos como reserva energética presenta estas ventajas: • Su oxidación libera una mayor cantidad de energía que la que corresponde a la oxidación de una misma cantidad de glúcido o de proteína. Así, 1 g de un triacilglicerol produce aproximadamente 9 kcal/g (algo más de 37 600 J/g) al oxidarse, mientras que 1 g de glucosa produce alrededor de 4 kcal/g (aproximadamente, 16 720 J/g). • Debido a su parcial o total insolubilidad, se almacenan libres de agua.

CERA fosfolípido VITAMINA K

Ácidos grasosSon sustancias que, generalmente, se encuentran formando parte de otros compuestos, como los triacilgliceroles o las ceras, aunque en los animales vertebrados existen ácidos grasos libres en la sangre unidos a una pro-teína transportadora. Composición y estructura Están formados por una cadena hidrocarbonada con un grupo carboxi-lo. En general, la cadena es lineal y tiene un número par de átomos de carbono, que oscila entre 14 y 22, aunque lo más frecuente es que en tengan entre 16 y 18. En uno de los extremos se encuentra un grupo carboxilo, COOH. Este carbono es el C-1. Los átomos de carbono pueden unirse mediante enlaces sencillos o dobles enlaces. Cuando todos los enlaces son sencillos, los ácidos grasos son saturados, y cuando presentan algún doble enlace son insaturados. Estos últimos se denominan monoinsaturados, si presentan un doble enlace, o poliinsaturados, si tienen más de uno.

Propiedades Dependen, principalmente, de la longitud de la cadena y de la presencia de dobles enlaces. • Solubilidad. La presencia del grupo carboxilo, que es la parte polar de la cadena, hace que los ácidos grasos de cadena corta sean ligewramente solubles en agua. En general, cuanto más larga es la cadena y cuantos menos dobles enlaces contiene, menos soluble es el ácido graso. • Punto de fusión. Los ácidos grasos saturados tienen un punto de fusión más elevado que los insaturados. Esto hace que a temperatura ambiente, 25 °C, los ácidos grasos satu-rados suelen encontrarse en estado sólido, mientras que los insatu- rados se encuentran en estado líquido.

Ácido estearico: aceite de cacao. Ácido palmítico: aceite de semilla de palma

Isomería geométrica. Los ácidos grasos insaturados presentan isomería geométrica debido a la presencia de dobles enlaces, que hacen que las cadenas se doblen. Muchos son isómeros cis. Formación de agrupaciones. Los ácidos grasos saturados se unen entre sí mediante interacciones moleculares y forman agrupaciones compactas.Los ácidos grasos insaturados forman agrupaciones menos compac-tas, ya que los doblamientos de las cadenas impiden la proximidad entre las moléculas Las células obtienen energía a partir de la oxidación de los ácidos gra-sos, los cuales proceden de otros lípidos, como por ejemplo los triacilgliceroles. Triacilgliceroles Son derivados de los ácidos grasos y constituyen el grupo de lípidos más abundante. Composición y estructura Están formados por una molécula de glicerina y tres ácidos grasos. Los triacilgliceroles que contienen tres ácidos grasos iguales se llaman triacilgliceroles simples y los que contienen dos o tres diferentes reciben el nombre de triacilgliceroles mixtos. Los triacilgliceroles que presentan mayoritariamente ácidos grasos saturados a temperatura ambiente se encuentran en estado sólido y se conocen con el nombre de grasas, mientras que los que presentan ácidos grasos insaturados a temperatura ambiente se encuentran en estado líquido y se llaman aceites.

Acumulación de lípidos en las arterias

Propiedades • Solubilidad. Son sustancias insolubles en agua, porque las partes polares de la glicerina y las de los ácidos grasos están formando parte del enlace éster. • Punto de fusión. Los triacilgliceroles con tres ácidos grasos saturados tienen un punto de fusión más elevado que los que presentan algún ácido insaturado. A mayor número de ácidos grasos insaturados, menor es el punto de fusión. • Formación de jabones. Cuando se produce la hidrólisis de los triacilgliceroles en presencia de bases y dan lugar a sales denominadas jabones. Esta reacción de hidrólisis recibe el nombre de saponificación Ceras Las ceras son lípidos derivados de los ácidos grasos. Son insolubles en agua y, generalmente, presentan un punto de fusión más elevado que los grupos anteriores. Estas propiedades permiten que también actúen impermeabilizando y protegiendo diversas partes y órganos de los vegetales y de los animales.

Saponificación

Función protectora: las cera cumplen esta función recubriendo frutos y plumas de los animales.

Esteroles Son un grupo de lípidos estructuralmente muy diferentes de los triacilgliceroles, los glicerofosfolípidos o los esfingolípidos. Entre los esteroles destacan el colesterol, por su presencia en las membranas celulares animales; el estigmasterol, por su presencia en las plantas, y el ergosterol, en los hongos. El colesterol es muy importante en los animales debido a su función estructural y por ser una sustancia a partir de la cual se sintetizan los ácidos biliares y las hormonas esteroides, como el cortisol, los estrógenos y los andrógenos. El contenido total de colesterol en el ser humano es de unos 140 g, 120 de los cuales forman parte de las membranas celulares. Forma parte de las lipoproteínas (proteínas + lípidos); precursor de hormonas y de ácido biliares.

El colesterol y la aterosclerosis Existen proteínas específicas que transportan distintos tipos de lípidos, como triacilgliceroles, fosfolípidos y colesterol, y que forman unos complejos llamados lipoproteínas. Estos complejos tienen forma esférica y en su parte interior se concentran los lípidos, mientras que las proteínas se sitúan en la superficie. Las lipoproteínas presentan diferentes densidades según los lípidos y los aminoácidos que contengan. De este modo, se distinguen cuatro clases de lipoproteínas: • Quilomicrones. Su densidad es muy baja y contienen una cantidad elevada de triacilgliceroles. • Lipoproteínas de muy baja densidad (very low-density lipoproteins, VLDL). Están constituidas, principalmente, por triacilgliceroles. • Lipoproteínas de baja densidad (low-density lipoproteins, LDL). Contienen, principalmente, colesterol. • Lipoproteínas de alta densidad (high-density lipoproteins, En muchas ocasiones, una concentración elevada de colesterol en la sangre se relaciona con un trastorno cardiovascular muy frecuente que conlleva graves complicaciones clínicas, la aterosclerosis. Este trastornoconsiste en una acumulación de lípidos, principalmente colesterol, en las paredes internas de las arterias. El colesterol que tiene efectos perjudiciales para la salud es el que forma parte de las LDL, ya que estas lipoproteínas penetran fácilmente en la pared de las arterias y liberan el colesterol. En cambio, el colesterol de las HDL no resulta perjudicial, porque se transporta hasta el hígado, donde es metabolizado. Así, pues, es importante que la concentración de colesterol de las LDL no supere los valores que se indican en el recuadro.

Lípidos con funciones específicas Constituyen este grupo las hormonas de composición lipídica y algunas vitaminas y, aunque se encuentran en cantidades muy pequeñas en losseres vivos, desarrollan funciones muy importantes. Hormonas esteroides Las hormonas lipídicas proceden del colesterol y, por este motivo, también se llaman hormonas esteroides. Pueden agruparse en cinco categorías, dependiendo del receptor al cual se unan: glucocorticoides, mineralocorticoides, andrógenos, estrógenos y progestágenos. El cortisol y la aldosterona, ambas hormonas segregadas por la corteza de las glándulas suprarrenales; los andrógenos, segregados por los testículos, y los estrógenos y la progesterona, segregados por los ovarios.

Vitaminas Las vitaminas de composición lipídica derivan del isopreno, un compuesto intermedio en la vía de síntesis del colesterol. Son compuestos liposolubles, es decir, se disuelven en medios grasos, y la mayor parte tiene numerosas funciones.

Vitamina A1 • Participa en la formación de los pigmentos visuales y mantiene la estructura del tejido epitelial. • Su carencia causa xeroftalmia (sequedad de la conjuntiva), alteraciones en la piel y ceguera nocturna. • Se encuentra en la yema de huevo, las verduras, el hígado de bacalao, la mantequilla y las zanahorias.

Vitamina D3 • Aumenta la absorción de calcio y fósforo en el intestino y favorece la formación de las estructuras óseas. • Su carencia produce raquitismo en los niños y osteomalacia en los adultos. Los síntomas de estas enfermedades son el reblandecimiento y la deformación de los huesos. • Se encuentra en los aceites de hígado de pescado, la leche entera de vaca...

Vitamina E • Protege las membranas celulares de la oxidación de los lípidos. • Su carencia produce infertilidad en algunos animales. • Se encuentra en los aceites vegetales, la leche, los huevos y las verduras.

Vitamina K1 • Favorece la coagulación de la sangre. • Su carencia causa hemorragias. • Se encuentra en las hojas de las plantas verdes, el hígado, los riñones y algunas frutas.

EstructurA

Proteínas

La estructura tridimensional de cada proteína, es decir, la organización que presenta en el espacio, dependede su composición de aminoácidos y de la disposición de éstos en la cadena. En esta organización se distinguen cuatro niveles o estructuras que son sucesivamente más complejos

Son polímeros formados por la unión de centenares —y, en algunos casos, miles— de unidades que reciben el nombre de aminoácidos.En la naturaleza se encuentran veinte aminoácidos, los cuales se combinan entre ellos de muchas formas distintas y dan lugar a miles de proteínas diferentes, cada una con unas propiedades y funciones características. Los aminoácidos se unen entre ellos mediante enlaces covalentes llamados enlaces peptídicos. Algunas proteínas no sólo contienen aminoácidos, sino que también presentan unidos otros compuestos o iones. Aunque el término proteína se suele utilizar de modo general, es frecuente distinguir como péptidos a las proteínas formadas por pocos aminoácidos; oligopéptidos, cuando se unen unos cuantos aminoácidos; polipéptidos, cuando se unen centenares, y como proteínas, las sustancias formadas por miles de aminoácidos.

Todas las proteínas contienen carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno; además, la mayoría contiene azufre, y algunas, fósforo, hierro, cinc y cobre. Estas biomoléculas presentan una gran variedad funcional

estructura

Estructura secundaria Se obtiene como resultado del plegamiento de la cadena sobre sí misma, de modo que la molécula de proteína adquiere una estructura tridimensional. Existen diversas estructuras secundarias según los ángulos que forman los enlaces peptídicos. Las estructuras secundarias más frecuentes son:.

Estructura primaria La estructura primaria de una proteína es la secuencia de aminoácidos que se suceden en la cadena, uno a continuación de otro.

estructura

Estructura terciaria En algunas proteínas, la estructura secundaria se pliega otra vez sobre sí misma, debido a las interacciones entre los grupos R de los aminoácidos. Esto origina la estructura terciaria. Las interacciones entre los grupos R pueden ser débiles, como los puentes de hidrógeno y las interacciones hidrófobas, o bien covalentes, como los enlaces disulfuro cuando se unen dos cisteínas. En la estructura terciaria pueden combinarse diversos tipos de estructuras secundarias, de modo que algunas moléculas proteicas presentan fragmentos en hélice junto a fragmentos en conformación, trozos de la cadena plegados irregularmente e, incluso, fragmentos lineales. Por ejemplo, un 40 % de la cadena polipeptídica que constituye el lisozima, un enzima que se encuentra en la clara de huevo y en las lágrimas humanas, presenta una estructura en hélice, un 12 % en conformación, y el resto presenta otras estructuras, o bien, fragmentos extendidos con estructura primaria.

clasificación de las proteínas

Clasificación de las proteínas Podemos clasificar las proteínas atendiendo a diversos criterios. Según su composición, distinguimos: las proteínas simples u holoproteínas y las proteínas conjugadas o heteroproteínas. Las proteínas simples u holoproteínas están formadas exclusivamente por cadenas de polipéptidos y, por tanto, su hidrólisis produce únicamente aminoácidos. Un ejemplo es la ovoalbúmina. Las proteínas conjugadas o heteroproteínas están formadas por cadenas polipeptídicas y otras moléculas o iones llamados grupos prostéticos. La hidrólisis de estas proteínas produce aminoácidos y otras moléculas o iones. Pueden encontrarse distintos tipos de proteínas conjugadas: • Lipoproteínas. Contienen como grupo prostético moléculas de lípidos como, por ejemplo, las VLDL, las LDL, etc. • Glucoproteínas. Contienen como grupo prostético moléculas de glúcidos como, por ejemplo, la inmunoglobulina G. • Fosfoproteínas. Tienen grupos fosfato como grupo prostético. Un ejemplo es la caseína. • Hemoproteínas. El grupo prostético es el grupo hemo, que está formado por una estructura en anillo compleja y un átomo de hierro. Es el caso de la hemoglobina. • Flavoproteínas. Presentan como grupo prostético unos determinados nucleótidos derivados de la vitamina riboflavina, como en el caso de la NADH-deshidrogenasa. • Metaloproteínas. Contienen como grupo prostético iones metálicos, como en el caso de la plastocianina, en la que el grupo prostético es el cobre.

clasificación de las proteínas

Ácidos necleicos Los ácidos nucleicos están formados por carbono, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y fósforo. Son las biomoléculas que contienen la información necesaria para la síntesis de todas las proteínas de un individuo. Composición Son polímeros formados por la unión de unidades llamadas nucleótidos. Características de los nucleótidos Están formados por la unión de una base nitrogenada, una pentosa y ácido fosfórico. El compuesto formado por una base nitrogenada y la pentosa recibe el nombre de nucleósido. Las bases nitrogenadas son compuestos cíclicos formados por cadenas de carbono y grupos amina o amida. Se clasifican en dos grupos según deriven de la purina o de la pirimidina. Las bases derivadas de la purina son la adenina y la guanina, y las bases derivadas de la pirimidina son la citosina, la timina y el uracilo. La pentosa es cíclica y puede ser una desoxi-D-ribosa o una D-ribosa. La unión entre una base nitrogenada y la pentosa se establece mediante un enlace N-glucosídico entre el carbono 1’ de la pentosa y el nitrógeno en posición 9, si la base es derivada de la purina, o el nitrógeno en posición 1, si la base es derivada de la pirimidina El ácido fosfórico se une al C-5’ de la pentosa mediante un enlace éster. Se clasifican en desoxirribonucleótidos y ribonucleótidos según la pentosa y la base nitrogenada que los constituyen. Los nucleótidos están unidos entre sí mediante enlaces fosfodiéster para formar los ácidos nucleicos o bien se encuentran libres en las células y participan en numerosos procesos metabólicos.

Clasificación de los ácidos nucleicos A lo largo de este apartado vamos a conocer las características del ADN y el ARN en las que se basa su clasificación. ADN La composición, la estructura y las propiedades de la molécula de ADN posibilitan su función: contener, de forma codificada, la información genética de cada organismo. Composición El ADN está formado por la unión de desoxirribonucleótidos mediante enlaces fosfodiéster. Este enlace se establece entre el grupo fosfórico en C-5’ de la desoxirribosa de un nucleótido y el grupo hidroxilo en C-3’ de la desoxirribosa del nucleótido siguiente. De este modo, los extremos de la cadena son un grupo fosfórico en C-5’, denominado extremo 5’, y un grupo OH en C-3’, denominado extremo 3’. El ADN puede encontrarse en forma de cadena sencilla o doble. Hay varios tipos de ADN: ADN-A, ADN-B y ADN-Z. En la mayoría de los casos, el ADN se encuentra en forma de doble cadena; sólo en algunos virus el ADN es de cadena sencilla.

Estructura del ADN El ADN es una molécula muy flexible, ya que posee la capacidad de rotación alrededor de una serie de enlaces. Se pueden observar distintos niveles estructurales. • Estructura primaria. Corresponde a la secuencia de nucleótidos que se suceden en las cadenas

Estructura secundaria. La doble cadena está enrollada como un largo tirabuzón, lo cual le confiere un aspecto helicoidal, y por ello es llamada doble hélice. Cada vuelta de la hélice contiene 10,5 nucleótidos y tiene una longitud de 3,6 nm. • La posición de una cadena respecto de la otra es antiparalela, es decir, el extremo 5’ de una cadena queda enfrentado al extremo 3’ de la otra.

Las cadenas se unen mediante puentes de hidrógeno que se establecen entre las bases nitrogenadas, las cuales quedan situadas en el interior de la hélice. Estas uniones no se producen al azar, sino según la ley de complementariedad de bases. Entre las bases de una misma cadena se establecen interacciones hidrófobas que estabilizan la estructura. • Estructuras de orden superior • El ADN se une con pequeños polipéptidos cilíndricos, principalmente las histonas. Estas proteínas producen el empaquetamiento del ADN en unidades estructurales llamadas nucleosomas. • Superenrollamiento del ADN. Este plegamiento tiene lugar cuando los nucleosomas, mediante la unión a proteínas, se aproximan y adoptan estructuras más compactas. Existen distintas formas de superenrollamiento como, por ejemplo, la solenoidal y la plectonémica. En los cromosomas eucariotas la forma más habitual es la solenoidal.

PROPIEDADES Las cadenas se unen mediante puentes de hidrógeno que se establecen entre las bases nitrogenadas, las cuales quedan Como consecuencia de su composición y su estructura, el ADN presenta las siguientes propiedades: • Solubilidad. En la molécula de ADN hay partes hidrófobas y partes hidrófilas. Las partes hidrófobas son las bases nitrogenadas, mientras que los ácidos fosfóricos y las desoxirribosas son las partes hidrófilas.

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