Factores que influyen en la velocidad de las reacciones de las enzimas.

Membranas biológicas. Su organización

Una de las cosas más sorprendentes que se descubren al observar una micrografía electrónica (A) para comparar los tamaños de las distintas estructuras celulares, es el hecho de que la membrana plasmática parece ser excesivamente delgada. La membrana plasmática tiene un grosor no mayor de 5 nm.

La parte central de la membrana plasmática está formada por lípidos, principalmente fosfolípidos y de proteínas, de lo que se sabía que la mayor parte de las proteínas tiene un diámetro mayor a 10 nm (B). Según este modelo del mosaico fluido, las membranas constan de una bicapa lipídica (una doble capa de lípidos) en la cual están inmersas diversas proteínas.

Esta bicapa lipídica (C) constituye la estructura básica de la membrana y actúa de barrera relativamente impermeable al paso de la mayoría de moléculas hidrosolubles. Las moléculas proteicas, que normalmente se hallan “disueltas” en la bicapa lipídica, median la mayoría del resto de las funciones de la membrana, por ejemplo transportando moléculas específicas a través de ella o catalizando (función enzimática) reacciones asociadas a la membrana, como la síntesis de ATP. Algunas proteínas actúan como eslabones estructurales que relacionan la membrana plasmática al citoesqueleto y/o con la matriz extracelular de las células adyacentes, mientras que otras proteínas actúan como receptores que reciben y transmiten las señales químicas procedentes del entorno celular.

¿Qué grosor tienen las membranas biológicas con respecto a la bicapa lipídica y si tuviéramos en cuenta las proteínas?

¿Cuáles son sus componentes?

¿Qué función tiene la membrana? ¿y las moléculas proteicas?

Proteínas en las membranas biológicas.

Las membranas biológicas están compuestas por dos capas lipídica (Bicapa lipídica) en donde una de sus caras mira hacia el exterior celular y la otra hacia el interior, o sea hacia el citosol. Existen también glúcidos (oligosacáridos, glicolípidos) unidos tanto a proteínas como a los lípidos, colesterol (en las membranas de célula animal) y proteínas. Existen dos tipos de proteínas de membrana: proteínas integrales y proteínas periféricas. Las proteínas integrales de membrana poseen algunas regiones insertadas en las regiones hidrófobas de la bicapa lipídica. Algunas atraviesan toda la membrana, de manera que gran parte de ellas se encuentra en alguno de los lados de la membrana; estas proteínas integrales se llaman también proteínas transmembrana. Otras proteínas integrales poseen solo una pequeña porción dentro de la bicapa que sirve como ancla y el resto de la molécula en el citoplasma o hacia la superficie celular. Otras están casi por completo insertas en la región hidrófoba y poseen cadenas polipeptídicas que atraviesan una y otra vez (incluso hasta doce veces) la bicapa lipídica.

Las proteínas integrales de membrana son capaces de insertarse en la bicapa lipídica debido a que las porciones que lo hacen son hidrófobas y, por tanto, son compatibles con el interior de la membrana. Cuando alguna proteína de membrana contiene una porción hidrofílica, ésta generalmente se encuentra  en contacto con el medio acuoso (tanto hacia el exterior como hacia el interior de las células).

El otro tipo de proteínas de membrana, las proteínas periféricas, pueden eliminarse de ésta sin alterar la estructura de la doble capa. Por lo general se unen a regiones expuestas de proteínas integrales. Las proteínas periféricas están usualmente asociadas por interacciones no covalentes a otras proteínas transmembránicas y se pueden ubicar hacia adentro o hacia fuera de la cara externa de la membrana.

1.        ¿De qué están compuestas las membranas biológicas?

2.        ¿Qué tipo de proteína es la transmembrana?

3.        Si tenemos en cuenta que las proteínas también poseen una parte hidrófoba y una parte hidrofílica (que tiene afinidad con el agua) ¿Cómo se relaciona ambas partes con las partes de la membrana?

4.        ¿Qué características tienen las proteínas periféricas?

5.        Confeccione un mapa conceptual sobre el tema.

Dogma central de la biología molecular

Dogma central de la biología molecular

Las funciones de los ácidos nucleicos en donde la información genética se transmite de ADN a ADN y fluye desde el ADN al ARN y de éste a proteínas, constituyen lo que se conoce como el “dogma” central de la biología molecular.

Estas funciones justifican su localización en las células eucariotas. El ADN se encuentra principalmente en el núcleo, en forma de nucleoproteínas que son las moléculas constituyentes de los cromosomas; también hay ADN en las mitocondrias y los cloroplastos, que son orgánulos autoduplicables. El ARN se halla en el núcleo, formando parte del nucleólo y del jugo nuclear, y en el citoplasma constituyendo parte de los ribosomas.

                                              

1.       ¿En qué parte de la célula EUCARIOTA encontramos los distintos ácidos nucleicos?

2.       ¿En qué consiste el “dogma” central de la biología molecular?

Concepto, tipos y funciones de los ácidos nucleicos

Concepto, tipos y funciones de los ácidos nucleicos:

Los ácidos nucleicos son biomoléculas de la mayor importancia biológicas formadas por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. Son polímeros compuestos por monómeros hidrolizables denominados nucleótidos.

Todos los organismos vivientes contienen dos tipos de ácidos nucleicos: ADN O DNA (ácido desoxirribonucleico) y ARN o RNA (ácido ribonucleico) salvo los virus que contienen sólo un tipo, o ARN (el virus de la poliomielitis) o sólo ADN (ejemplo, bacteriófago).

El ADN es el material genético, portador de los caracteres hereditarios, por lo que debe cumplir dos funciones:

Almacenar la información genética: Como las proteínas son las biomoléculas específicas, y las características de cada organismo son consecuencia de su contenido proteico, el ADN de un organismo ha de contener las instrucciones precisas para sintetizar unas proteínas determinadas y no otras. El ADN dirige el proceso de síntesis de proteínas.

Transmitir la información genética: antes de que una célula se divida, su ADN tiene que formar copias exactas de sí mismo para que una célula hija reciba una copia. Se denomina replicación o duplicación del ADN.

La función del ARN es expresar la información genética, es decir ejecutar las órdenes contenidas en el ADN. El ARN es el encargado de sintetizar las proteínas.

1.        ¿Cuáles son los bioelementos integrantes de los ácidos nucleicos?

2.        ¿Observas alguna diferencia con los de las biomoléculas orgánicas estudiadas hasta ahora?

3.        ¿qué bioelementos son los característicos de estas biomoléculas?

4.        ¿cuáles son las unidades moleculares constituyentes de los ácidos nucleicos?

5.        ¿cuáles son las funciones biológicas de estas biomoléculas? Realiza un cuadro comparativo.

ADN. Modelo de Watson y Crick

Cada molécula de ADN está compuesta por dos largas cadenas de polinucleótidos, complementarias, antiparalelas y enrrolladas alrededor de un eje imaginario central, formando una doble hélice. Ambas cadenas se mantienen unidas mediante puentes de hidrógeno establecidos entre las bases nitrogenadas de una y otra cadena.

Como las dos cadenas son antiparalelas, la relación entre los nucleótidos van en la dirección 5^´→3^´pero en sentidos opuestos (una 5^´→3^´ representado de arriba abajo y la otra   3^´ ←5´, o sea de abajo hacia arriba, en la imagen).

Las bases nitrogenadas son moléculas planas que quedan en el interior de la doble hélice, con sus planos paralelos entre sí y perpendiculares al eje mayor de la hélice. Las unidades de fosfato y de desoxirribosa se sitúan en el exterior. Así, la molécula de ADN puede compararse con una escalera de caracol, con una barandilla a cada lado y que mantiene el mismo diámetro, la misma anchura en todos los escalones. La barandilla estaría constituida por grupos alternantes de pentosa y de fosfato, y cada escalón sería una pareja de bases nitrogenadas.

Para mantener esta estructura, únicamente son posibles determinar parejas de bases, una base púrica (grandes) sólo puede unirse con una pirimidínica (chicas).

La información genética radica en el orden de nucleótidos del ADN, y más en concreto en la secuencia de bases a los largo de la cadena ya que el esqueleto de fosfatos y desoxirribosas es igual.

1.        ¿Cómo es y cómo está integrada la molécula de ADN?.

2.        ¿Qué pares de bases nitrogenada se complementan, cuáles son púricas y pirimídinica  y con cuántos puentes de hidrógeno se relacionan?

3.        En la imagen izquierda, ¿Cuántos pares de bases nitrogenadas se aprecian?¿Y cuántas pentosas?

Nucleótidos

Tienen importantes funciones, entre ellas la transmisión de los caracteres hereditarios. Los nucleótidos son moléculas compuestas por grupos fosfato, un monosacárido de cinco carbonos (pentosa) y una base nitrogenada.

-Grupos fosfato
Son los que dan la característica ácida al ADN y ARN. Estos ácidos nucleicos, al tener nucleótidos con un solo radical (monofosfato) son estables.

-Pentosas
Son monosacáridos con cinco carbono en su molécula. En los ácidos nucleicos hay dos tipos de pentosas, la desoxirribosa presente en el ADN y la ribosa, que forma parte del ARN.
-Bases nitrogenadas
También hay dos tipos. Las derivadas de la purina son la adenina y la guanina y las que derivan de la pirimidina son la citosina, la timina y el uracilo.

La timina está presente solo en el ADN, mientras que el uracilo está únicamente en el ARN. El resto de las bases nitrogenadas forma parte de ambos ácidos nucleicos.

NUCLEÓSIDOS
Es la unión de una pentosa con una base nitrogenada, a través del carbono 1’ del monosacárido con un nitrógeno de la base. Al establecerse la unión química se desprende una molécula de agua.De acuerdo a lo señalado, un nucleótido está formado por un nucleósido unido a uno o más grupos fosfato.

Esquema de nucleótido

Esquema de nucleósido

1.        Realice un cuadro comparativo entre ADN Y ARN con respecto a la información dada.

2.        Señale con círculos en la molécula de adenosina y de guanina, hasta dónde llamamos nucleótido y hasta dónde nucleósido