RESPUESTAS DE CUESTINARIO DE APOYO DEL MODULO 1 / QUIMICA II "BIOMOLECULAS"

INTRODUNCION

1- La bioquímica es una ciencia que estudia la composición química de los seres vivos, y su propósito es estudiar la estructura, organización y funcionamientos de la materia viva desde el punto de vista molecular.

2- Según los aspectos tratados, esta puede dividirse en 3 bloques:

-La bioquímica estructural: estudia la composición, conformación, configuración y estructura de las moléculas de la materia viva, relacionándolas con su función bioquímica.

-La bioquímica metabólica o metabolismo: estudia las transformaciones, funciones y reacciones químicas que sufren o llevan a cabo las moléculas de la materia viva.

-La biología molecular: estudia la química de los procesos y moléculas implicadas en la transmisión y el almacenamiento de la información biológica.

3- Los elementos biogenéticos son todos aquellos elementos químicos que se designa para formar parte de la materia viviente.

Los elementos principales, son el carbono (C), el oxígeno (O), el hidrogeno (H), y el nitrógeno (N).

El segundo grupo de elementos está formado por el fosforo (P), calcio (Ca), el magnesio (Mg), el sodio (Na), el potasio (K), el azufre (S) y el cloro (Cl).

Entre el tercer grupo se hallan el hierro (Fe), el yodo (I), el cobre (Cu), el cobalto (Co) y el zinc (Zn).

4- Los glúcidos (compuestas de carbono, hidrogeno y oxigeno), lípidos (compuestas de carbono e hidrogeno y en menor medida oxigeno) y proteínas (se distinguen de los glúcidos y de las grasa por contener además nitrógeno en su composición)

5- Conjunto de los cambios químicos y biológicos que se producen continuamente en las células vivas de un organismo.

LIPIDOS

1- Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría biomolecular, compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y generalmente también oxigeno; aunque en porcentajes mucho más bajos. Además también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno.

2- Carácter anfipático: Son aquellos lípidos que contienen una parte hidrófila, es decir que atrae al agua y otra parte hidrófoba que repele al agua.

Punto de fusión: Esta propiedad depende de la cantidad de carbonos que exista en la cadena hidrocarbonada y del número de enlaces dobles que tenga esa cadena. Mayor será el punto de fusión cuanto más energía sea necesaria para romper los enlaces, es por ello que las grasas saturadas tiene un punto de fusión más alto que las insaturadas.

3- Los lípidos desempeñan cuatro tipos de funciones:

-Función de reserva. Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo de grasa produce 9'4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que proteínas y glúcidos sólo producen 4'1 kilocaloría/gr.

-Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren órganos y le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo de pies y manos.

-Función biocatalizadora. En este papel los lípidos favorecen o facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta función las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.

-Función transportadora. El transporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de destino se realiza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los proteolípidos.

4- La diferencia en el estado de agregación a la temperatura ambiente se debe a la estructura molecular de los ácidos que forman estas sustancias. Los aceites generalmente tienen cadenas carbonadas más cortas e insaturadas, las grasas tienen cadenas de carbonos más largas y saturadas. Los cuerpos grasos para consumo humano, tanto aceites como grasa, provienen de tres fuentes: de animales terrestres, de animales marinos y de vegetales.

5- Se clasifican en dos grandes grupos:

-Lípidos saponificables

Se fragmentan por hidrólisis alcalina, pues son ésteres de ácidos grasos:

R–CO–O–R' + OH− → R–COO− + HO–R'

Incluye acilgliceroles, ceras, glicerofosfolípidos, esfingolípidos, ésteres de esteroles

-Lípidos insaponificables

No se hidrolizan en medio alcalino.

Incluye ácidos grasos libres, prenoles y esteroles, entre otros.

6- Los lípidos que predominan en algunos seres vivos son el LDL (lipoproteína de baja densidad) y HDL (lipoproteína de alta densidad) Ambos llamados colesterol. Esta última es la que se trata de mantener siempre en óptimos niveles para reducir problemas cardiovasculares. Otro lípido predominante son los triglicéridos.

7- La diferencia es:

-Las grasas insaturadas o ácidos grasos insaturados no contienen átomos de hidrógeno y se presentan líquidas a temperatura ambiente, por eso su presentación más común es en forma de aceites.

-Las grasas saturadas o ácidos grasos saturados son los más fáciles de identificar y están presentes en carnes rojas, lácteos y derivados. Su característica es que cada átomo de hidrógeno está unido a un átomo de carbono. Su presentación a temperatura ambiente es sólida.

8- En la industria de los aceites vegetales, la hidrogenación es un proceso químico mediante el cual los aceites se transforman en grasas sólidas mediante la adición de hidrógeno a altas presiones y temperaturas, y en presencia de un catalizador.

9- Esterificación: Es una reacción en la cual un ácido graso se une a un alcohol, mediante un enlace covalente. De esta reacción se forma un éster, liberando agua.

Saponificación: Es una reacción en la cual un ácido graso se une a una base dando una sal de ácido graso, liberando una molécula de agua.

Anti oxidación: Es una reacción en la cual se oxida un ácido graso insaturado.

10- sus usos son:

-Lecitina = utilizada en alimentos derivados de la soya, para regular niveles de colesterol.

-Aceites de semillas oleaginosas = contenidos en el árnica que ayuda a aliviar dermatitis por pañal de lactante restaurando los lípidos de la piel.

11- Si hay un concepto inequívocamente ligado a la palabra jabón, es la llamada saponificación. En términos muy sencillos, podríamos definir la saponificación como el proceso que convierte "mágicamente" la grasa o el aceite, en jabón limpiador. Esta transformación mágica no es otra cosa que una reacción química muy común, y que consiste básicamente en:

ÁCIDOS GRASOS + SOLUCIÓN ALCALINA = JABÓN + GLICERINA

12- la arteriosclerosis es la pérdida de la elasticidad y grosor de las arterias que provoca que la circulación de la sangre sea más dificultosa, dos lípidos que lo provocan son el colesterol y triglicéridos.

13- La mayor parte de las grasas alimentarias se suministran en forma de triacilglicéridos, que se deben hidrolizar para dar ácidos grasos y monoacilglicéridos antes de ser absorbidos. Las grasas que entran en el intestino se mezclan con la bilis y posteriormente se emulsionan. La emulsión es entonces tratada por las lipasas segregadas por el páncreas. La lipasa (enzima participante) pancreática cataliza la hidrólisis de los ácidos grasos de las posiciones 1 y 3, generando 2-monoacilglicéridos. Los fosfolípidos son hidrolizados por la fosfolipasa A2, y los principales productos son lisofosfolípidos y ácidos grasos libres. Los ésteres del colesterol son hidrolizados por la hidrolasa de ésteres de colesterol pancreática.

GLUCIDOS

1- Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos son biomoléculas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno, cuyas principales funciones en los seres vivos son el prestar energía inmediata y estructural.

2- los carbohidratos se originan mediante la fotosíntesis, los vegetales elaboran sus nutrientes transformando la materia inorgánica (agua, sales marinas y dióxido de carbono) en materia orgánica (carbohidratos), gracias a que la fotosíntesis es una reacción endergonica y endotérmica, endergonica porque consume energía (fotones de luz solar, H2O, CO2) para sintetizar moléculas orgánicas, endotérmica porque no hay liberación de calor hacia el exterior.

3- Los carbohidratos se clasifican (por su número de moléculas de monosacáridos) en:

-Monosacáridos: están formadas por una sola molécula (como la glucosa).

-Oligosacáridos: formados por 2-9 monómeros unidos entre sí por enlaces glisidicos.

-Polisacáridos: son carbohidratos formados por más de 9 monosacáridos unidos por enlaces glicosidicos.

4- Sus propiedades físicas son:

- Por lo general, son sólidos cristalinos a temperatura ambiente.

- Presentan un bajo punto de fusión y ebullición llegando a la descomposición pasado ese punto.

- Presentan actividad óptica en solución acuosa

- Son altamente solubles en agua

5- La celulosa es un biopolímero compuesto exclusivamente de moléculas de β-glucosa (desde cientos hasta varios miles de unidades), pues es un homopolisacárido. La celulosa es la biomolécula orgánica más abundante ya que forma la mayor parte de la biomasa terrestre. La celulosa se obtiene de la madera, el algodón, el lino, el yute, el cáñamo, la paja, y de plantas de crecimiento rápido.

6- La diferencia entre almidón y fécula es que el término "almidón" suele utilizarse para denominar al producto industrial extraído de las semillas de los cereales (trigo, arroz, maíz, etc.). El almidón de maíz y de arroz no contiene gluten lo que lo hace apropiado para los que no toleran el gluten como los celiacos.

El nombre de "fécula" se reserva en particular para designar el almidón de los órganos subterráneos, tubérculos y raíces como por ejemplo, la fécula de papa, de yuca, etc.

No obstante, a veces se usa el término "fécula" para designar los almidones procedentes de los cereales.

7- El almidón es en esencia un hidrato de carbono que se encuentra presente, por lo general, en los alimentos de origen vegetal. Dicho hidrato de carbono reacciona químicamente con el yodo o alguna solución yodada (Lugol), dando una pigmentación azulada que puede ser tan intensa, como la cantidad de almidón que se encuentre en la muestra o el alimento que estamos analizando. Debido a esta reacción, podemos identificar el almidón en los alimentos de manera rápida y simple.

8- sus funciones son:

-Función energética: constituyen el material energético de uso inmediato para los seres vivos.

-Función estructural: participación esencial en la formación de moléculas de importancia estructural. Celulosa, pectina y hemicelulosa.

-Función de información: la parte glicidica de las glicoproteínas y de los glucolipidos de a la célula una señal de identidad.

-Otras funciones: lubricantes, cereales y anticoagulantes, etc.

9- Los hidratos de carbono se utilizan para fabricar tejidos, películas fotográficas, plásticos y otros productos. La celulosa se puede convertir en rayón de viscosa y productos de papel. El nitrato de celulosa (nitrocelulosa) se utiliza en películas de cine, cemento, pólvora de algodón, celuloide y tipos similares de plásticos. El almidón y la pectina, un agente cuajante, se usan en la preparación de alimentos para el hombre y el ganado. La goma arábiga se usa en medicamentos demulcentes. El agar, un componente de algunos laxantes, se utiliza como agente espesante en los alimentos y como medio para el cultivo bacteriano; también en la preparación de materiales adhesivos, de encolado y emulsiones. Los dextranos son polisacáridos utilizados en medicina como expansores de volumen del plasma sanguíneo para contrarrestar las conmociones agudas. Otro hidrato de carbono, el sulfato de heparina, es un anticoagulante de la sangre.

10- Los disacáridos y los polisacáridos deben ser hidrolizados (reducidos) hasta monosacáridos para poder pasar la pared intestinal para llegar al torrente sanguíneo y así poder ingresar al interior de las células para su utilización.

La hidrólisis se lleva a cabo mediante la división de una molécula de agua del medio. El

Hidrógeno del agua se une al oxigeno del extremo de una de las moléculas de azúcar; el OH se une al carbono libre del otro residuo de azúcar. Como resultado de esta reacción, se tiene la liberación de un monosacárido.

La glucosa es transportada al interior celular por medio de proteínas que se localizan en la membrana celular.

11- Desde el punto de vista digestivo es importante por contener a la amilasa salival o ptialina, enzima que hidroliza diversos tipos de polisacáridos. El pH de la saliva es cercano a la neutralidad, por lo que en el estómago esta enzima se inactiva totalmente, de tal suerte que los carbohidratos no sufren modificaciones de importancia en este órgano. Es hasta el intestino donde los disacáridos y los polisacáridos deben ser hidrolizados en sus unidades monoméricas para poder atravesar la pared intestinal y tomar así el torrente sanguíneo para llegar a las células e ingresar al interior para ser utilizados en cualquiera de las funciones en que participan (energética, de reconocimiento, estructural o como precursor de otras moléculas). En el duodeno se vierte el jugo pancreático que contiene entre otros muchos elementos, amilasa pancreática (Su pH óptimo es de 7.1 y rompe al azar los enlaces alfa, 1-4 del almidón), diastasa o amilopsina, esta última muy parecida a la enzima salival. En la digestión de los carbohidratos intervienen diferentes enzimas que desempeñan cada una funciones diferentes y que por tanto, tienen especificidades diferentes. Para romper las ramificaciones se necesita a la amilo-1-6-glucosidasa.

12- Se le puede conocer como:

-Metabolismo de los carbohidratos: procesos bioquímicos de formación, ruptura y conversión de los carbohidratos en los organismos vivos. Los carbohidratos son las principales moléculas destinadas al aporte de energía, gracias a su fácil metabolismo.

-Ciclo de Krebs: es el anillo de conjunción de las rutas metabólicas responsables de la degradación y desasimilación de los carbohidratos en anhídrido carbónico y agua, con la formación de energía química.

13- La DIGESTIÓN del Almidón se produce en 2 Órganos del sistema digestivo:

1- En la BOCA mediante la Insalivación, la saliva contiene una 1º enzima digestiva llamada Ptialina o Amilasa salival que comienza con la degradación primaria del Almidón en maltosa (Disacárido).

2- La 2º digestión química del Almidón se realiza en la AMPOLLA de VATER del Duodeno (1º porción del intestino delgado), para ello las enzimas Amilasa pancreática sintetizada por la porción exocrina del páncreas y la Amilasa intestinal sintetizada por las glándulas intestinales terminan por desdoblar químicamente al Almidón en Maltosa (disacárido), luego la enzima Maltasa sintetizada en las glándulas intestinales del Duodeno desdoblan a la maltosa en 2 moléculas de alfa glucosa terminando la digestión química del Almidón en Monosacáridos u Osas simples(Glucosa).

14- En la respiración celular, la glucosa sufre un proceso de catabolismo, o sea se degrada, para obtener energía en forma de ATP.

La reacción es la siguiente:

C6H12O6 + 6O2 ------------> 6CO2 + 6H2O + ATP

Glucosa + Oxígeno -----> Dióxido de carbono + agua + energía

Para la oxidación de la molécula de glucosa utiliza el oxígeno que obtenemos del medio y como residuo se tiene el CO2 que desechamos al momento de la respiración.

15- Se llama " Umbral del riñón " para el azúcar o glucosa a los valores comprendidos entre los 160- 180 mg/dl. En la sangre.

Si la glucemia supera a 180 mg/dl. La glucosa aparece en la orina.

16- La glucosa es la cantidad de azúcar que el organismo absorbe a partir de los alimentos, con la finalidad de aportarle la energía necesaria para poder realizar diferentes funciones.

Los niveles normales de glucosa son de 70 a 100 mg/dl en ayunas, es decir, sin haber consumido alimento; mientras, la cantidad de glucosa normal después de dos horas de comer es menor a 140 mg/dl.

17- Diabetes mellitus (DM) o diabetes sacarina, es un síndrome orgánico multisistémico que tiene como característica el aumento de los niveles de glucosa en sangre (signo clínico conocido como hiperglicemia), resultado de defectos en la secreción de insulina (hormona producida por el páncreas para el control de la glucosa) o por resistencia de las células a la insulina.

El término diabetes procede del latín y griego, y significa “correr a través” haciendo referencia a la elevada ingesta de agua y excreción copiosa de orina que presentan los pacientes. Se conoce con el apellido mellitus o sacarina por el sabor dulce de la orina debido a la alta concentración de glucosa que presenta.

PROTEINAS

1- Las proteínas o prótidos son moléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos. El término proteína proviene de la palabra francesa protéine y ésta del griego πρωτεῖος (proteios), que significa 'prominente, de primera calidad'.

2- Sustancia química que forma parte de la estructura de las membranas celulares y es el constituyente esencial de las células vivas; sus funciones biológicas principales son la de actuar como biocatalizador del metabolismo y la de actuar como anticuerpo.

3- Propiedades Químicas

-Solubilidad: Se mantiene siempre y cuando los enlaces fuertes y débiles estén presentes. Si se aumenta la temperatura y el pH, se pierde la solubilidad

-Capacidad electrolítica: Se determina a través de la electroforesis, técnica analítica en la cual si las proteínas se trasladan al polo positivo es porque su molécula tiene carga negativa y viceversa.

-Especificidad: Cada proteína tiene una función específica que está determinada por su estructura primaria. Amortiguador de pH (conocido como efecto tampón): Actúan como amortiguadores de pH debido a su carácter anfótero, es decir, pueden comportarse como ácidos (donando electrones) o como bases (aceptando electrones).

Propiedades físicas

-Fibrosas: presentan cadenas poli peptídicas largas y una estructura secundaria atípica. Son insolubles en agua y en disoluciones acuosas. Algunos ejemplos de éstas son queratina, colágeno y fibrina para fortalecer el cabello.

-Globulares: se caracterizan por doblar sus cadenas en una forma esférica apretada o compacta dejando grupos hidrófobos hacia adentro de la proteína y grupos hidrófilos hacia afuera, lo que hace que sean solubles en disolventes polares como el agua. La mayoría de las enzimas, anticuerpos, algunas hormonas y proteínas de transporte, son ejemplos de proteínas globulares.

4- Las fuentes de proteínas se encuentran en el reino vegetal, como legumbres, frutos secos y cereales integrales, que además de aportar proteínas son una fuente importante de vitaminas, minerales y fibra.

Las proteínas de origen animal de mejor calidad son el pollo, el pavo y el pescado. Si te gusta la carne roja y no deseas renunciar a ella, procura comer poca cantidad, de manera ocasional y eligiendo cortes que no sean demasiado grasos.

5- Las proteínas son de importancia biológica porque son alimentos de función plástica o estructural, empleados por las células para sintetizar sus propias proteínas, que son utilizadas en los procesos de crecimiento y reparación del organismo. Sólo se consumen para producir energía cuando se han agotado las reservas de glúcidos y de lípidos. Las Proteínas en la célula, tiene una función estructural, ya que forman el armazón de la célula interviniendo en la constitución de la Membrana Plasmática, la Cario teca, las laminillas citoplasmáticas y las membranas de las Mitocondrias.

6- La organización de una proteína se divide por 4 niveles estructurales llamados: Primaria, Secundaria, Terciaria y Cuaternaria.

Lo que hace que se diferencian son las características físicas de su entorno y la presencia de compuestos simples o complejos que las estabilicen y/o conduzcan a un plegamiento específico.

7- Los aminoácidos son compuestos orgánicos que se combinan para formar proteínas. Los aminoácidos y las proteínas son los pilares fundamentales de la vida.

8- Estos son los 20 principales aminoácidos:

- Ácido aspártico o ASP.

- Ácido glutámico o GLU.

- Alanina o ALA.

- Arginina o ARG.

- Asparagina o ASN o ASP.

- Cisteína o CYS.

- Fenilanina o PHE.

- Glicocola o GLY.

- Glutamina o GLN o GLU.

- Histidina o HIS.

- Isoleucina o ILE.

- Leucina o LEU.

- Lisina o LYS.

- Metionina o MET.

- Prolina o PRO.

- Serina o SER.

- Tirosina o TYR.

- Treonina o THR.

- Triptófano o TRY o TRP.

- Valina o VAL.

9- El enlace peptídico es aquel que se forma entre un grupo amino (-NH2) y un grupo carboxilo (-COOH) de dos aminoácido distintos con pérdida de una molécula de agua y quedando ambos unidos.

Al compuesto resultante de la unión de varios aminoácidos mediante enlace peptídico se le denomina péptido. Si la cadena es de menos de 10 aminoácidos recibe el nombre de oligo´péptido, y si es superior a 10, el de polipéptido.

Si un polipéptido está compuesto por más de 100 aminoácidos será una proteína.

10- Porque son compuestos formados por más de 75 unidades de aminoácidos cuyos pesos moleculares son mayores de 10.000

Las proteínas son biopolímeros, es decir, están formadas por gran número de unidades estructurales simples repetitivas (monómeros), las moléculas de proteína se dividen en numerosos compuestos relativamente simples, de masa molecular pequeña, que son las unidades fundamentales constituyentes de la macromolécula.

Estas unidades son los aminoácidos, de los cuales existen veinte especies diferentes y que se unen entre sí mediante enlaces peptídicos. Cientos y miles de estos aminoácidos pueden participar en la formación de la gran molécula polimérica de una proteína.

11- El ácido clorhídrico se sintetiza en las células parietales del estómago y tiene como funciones matar algunas bacterias, desnaturalizar a las proteínas y activar el pepsinógeno para convertirlo en pepsina y así iniciar la hidrólisis enzimática proteica.

El pepsinógeno es un zimógeno o pro enzima (precursor enzimático inactivo; es decir, no cataliza ninguna reacción como hacen las enzimas) que para activarse necesita de un cambio bioquímico en su estructura. El ácido clorhídrico se encarga de hacerlo y así el zimógeno se convierte en una enzima activa, la pepsina.

Al llegar al intestino delgado, los péptidos que se producen en el estómago por acción de la pepsina son fragmentados a oligopéptidos y aminoácidos libres por acción de las proteasas de origen pancreático: la tripsina, la quimotripsina, la elastasa y las carboxipeptidasas A y B.

12- Los desechos metabólicos de la Orina provienen del metabolismo de las proteínas, las sustancias tóxicas nitrogenadas como Amoníaco, Urea y Ácido Úrico son excretadas por el sistema urinario en forma de orina definitiva.

Estas sustancias nitrogendas tóxicas son filtradas en el Glomérulo renal de los Nefrones en la zona Medular de los Riñones, luego de la Filtración glomerular la orina primaria es depurada de estas sustancias tóxicas siendo excretadas a lo largo de los túbulos sinuosos del Nefrón (Proximal-Asa de Henle-Distal-Colector Arqueado-Colector Común) en forma de orina definitiva.

Las gotas de orina excretadas caen por la Pelvis renal hasta ser almacenadas en la Vesícula urinaria para ser eliminadas hacia el exterior mediante la micción por intermedio de la Uretra.

13- Las siguientes proteínas se encuentran en:

-Albumina: se encuentra en gran proporción en el plasma sanguíneo, siendo la principal proteína de la sangre, y una de las más abundantes en el ser humano. Es sintetizada en el hígado. Aunque también se puede encontrar en la clara de huevo.

-Caseína: se presenta en la leche y en algunos de sus derivados (productos fermentados como el yogur o el queso). En la leche, se encuentra en la fase soluble asociada al calcio (fosfato de calcio) en un complejo que se ha denominado caseinógeno.

-Queratina: se encuentra en ciertas vitaminas, sales minerales y aminoácidos azufrados.

-Colágeno: se produce naturalmente en los organismos de los animales. También se encuentra en cantidades significativas dentro del tejido muscular.

-Gluten: contenidas exclusivamente en la harina de los cereales de secano, fundamentalmente el trigo, pero también la cebada, el centeno y la avena, o cualquiera de sus variedades he híbridos.

-Hemoglobina: se encuentra exclusivamente en los glóbulos rojos de la sangre. El glóbulo rojo es una célula que carece de núcleo y orgánulos y que en cuyo citoplasma se encuentra la hemoglobina que ocupa la casi totalidad del mismo.

-Fibrina: normalmente se encuentra en la sangre en una forma inactiva, el fibrinógeno, el cual por la acción de una enzima llamada trombinase transforma en fibrina, que tiene efectos coagulantes.

14- Las enormes aplicaciones de las proteínas en la industria: película, papel fotográfico, pinturas, colas, calzados, alimentos, detergentes, fibras, medicinas. También la importancia de las síntesis de las proteínas que resuelven el déficit de algunas proteínas en la dieta de gran parte de la población humana subalimentada. Los problemas generados por el enorme desarrollo tecnológico y científico de la Biotecnología como la introducción de genes humanos y de otras especies en cromosomas para desarrollar procesos fermentativos industriales para la obtención de hormonas a partir de la acción de microorganismos a los que genéticamente se les ha alterado el metabolismo, lo que ha permitido la producción de diferentes hormonas como la del crecimiento, la cortisona, la vasopresina, y la insulina. La producción del interferón a nivel industrial ha permitido el tratamiento de diferentes enfermedades virales, incluso la prueba para el tratamiento del SIDA.

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