TEMA 3: LAS ESTRUCTURAS CELULARES EUCARIOTAS

La membrana plasmática

El modelo que mejor explica la estructura y el funcionamiento de la membrana plasmática es el modelo del mosaico fluido de 1972 de Singer y Nicholson. Este modelo establece que las membranas celulares son unas estructuras asimétricas formadas por un glucocalix situado hacia el exterior de la célula y una bicapa lipídica que se sitúa hacia el interior de la célula.

La bicapa lipídica se denomina así porque está compuesta por dos capas de fosfolípidos y glucolípidos dispuestos con sus colas apolares enfrentadas. A parte de estos lípidos saponificables, en la membrana encontramos también otros lípidos no saponificables como el colesterol, que se dispone entre los fosfolípidos y los glucolípidos aportando estabilidad a la membrana. La concentración de fosfolípidos y glucolípidos está en torno al 42% mientras que la de colesterol está en torno al 8%. En esta bicapa lipídica, además encontramos intercaladas una serie de proteínas que denominamos proteínas integrales, si estas proteínas además atraviesan la membrana, serán de tipo transmembranoso y se denominaran proteínas integrales transmembranosas, a parte de estas proteínas integrales, podemos encontrar proteínas periféricas situadas hacia el exterior o interior de la membrana plasmática. La concentración de proteínas viene a estar en torno al 50%. Esta estructura de la membrana plasmática formada por varios tipos de moléculas es lo que hace que reciba el nombre de mosaico fluido, el término fluido hace referencia a la capacidad de movimiento que presentan los fosfolípidos de la bicapa. Son tres tipos de movimientos los que pueden realizar:

• Movimiento de rotación sobre su propio eje.
• Movimiento de difusión lateral.

• Flip-flap, movimiento de salto de capa.

Las funciones de la membrana plasmática son:

• Delimitar la célula permitiendo el acumulo de sustancias en su interior.
• Capacidad de realizar procesos de endocitosis y exocitosis.
• Intervenir en los proceso de reconocimiento celular, esto es posible gracias al glucocalix.

Mecanismos de paso de moléculas a través de la célula

Los mecanismos de paso de moléculas a través de la célula depende del tamaño de las células que vayan a pasar. Distinguimos dos:

• El transporte de moléculas de elevado pedo molecular: Se realiza mediante los procesos de membrana y supone pérdidas o ganancias de membrana. Dentro de este proceso hay otros dos básicos:
  • Endocitosis: La endocitosis es la entrada de sustancias al interior de la célula y se produce mediante un proceso de invaginación de la membrana, de manera que se engloba la sustancia que se quiere introducir, al englobarse esa sustancia, se produce una vesícula. En este proceso se produce una pérdida de membrana. Dentro de la endocitosis se reconocen dos procesos básicos:
    • Pinocitosis: En ella se engloba una sustancia fluida.
    • Fagocitosis: En ella se engloba una sustancia sólida.
  • Exocitosis: La exocitosis es la salida de moléculas de elevado peso molecular desde el interior de la célula hacia el exterior. Estas sustancias que se van a eliminar, se encuentran englobadas dentro de vesículas y cuando estas vesículas contactan con la membrana plasmática, funden sus membranas y eliminan las sustancias al exterior. En este proceso se produce una ganancia de membrana.

• El transporte de moléculas de elevado peso molecular: En este proceso no hay pérdidas ni ganancias de membranas. Hay dos procesos básicos:
  • Transporte pasivo: Se denomina pasivo porque no hay gasto de energía y se caracteriza porque la entrada de la sustancia se realiza a favor de gradiente de concentración, de donde haya más a donde haya menos. Es un sistema que no va a permitir concentrar sustancias. Este transporte pasivo se puede realizar mediante:
    • Difusión simple: Es aquello que se produce sin ayuda de otras moléculas y a su vez distinguimos dos tipos:
      1. Difusión simple a través de la bicapa: Este procedimiento lo realizan los gases y las moléculas liposolubles. Entran directamente atravesando la bicapa lipídica.
      2. Difusión simple a través de canales: Este procedimiento lo realizan las moléculas polares o no liposolubles y para atravesar la membrana van a utilizar proteínas canal permanentemente abiertas.
    • Difusión facilitada: Como su propio nombre indica, recibe ayuda de otras moléculas. Puede ser con la ayuda de un ligando o con la ayuda de la propia proteína canal. El caso es que en esta situación la molécula no está permanentemente abierta, sino que requiere de un cambio estructural. Este cambio se produce, ya sea como consecuencia de la unión de la molécula que se quiere transportar con la propia proteína, o bien, con la colaboración de alguna otra molécula, denominado ligando, que es la responsable de provocar el cambio estructural de la proteína.
  • Transporte activo: En este caso, el paso de la molécula requiere de un gasto de energía (ATP), va a permitir que el transporte de sustancias sea en contra de gradiente de concentración, de donde haya menos a donde haya más. Este proceso permite la acumulación de sustancias.

El citoplasma celular

El citoplasma celular está formado por:

• El citosol: Es el líquido acuoso en el que se encuentran inmersos todos los orgánulos plasmáticos y que rellena el espacio comprendido entre la membrana plasmática y la membrana nuclear. Se trata de una dispersión coloidal formada por un 85% de agua más sales minerales, lípidos, glúcidos, proteínas, aminoácidos y nucleótidos. La función del citosol es la de mantener la estructura de la célula mediante su presión hidrostática y servir de medio en el que se realizan diversas reacciones metabólicas, como por ejemplo la glucolisis, la hidrólisis de las grasas o la síntesis de proteínas.
• El citoesqueleto es una red de fibras proteicas que se distribuyen por el interior de la célula. Está formado por tres tipos de fibras proteicas que son los microfilamentos, los filamentos intermedios y los microtúbulos; en los vegetales no se encuentran presente ni los filamentos intermedios ni los microfilamentos. Dentro de este citoesqueleto, en el de las células animales, justo por debajo de la membrana plasmática se dispone una red de microfilamentos que recibe el nombre de córtex y cuya función es mantener la estructura de la célula y permitir la emisión de pseudópodos. La función general del citoesqueleto es la de organizar los orgánulos celulares, también tiene como función la capacidad de emitir pseudópodos y además en las células animales interviene en los procesos de unión entre células.

• Los orgánulos citoplasmáticos:
  • Las mitocondrias: Son orgánulos presentes en células animales y vegetales, tienen un aspecto ovalado, formados por una doble membrana, la membrana externa es lisa, mientras que la membrana interna presenta unas evaginaciones perpendiculares al eje mayor, que se denominan crestas mitocondriales. Esta doble membrana delimita dos espacios , el situado entre las dos membranas, llamado espacio intermembrana y el situado hacia el interior de la membrana interna, llamado matriz mitocondrial. El matriz mitocondrial es un espacio acuoso en el que podemos encontrar a parte de moléculas disueltas, ADN bicatenario circular superenrrollado y ribosomas de tipo 70s.
    La función de las mitocondrias es obtener energía para la célula y para ello se realizan en su interior diversas reacciones metabólicas, como la fase de dexcarboxilación del ácido pirúvico, ciclo de Krebs o β-oxidación de los ácidos grasos, también llamado hélice de Lyen. A parte de estas reacciones, la mitocondria realiza la duplicación del ADN y de todos los mecanismos necesarios para la síntesis de sus propias proteínas.
  • Cloroplastos: Son un tipo de plastos de caracterizados por presentar clorofila y que se encuentran exclusivamente en las células vegetales y su estructura es la de un orgánulo con forma helixoidal con doble membrana, ambas lisas y que definen dos espacios, el situado entre ellas, denominado espacio intermembrana y el situado hacia el interior de la membrana interna, denominado estroma, este es un medio acuoso en el que encontramos ADN bicatenario circular superenrrollado, ribosomas de tipo 70s, distintos tipos de moléculas de carácter metabólico y sobretodo está formado por un sistema membranoso formado por un conjunto de sacos aplastados, denominados tilacoides del estroma, estos sacos se disponen aplastados en paralelo al eje mayor del cloroplasto, sobre los cuales se disponen conjuntos de discos apilados, cada uno de los cuales se denomina tilacoide del grana y cada pila de discos se denomina grana. El espacio que queda en el interior de este sistema membranoso de los tilacoides se denomina espacio intratilocoidal. La función de los cloroplastos es la de realizar la fotosíntesis, en el concreto en el sistema membranoso se realiza la fase luminosa y en el estroma se realiza la duplicación de su ADN y de todos los mecanismos necesarios para la síntesis de sus proteínas.
  • Retículo endoplasmático: Es un orgánulo presente tanto en células animales como en células vegetales y es un sistema membranoso que debido a partir de la membrana del núcleo que da lugar a sacos aplastados, cisternas y tubos que se reparten por el citoplasma celular, morfológicamente, distinguimos dos tipos de retículos: el rugoso (RER) y el liso (REL). El retículo endoplasmático rugoso deriva de la membrana nuclear y es el más próximo a ella, está formado por sacos y cisternas aplastadas y el nombre de rugoso, se debe a que adosados a su membrana encontramos gran cantidad de ribosoma. Su función va ha ser transportar y madurar las proteínas formadas en estos ribosomas adosados. El retículo endoplasmático liso, por su parte, está formado por cisternas aplastadas y por tubos, pero sus membranas son lisas porque no llevan ribosomas adosados. El retículo endoplasmático liso deriva del rugoso. La función del retículo endoplasmático liso es la síntesis de los lípidos, salvo de los ácidos grasos. Otra función del retículo endoplasmático liso es la de intervenir en los procesos de eliminación de toxinas y en las células musculares interviene en la transmisión del impulso nervioso que provoca la contracción.
  • Aparato de Golgi: Es un orgánulo membranoso presente tanto en células animales como en células vegetales, aunque suele estar más desarrollado en las células animales. Normalmente está formado por entre uno y tres diptiosomas, que son conjuntos que van de cuatro a ocho sacos aplastados y curvados. Estos sacos, tienen una forma de “c” y en ellas se diferencia una cara cis, la parte convexa y más próxima al núcleo y por la que están las vesículas procedentes del núcleo o del retículo endoplasmático rugoso y una cara trans de aspecto cóncavo y que apunta hacia la membrana y de la que salen lisosomas y vesículas de secreción. La función del aparato de golgi es, a parte de terminar la maduración de las proteínas, es la de realizar la síntesis de mucopolisacáridos que formarán la matriz extracelular de las células animales. Además se encarga de la glucosidación a moléculas lipídicas. También tiene la función de organizar la circulación molecular interna.
  • Centrosoma: Es un orgánulo exclusivo de las células animales y está formado por un diplosoma, que es una pareja de centriolos dispuestos transversalmente. Este diplosoma se encuentra inmerso en el interior de una sustancia amorfa y densa de carácter proteico llamada material pericentriolar y del cual salen unas fibras proteicas que constituyen el áster. Cada uno de los centriolos está formado por nueve tripletes de microtúbulos. La función del centrosoma es la de actuar como organizador de los microtúbulos presentes en el citoplasma y además forma el huso acromático responsable del reparto del material genético durante el proceso de división celular.
  • Cilios y flagelos: En su conjunto, reciben el nombre de undulipodios, son orgánulos presentes exclusivamente en células animales aunque excepcionalmente, algunas células vegetales pueden presentar flagelos. Morfológicamente son similares, con un diámetro de unas 0,2 micras y la diferencia es que mientras que los flagelos suelen presentarse en número de 1 a 2, los cilios son mucho más numerosos, además de esto, los cilios tienen una longitud de entre 5 y 10 micras mientras que los flagelos suelen tener una longitud de en torno a 100 micras. Todos ellos derivan de los centriolos.
  • Ribosoma: Son orgánulos presentes en células animales, vegetales y procariotas, e incluso en algunos orgánulos como las mitocondrias o los cloroplastos y en las bacterias. En estos dos últimos, los ribosomas son de tipo 70s con una subunidad mayor 50s y una subunidad menor 30s, mientras que los eucariotas son de tipo 80s con una subunidad mayor60s y una subunidad menor 40s. Se consideran con forma esférica. La función de los ribosomas es la de colaborar en los procesos del ARN mensajero o síntesis de proteínas.
  • Vacuolas y vesículas: Son orgánulos membranosos presentes en células tanto animales como vegetales, en las vegetales tienen un mayor tamaño y pueden almacenar agua o aire, en los animales las hay de distintos tipos, son más pequeñas y pueden desempeñar funciones de acumulación de sustancias de reserva o funciones digestivas.

El núcleo celular.

El núcleo es un orgánulos presente en todas las células eucariotas y está formado por una doble membrana que separa su medio interno del citoplasma, en él se pueden reconocer distintos tipos de estructuras u orgánulos, como son el nucleolo, la cromatina y los cromosomas, todo ello se encuentra inmerso en una sustancia acuosa similar al citosol que recibe el nombre de jugonucleolar, nucleoplasma, carioplasma...

• Nucleolo: Es una región más densa del núcleo, con forma más o menos esférica, carente de membrana y que suele encontrarse en número de uno, suele ser único. Es una región formada a partir de una zona del ADN denominada bucle organizador nucleolar, a partir de ella se observa esta zona de mayor densidad que constituye el nucleolo, en realidad es una copia del ADN donde hay miles de copias repetidas de los genes necesarios para la formación de los ribosomas, en concreto se estaría creando el ARN nucleolar que dará lugar a los ARN ribosomales. Su función es intervenir en el proceso de formación de los ribosomas y es un orgánulo que es visible sólo cuando la célula se encuentra en estado interfásico (de no división).
• Cromatina: Es el ADN con distinto grado de empaquetamiento, en función del grado de empaquetamiento, puede aparecer con un aspecto más claro o más oscuro, las zonas más claras se denominan eucromatina y es ADN menos empaquetado, mientras que la zona más oscura se llama heterocromatina y es ADN con mayor grado de empaquetamiento. La eucromatina estaría formada por la fibra de 100 Amstroms mientras que la heterocromatina sería fibra de 300 Amstroms. Al igual que ocurría con el nucleolo, este es el estado normal en el que vamos a encontrar el ADN en las células en su estado interfásico, y el grado de empaquetamiento está relacionado con la actividad que esté desarrollando el ADN en ese momento. Esta fibra de 100 Amstroms que formaría la eucromatina, en realidad no es más que el ADN empaquetado con unas histonas. La fibra de cromatina de 300 Amstroms se forma a partir del empaquetamiento en forma helicoidal de la fibra de cromatina de 100 Amstroms estableciéndose un paso de vuelta por cada 6 octameros de histonas.
• Cromosomas: Son estructuras muy particulares, visibles ya a microscopio óptico, que sólo son apreciables en el momento en que la célula va ha entrar o está en división. Un cromosoma, tiene más o menos forma de “X” y en ellos se puede distinguir:
  • Cromátidas: Los cromosomas se dividen en dos cromátidas idénticas
  • Brazos: Cada cromátida consta de dos brazos.
  • Centrómero: Es el centro del cromosoma.
  • Satélite: Si es pequeño y se encuentra después de la 2ª constricción.
  • Telómeros: Los ápices de los cromosomas.

La forma de aspa se debe a que justo antes de formarse el cromosoma, el ADN se ha abierto al medio en sus dos cadenas y cada una de ellas se ha hecho una copia, pero no se han separado, sino que permanecen unidas por el centro. En función de la morfología, según la simetría de los brazos hay cuatro tipos de cromosomas:
• Metacéntricos: Si los dos brazos son iguales.
• Submetacéntricos: Si los dos brazos son ligeramente distintos.
• Acrocéntricos: Si los dos brazos son distintos.
• Telocéntricos: Si no existe uno de los brazos.

TEMA 2: EL ORIGEN DE LA VIDA Y SU ORGANIZACIÓN

Teoría sobre el origen de la vida

La vida comenzó en la tierra aproximadamente hace 3500 millones de años (M.a.) y surgió en los mares a partir de reacciones químicas que se habrían producido en la atmósfera como consecuencia de la acción de los rayos, que habrían sido capaces de provocar reacciones de manera que compuestos inorgánicos presentes en la atmósfera hubiesen reaccionado para dar lugar a algunas moléculas orgánicas. Esto constituye la llamada hipótesis química del origen de la vida propuesta en su día por Oparin y Haldane. A partir de estas moléculas sencillas habrían ido reaccionando para dar lugar a otros más complejos que habrían dado lugar a una sopa nutricional en los océanos. A partir de aquí se empezarían a formar las 1ª esferas formadas por capas de lípidos que irían formando estructuras que han recibido distintos nombres, como los coacervados... Estas esferas habrían ido acumulando nutrientes en su interior hasta que se habría llegado a la formación de unas microesferas proteinoides que con el tiempo adquirieron capacidad de autoduplicación. Se piensa que estas esferas, que en su conjunto se conocen como protobiontes, habrían utilizado el ARN como primer nucleótido de almacenamiento de la información. Posteriormente habrían tenido que ir surgiendo organismos cada vez más complejos. Los primeros organismos celulares habrían sido las bacterias de carácter heterótrofo y anaerobias. Cuando los nutrientes escasearon tuvieron que empezar a surgir organismos capaces de fabricar sus propias moléculas orgánicas, es decir, habrían aparecido las primeras bacterias fotosintéticas. Tuvieron que transcurrir más de 1000M.a. Hasta que el oxígeno emitido por los organismos fotosintéticos, se empezara a acumular en la atmósfera, ya que las primeras moléculas sirvieron básicamente para oxidar los minerales de la tierra. A partir de aquí, empezarán a surgir también los primeros organismos aerobios, es decir, aquellos que consumen oxígeno para utilizarlo como oxidante en las reacciones metabólicas, parece ser que hace unos 1500M.a. Podrían haber aparecido organismos con un nivel de organización celular más complejo como son los eucariotas. La hipótesis más aceptada de cómo pudo ocurrir este acontecimiento es la llamada hipótesis del endosimbionte, que básicamente establece que las células eucariotas se habrían formado a partir de procariotas heterótrofas de gran tamaño que habrían engullido otras células procariotas de carácter fotosintético y también de carácter heterótrofo para dar lugar a la formación de estructuras como cloroplastos, mitocondrias e incluso el núcleo, esto explicaría el porque los cloroplastos y las mitocondrias de los eucariotas presentas sus propios ribosomas y tienen doble membrana. A partir de ellos, hace entorno a 1000M.a. Se podrían haber empezado a formar las primeras colonias aún de unicelulares pero que con el tiempo habrían adquirido un grado de cooperación mayor para dar lugar a la formación de las primeros pluricelulares. A partir de aquí, la colonización de la tierra se debió de producir no mucho antes de los 600-700M.a. , para ello fue imprescindible que el oxígeno que se había ido empezando a acumular en la atmósfera pase de la troposfera a la estratosfera y allí se empezase a acumular dando lugar a la formación de la capa de ozono, que va ha ser imprescindible para que puedan vivir los organismos fuera del agua. Después de la formación de estos primeros organismos pluricelulares, se habrían ido diversificando hasta obtener los cinco o seis reinos actuales.

Niveles de organización celular

Básicamente se distinguen dos grandes tipos de niveles de organización celular, los eucariotas y los procariotas, las diferencias principales entre ellos se resumen en la siguiente tabla:

Célula Características	Procariotas	Eucariotas
Tamaño	Son pequeños, entre 1 y 5 micras	Son de mayor tamaño, normalmente son mayores de 15 micras
Formas	Pocas: Coco, Bacilo, Vidrio y espirilo	Muchas
Material genético	Único, bicatenario circular y superenrrollado. (ADN)	Bicatenario lineal y en varios fragmentos
Envoltura nuclear	No	Sí
Orgánulos	Muy pocos	Muchos
Pared bacteriana	Sí	No
Ribosomas	70s	80s

DIFERENCIAS ENTRE CÉLULAS ANIMALES Y CÉLULAS VEGETALES

En ambos casos estamos hablando de células eucariotas, sin embargo, en su estructura presentan importantes diferencias, algunas definitorias y otras no.

Célula Características	Animal	Vegetal
Forma	Variadas	Poligonales
Pared celular celulosica	No	Sí
Matriz extracelular	Sí/No	No
Vacuolas/Vesículas	Pequeñas y numerosas (vesículas)	De 1 a 3 y grandes (vacuolas)
Núcleo	Normalmente centrado	Posición lateral
Cloroplastos	No	Sí
Aparato de Golgi	Grande	Pequeño
Cilios/Flagelos	Cilios puede/ Flagelos puede	Cilios nunca/ Flagelos excepcionalmente
Centriolos/ Centrosomas	Sí	No
Glioxisomas	No	Sí

TEMA 1: LA MATERIA VIVA

1.1 Los bioelementos y las moléculas

Los bioelementos son aquellos elementos que se encuentran formando parte de los seres vivos. Unos 70 elementos de la tabla periódica son los que pueden formar parte de los seres vivos. Estos se clasifican según su abundancia y según su abundancia y presencia. La primera (según su abundancia) los divide en elementos plásticos y oligoelementos. Los plásticos tienen una concentración superior al 0,01% y los oligoelementos se encuentran con una concentración inferior al 0,01%. Otra forma de clasificarlos es según su abundancia y presencia y hablamos de bioelementos primarios y de bioelementos secundarios. Los primarios siempre están presentes en los seres vivos y además en gran concentración (más del 96,5%). Los bioelementos secundarios se encuentran en una proporción menor (en torno al 3,5%), dentro de éstos hay dos categorías, indispensable, que se encuentran siempre y los variables que son aquellos que pueden estar o no en los seres vivos. Hay elementos que pueden tener una doble clasificación.

• Carbono: Se puede considerar uno de los bioelementos primarios más importante, ya que la vida se basa en la química del carbono. Además es la base de la mayor parte de nuestras moléculas ya que debido a su estructura, permite la formación de cadenas lineales suficientemente largas y estables pero al mismo tiempo flexibles con capacidades de rotación y que permiten la formación de estructuras tridimensionales. Esto es esencial para la formación de la estructura de los seres vivos y al mismo tiempo con capacidad de intercambio para permitir el metabolismo celular.
• Hidrógeno: Es ideal para combinarse con cualquiera otro debido a su pequeño tamaño y a su único electrón desapareado.
• Oxígeno: Su importancia se debe a su elevada electronegatividad, lo que permite capturar electrones de otros átomos, provocando la oxidación de los otros compuestos. Este proceso de oxidación es la base para la obtención en las reacciones metabólicas.
• Nitrógeno: Es esencial para la formación de moléculas como por ejemplo las proteínas, que están formadas por aminoácidos.
• Azufre: También esencial en algunos aminoácidos de las proteínas donde forma enlaces por puentes di sulfuro para el mantenimiento de la estructura de las proteínas.
• Fósforo: Es fundamental porque forma parte de la principal molécula para iniciar el intercambio energético, el ATP (adenosin trifosfato). Es imprescindible para la formación del ADN y del ARN. Además forma parte de los huesos de los vertebrados, ya que se encarga de dar dureza.

Dentro de los elementos secundarios indispensables destacan:

• Calcio: Tiene función estructural en forma de carbonato cálcico, que forma parte de caparazones, además interviene en la coagulación sanguínea, en la contracción muscular y en la permeabilidad de la membrana.
• Magnesio: Es importante porque es un componente esencial de muchas enzimas y de la clorofila. Además interviene en los procesos de síntesis del ATP, del ARN y del ADN.
• Sodio y potasio: son dos de los principales iones encargados del mantenimiento de la presión osmótica del interior celular. Intervienen en los procesos de paso de aniones, iones negativos hacia el interior celular, e intervienen en los procesos de transmisión del impulso nervioso. Por su parte el potasio actúa como factor de coagulación del plasma sanguíneo.
• Cloro: Es el principal anión de nuestra sangre, como en el caso anterior interviene en los procesos de mantenimiento de la presión osmótica.
• Hierro: Es un elemento secundario y a la vez un oligoelemento, sin embargo es esencial para los seres vivos porque forma parte de los cito cromos (proteínas de carácter informático) que intervienen en la respiración celular y porque interviene formando parte de la hemoglobina. Hay animales para los que no es esencial.
• Flúor: Es un bioelemento secundario de carácter variable. En los organismos en los que está presente tiene una función estructural formando parte del esmalte de los dientes.
• Manganeso: es un oligoelemento y su importancia se debe a que es un factor de crecimiento y también está presente en las moléculas responsables de la degradación de las proteínas.
• Cobalto: es un oligoelemento esencial para la formación de la vitamina B-12.
• Silicio: Es un bioelemento secundario variable que tiene función estructural en plantas y en algunos animales.
• Yodo: es un bioelemento secundario variable, pero es indispensable para la glándula tiroidea.

1.2 Biomoléculas. Definición y clasificación.

Las biomoléculas son compuestos formados por la unión de dos o más átomos que se encuentran presentes en los seres vivos. Las uniones entre los átomos se producen por enlaces iónicos o covalentes. Los primeros son mas propios de las biomoléculas inorgánicas y los segundos de las biomoléculas orgánicas. El enlace metálico es mucho menos frecuente en los seres vivos. Las biomoléculas las clasificamos en biomoléculas inorgánicas y en biomoléculas orgánicas. Las biomoléculas inorgánicas pueden estar presentes en los seres vivos y en los seres inertes y las biomoléculas orgánicas sólo pueden formar parte de los seres vivos.

• Agua: Es la molécula esencial para la vida, no se concibe la existencia de vida sin la existencia de agua en estado líquido y de hecho habitualmente su proporción en los seres vivos suele ser muy elevada. En concreto en torno al 65%. En el interior de nuestro cuerpo el agua se puede encontrar como agua circulante (10%), en la sangre, la orina... además como agua intersticial que es la que se encuentra en los instersticios (entre las células), también como agua intracelular (40%), formando parte del interior molecular. El agua presenta unas características que la hacen esencial para la vida, entre estas tenemos, elevada fuerza de cohesión entre sus moléculas, esto se debe a la presencia de puentes de hidrógeno entre las moléculas de agua, lo que le permite ser un líquido a temperatura ambiente al contrario de otros compuestos de similar peso molecular, que son gases ( CO2, O2, N2, CH4...).Esta fuerza es importante porque al ser un líquido, hace que sea incompresible, entonces sirve para mantener la forma de las moléculas. Al mismo tiempo, esta tensión permite los procesos de capilaridad. Otra propiedad es el elevado calor específico y de evaporización, el primero es la energía que hay que aplicar para aumentar 1ºC la temperatura del agua y el segundo la energía que tendríamos que aplicar para evaporar el agua. Para evaporar el agua es necesario romper los puentes de hidrógeno. Otra característica es su elevada constante dieléctrica, por ser una molécula polar con una elevada constante dieléctrica, el agua va a ser un gran disolvente de compuestos iónicos (como las sales) y de compuestos covalentes (como los lípidos). Otra característica es el bajo grado de ionización, sólo en 1 de 551 millones de moléculas de agua se encuentra disociado, lo que hace que el agua tenga un pH neutro=7 y que al añadirle pequeñas cantidades de ácidos o bases sea capaz de variar su pH. Otra propiedad es que tiene mayor densidad en estado líquido que en estado sólido, esto es muy importante para la vida en el medio acuático. La última característica es que el agua es transparente.
• Funciones que tiene el agua:
  • El agua tiene función transportadora ya que al ser un líquido circula bien , es ideal para el transporte de mercancías, además es el soporte para la vida.
  • Función bioquímica: Interviene en muchas reacciones metabólicas, no sólo está presente en ellas, sino que forma parte de ellas.
  • Función estructural: Al ser un líquido casi incompresible, es el responsable de la estructura de las células, de los tejidos y de los órganos.
  • Función termorreguladora: Actúa como un eficaz regulador de la temperatura de los organismos.
  • Función de disolvente: Es un gran disolvente de compuestos polares y de sales.
  • Función lubricante y amortiguadora: En las articulaciones por ejemplo, está en los cartílagos de los huesos.

Las sales minerales son biomoléculas inorgánicas que se pueden encontrar en los seres vivos de tres maneras distintas:

• Precipitadas: Formando estructuras sólidas con función esquelética, como es el caso del fosfato tricálcico o de los silicatos.
• Disueltas: Un ejemplo es el cloruro sódico, éstas ayudan a mantener el equilibrio osmótico en el interior de nuestras células.
• Asociadas a moléculas orgánicas: Muchos cationes se encuentran asociados a enzimas y son los que permiten que éstas se activen.

Una disolución está compuesta por dos partes que son el soluto y el disolvente. Estas disoluciones se suelen clasificar atendiendo a la naturaleza del soluto o bien atendiendo al tamaño del soluto. Si lo hacemos atendiendo a la naturaleza del soluto, hay dos tipos:

• Suspensiones: Cuando el soluto es un sólido.
• Emulsiones: Cuando el soluto es un líquido o un gas.

Pero si lo hacemos atendiendo al tamaño o peso molecular del soluto, tenemos:

• Disoluciones verdaderas: Cuando el soluto es de bajo peso molecular. Se le llama cristaloide ( sales minerales, azúcares...).
• Disoluciones coloidales: Cuando el soluto es de alto peso molecular. A estos se les llama coloides (proteínas).

PROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONES VERDADERAS

• La difusión: Es el igual reparto de las partículas del soluto en el seno del disolvente.
• La ósmosis: Es el paso del disolvente a través de una membrana semipermeable que separa dos disoluciones con diferente concentración. La presión osmótica sería la presión necesaria para detener el flujo del disolvente a través de la membrana semipermeable.
• La capacidad tanponadora: Las disoluciones biológicas tienden a tener un pH constante.

PROPIEDADES DE LAS DISPERSIONES COLOIDES

• Capacidad de pasar de sol (líquido) a gel (semisólido) y de gel a sol: Esto permite a muchas células en ambientes secos pasar de gel a sol y así evitar su disecación. El paso de gel a sol siempre es posible pero no es así con el paso de sol a gel.
• Sedimentación: Es la capacidad de poder sedimentar los solutos de la dispersión cuando lo sometemos a fuertes campos gravitatorios.
• Efecto tyndall: La opacidad que muestran las dispersiones coloidales al ser iluminadas con un haz de luz sobre un fondo oscuro.
• Diálisis: Es la capacidad de separar los coloides de una dispersión coloidal al hacerlos pasar por una membrana semipermeable.
• Electroforesis: Es un método de separación de partículas, de los coloides, gracias a la electricidad. Los coloides se van a separar en función de su carga eléctrica y de su tamaño.

1.3 Biomoléculas orgánicas. Los glúcidos.

Los glúcidos, también mal llamados azúcares, son compuestos formados básicamente por carbono, hidrógeno y oxígeno en estas proporciones: Cn H2n On. Los glúcidos son en realidad átomos de carbono unidos a grupos alcohólicos o hidróxidos (OH) y a radicales hidrógeno, que tienen que llevar en su molécula un grupo funcional que va a ser el carbonato carbonilo, un carbono unido mediante un doble enlace con un oxígeno. Estos carbonos carbonilos pueden ser aldehídos si el carbono además se encuentra unido a un hidrógeno o grupo acetónico si no está unido a un hidrógeno. Los aldehídos forman polihidroxialdehídos y los cetonas forman polihidroxicetonas.

Clasificación de los glúcidos

Los glúcidos los clasificamos en monosacáridos o en ósidos y dentro de los ósidos, a su vez en heterósidos y holósidos y dentro de éstos, oligosacáridos y polisacáridos. Los monosacáridos son glúcidos formados por un único grupo funcional, pero los ósidos lleven dos o más grupos funcionales.

• Los monosacáridos: Son glúcidos sencillos formados por entre 3 y 7 carbonos y se nombran con el prefijo indicativo del número de carbonos (di, tri, tetra...) y acabado en osa. Si añadimos los aldehídos y las cetosas tendremos aldo...osas y ceto...osas. Todos son cristalinos y blancos y todos ellos son reductores porque tienen la capacidad de oxidarse.

• Las aldosas: Son todos los monosacáridos que llevan como grupo funcional un aldehído (aldotriosas, aldopentaosas...).Algunos aldehídos son:

• Las cetonas: Son los monosacáridos que llevan grupo funcional cetónico.

Los monosacáridos presentan en su molécula carbonos asimétricos, un carbono asimétrico es un carbono que tiene sus cuatro enlaces saturados por radicales distintos entre sí. La presencia de estos carbonos asimétricos, confiere capacidad de isomería a las moléculas que lo presentan. Esto significa que depende de como estén colocados los radicales de ese carbono la molécula presentará propiedades diferentes aunque tenga la misma fórmula química.

Las propiedades que ofrece la isomería son:

• La formación de esteroisómeros o isómeros espaciales: se dice que dos compuestos son esteroisómeros entre sí o isómeros espaciales cuando se diferencian en la posición del grupo hidroxilo de su último carbono asimétrico (el mas alejado del grupo funcional), si éste está a la derecha, se nombra con D-, mientras que si lo presenta a la izquierda se nombra con L-. La presencia de éstos carbonos asimétricos, confieren a todas las moléculas que lo posean actividad óptica, capacidad que poseen las disoluciones de éstos compuestos de desviar el rayo de luz polarizada. Decimos que un compuesto será levógiro cuando desvía el rayo de luz polarizada hacia la izquierda, se representa con el signo (-). Mientras que si desvía el rayo de luz polarizada hacia la derecha, se llama dextrógiro y se representa con el signo (+).

FORMAS TÍPICAS DE LOS MONOSACÁRIDOS

Los monosacáridos, a partir de cinco átomos de carbono si llevan grupo aldehído o de seis si llevan grupo cetona, van a ciclar su molécula formando un anillo de tipo pentagonal o hexagonal. Si es pentagonal, se dice que cicla según la forma del furano y si es hexagonal, en forma de pirano. En ambos casos, en uno de los vértices, llevan un átomo de oxígeno. Los que ciclan en forma pentagonal se nombran con el nombre del monosacárido del cual derivan, acabado en -uranosa, y los que lo hacen según el pirano, pues terminados en furanosa. Según la forma del furano ciclarán las aldopentosas y cetoesosas y según el pirano ciclarán las aldohexosas. Para formar el anillo, la unión se va a realizar mediante un enlace de tipo hemiacetal (el del oxígeno) que se realiza entre el carbono del grupo funcional y el OH del carbono asimétrico mas alejado del grupo funcional.

El carbono que llevaba el grupo funcional al romper su doble enlace con el oxígeno y formar el enlace para ciclar la molécula, se a convertido ahora en un nuevo carbono asimétrico y le denominamos carbono anomérico. Este nuevo carbono asimétrico permite la obtención de dos isómeros distintos, la configuración α cuando el OH del carbono anomérico y el CH2OH se encuentran en posición trans, es decir, distinto lado del plano y la configuración β, cuando el OH del carbono anomérico y el CH2OH se encuentran en el mismo lado del plano, se encuentra en posición cis. Este isómero es “cis” y es de configuración β. Se llama β-D-glucopiranosa.

Los disacáridos son glúcidos formados por la unión de dos monosacáridos, esta unión se realiza mediante un enlace de tipo O-Glicosídico. Este enlace puede ser a su vez de dos tipos, monocarbonílico o dicarbonílico. El monocarbonílico como su nombre indica, es aquel en el que sólo interviene uno de los carbonos carbonilos. Si la unión se produce entre los dos que llevan el grupo funcional, se llama monocarbonílico y dicarbonílico será aquel en el que intervienen los dos carbonos anoméricos. Los disacáridos con enlace monocarbonílico, son de tipo reductor, tienen capacidad reductora y los enlaces dicarbonílico, son de tipo no reductor. Los monosacáridos son todos reductores. Los polisacáridos, depende. La forma de nombrar a los disacáridos es, poniendo en primer lugar el nombre del primer monosacárido terminado en -osil, a continuación entre paréntesis se indica el número de los carbonos que intervienen en el enlace y después el nombre del último monosacárido terminado en -osa si es reductor, o bien igual que antes pero terminado en -ósido si el enlace es de tipo dicarbonílico.

Por ejemplo:

la maltosa es α-D-Glucopiranosil(1-4)α-D-Glucopiranosa.

Los polisacáridos son glúcidos formados por la unión de diez o más monosacáridos. Si los monosacáridos que forman la molécula son idénticos entre sí darán lugar a la formación de homopolisacáridos y si son diferentes, serán polisacáridos. Dependiendo de cómo se establezca el enlace tenemos polisacáridos estructurales y polisacáridos de tipo energético. Los polisacáridos estructurales se establecen mediante enlaces tipo β, en los que un monosacárido y el siguiente deben estar girados uno respecto al otro, este tipo de enlaces no son atacados por ninguna encima de los vertebrados, lo que hace que sean difícilmente hidrolizables porque los vertebrados carecemos de las encimas necesarias para su ruptura. Por lo tanto formarán polisacáridos con carácter estructural. Dentro de ellos tenemos la quitina en los animales y la celulosa en los vegetales. Los polisacáridos de carácter energético son glúcidos en los que el enlace es de tipo α, es decir, en los que los monosacáridos no tienen una molécula girada respecto a otra. Dentro de ellas tenemos como polisacáridos de reserva, el glucógeno para animales y el almidón para los vegetales.

Los glúcidos presentan dos funciones generales básicas, función energética y función estructural. Aproximadamente, 1gr de glucosa oxidado ≈ 4,5Kcal. Debido a que son saludables, son nuestras reservas de energía de utilización rápida, ya que son fácilmente transportables en sangre debido a su fácil hidrolización. También presentan función estructural, los polisacáridos de tipo β impiden la degradación y forman parte de estructuras animales y vegetales que pueden perdurar en el tiempo. A parte de éstas funciones, los glúcidos tienen otras propias:

• Función de antibiótico: como la estreptomicina
• Función anticoagulante: como la heparina
• Función inmunológica: las inmunoglobulinas (anticuerpos) tienen una parte glucídica que permite el reconocimiento del antígeno.
• Función de reconocimiento celular: el glucocalix de las membranas celulares está formado por glúcidos y el reconocimiento de las células se debe a estas moléculas.

Los lípidos

Son biomoléculas orgánicas compuestas básicamente por carbono e hidrógeno y también oxígeno aunque en mucha menor proporción. A parte de esto pueden tener nitrógeno, fósforo y azufre, aunque éstos no siempre están presentes. Podemos clasificar los lípidos en dos grandes grupos, saponificables y no saponificables. Los saponificables son los que llevan ácidos grasos y los no saponificables no llevan ácidos grasos.

Los ácidos grasos son moléculas hidrocarbonadas alifáticas, es decir, lineales, de cadena larga con más de cuatro átomos de carbono y siendo siempre número par. Además se caracterizan porque en uno de los extremos de la cadena presentan un grupo ácido o grupo carboxilo. Éstos ácidos pueden ser de dos tipos, saturados o insaturados. Los saturados llevan enlaces simples y los insaturados llevan al menos un doble enlace en la cadena. La presencia de éstos dobles enlaces hace que su punto de presión disminuya, por eso los ácidos grasos saturados de más de diez carbonos, son sólidos mientras que los insaturados son fluidos hasta un número de carbonos mayor. Como las grasas animales suelen llevar ácidos grasos saturados y los vegetales insaturados, a los primeros se les denomina sebos y a los vegetales se les denomina aceites.

Los ácidos grasos son moléculas de carácter anfipático, es decir, tienen una parte polar y una parte apolar. La parte polar o hidrófila es la cabeza del ácido graso,es decir, el grupo carboxilo.

Los ácidos grasos son capaces de realizar las reacciones de esterificación y de saponificación. La reacción de esterificación es aquella en la que el ácido reacciona con el alcohol para formar éster más agua. La saponificación es una reacción en la que el ácido se junta con una sal para dar lugar a la sal del ácido (jabón) más agua.

• Lípidos saponificables:
  • Simples: Son aquellos que están formados solo por carbono, hidrógeno y oxígeno, también se les llama ternarios. Hay varios:
    • Glicéridos: Son lípidos formados por la esterificación de la glicerina o propano-triol con uno, dos o tres ácidos grasos. Si lleva un ácido graso se llamará monoglicérido, si lleva dos diglicérido y si está esterificada con tres ácidos grasos se llama triglicérido. Los triglicéridos son las principales moléculas de reserva energética, ya que la oxidación de 1gr, aporta al organismo más del doble de un glúcido.
    • Los céridos: Se forman por la esterificación de un ácido graso con un alcohol de cadena larga. Las ceras suelen tener función protectora y estructural, por ejemplo de impermeabilidad.
  • Complejos: Son lípidos que además de carbono, hidrógeno y oxígeno, suelen estar presentes átomos distintos como el nitrógeno, el azufre...o bien llevan un glúcido. Tenemos dos grandes grupos:
    • Los fosfolípidos: Son lípidos complejos caracterizados por llevar en su estructura un grupo fosfato. Son los lípidos más abundantes de las membranas celulares, presentando una región polar y una apolar. Dentro de los fosfolípidos nos encontramos a los fosfoglicéridos y a los esfingolípidos.
    • Los glucolípidos: Son lípidos complejos en los que en su estructura tienen ácidos grasos y monosacáridos u oligosacáridos. Se encuentran e las membranas celulares y su función principal es el reconocimiento celular, también son importantes para las adaptaciones al frío.

• Lípidos no saponificables: Son los lípidos que no llevan ácidos grasos en su molécula. Hay tres tipos:
  • Terpenos o isoprenos: Son derivados del 2metil(1-3)butadieno (isopreno). Son moléculas lineales formadas por la repetición del isopreno dos, tres cuatro, seis, ocho o mas veces. Si llevan dos se llaman monoterpenos, si llevan cuatro diterpenos, si llevan diez pentatenos. Ésto da lugar a compuestos variados como por ejemplo esencias vegetales, vitaminas A, E y K y pigmentos vegetales. Un politerpeno sería el caucho.
  • Esteroides: Son compuestos derivados del ciclopentano perhidrofenantreno (esterano). La diferencia entre los esteroles y las hormonas esteroideas es que los esteroles en el carbono tres tienen un grupo OH y las hormonas esteroideas tienen un oxígeno unido mediante un doble enlace. Hay varios grupos:
    • Esteroles: Dentro de éstos tenemos el colesterol, la vitamina D. los ácidos biliares y algunas hormonas como por ejemplo el estradiol.
    • Hormonas esteroideas: Pueden ser las hormonas sexuales o las hormonas suprarrenales.
    • Prostaglandinas: Son derivados del prostanoato. Son un conjunto de lípidos con funciones muy diversas, entre ellas, intervienen en los procesos de coagulación sanguínea, de aumento de la temperatura corporal, también en los procesos de aumento de la capilaridad en las zonas golpeadas, donde se produce un hematoma. También son responsables de la presión ovárica y uterina.

Los lípidos tienen como función principal la reserva de materia energética, en concreto los triglicéridos son los principales lípidos que sirven para el almacenamiento de energía. El rendimiento de estas moléculas es más del doble de lo que produciría un glúcido o una proteína. 1Gr≈9,5Kcal. Además ocupa menos espacio ya que se acumula sin agua, al contrario que los glúcidos. Su forma de acumulación suele ser en forma de pequeñas gotas dentro de células especializadas y de tejidos especializados. Otra función importante de los lípidos es una función estructural, por ejemplo, los glucolípidos y los fosfolípidos forman parte de las membranas plasmáticas. Otra es la función protectora , los céridos tienen función protectora de manera impermeabilizante. Además las grasas tienen una función protectora de tipo térmico. Otra es la función vitaminica, como por ejemplo las de las vitaminas A, D, E y K. Otra es la función hormonal. También existen funciones específicas como por ejemplo la producción de aromas.

Las proteínas

Las proteínas son polímeros formados por la repetición de monómeros llamados aminoácidos o péptidos. Los aminoácidos son moléculas formadas por la unión de un carbono con un grupo ácido (carbono carboxilo), con un hidrógeno, con un grupo amino y con otro radical.

Dependiendo del tipo de radical al que vaya unido, tenemos distintos tipos de aminoácidos:

• Si el radical que se une es una cadena alifática, tendremos aminoácidos de tipo alifático (lineal), que a su vez podrán ser ácidos si llevan grupos ácidos (COOH), básicos si lleva grupos aminos (NH2) o neutro si no lleva ninguno.
• Aminoácidos aromáticos: Son aquellos aminoácidos en los que el radical es un anillo relacionado con el venteno.
• Aminoácidos heterocíclicos: Son aquellos en los que el radical es una cadena cerrada de tipo complejo, es decir, que lleva átomos distintos del carbono y del hidrógeno.

Para formar las proteínas, los aminos se deben unir entre el grupo ácido del primer aminoácido y el grupo amino del segundo aminoácido, formando un enlace peptídico con salida de una molécula de agua. Al compuesto así formado se le llama dipeptido, hasta diez oligopeptido, de once a cincuenta polipeptido y si tiene más de cincuenta y tiene actividad biológica, se considera que es una proteína.

Estructura de las proteínas

En la formación de una proteína podemos reconocer hasta cuatro niveles estructurales que serían los siguientes:

• Estructura primaria: No es más que la enumeración de los aminoácidos empezando por el que lleva el grupo amino libre y terminando por el que lleva el grupo ácido libre.
• Estructura secundaria: Es igual que la estructura primaria pero dispuesta en el espacio, los aminoácidos que forman la cadena van a establecer uniones por puentes de hidrógeno entre ellos, de manera que adquiere una forma tridimensional y básicamente puede tomar tress aspectos:
  • α-hélice: Es la cadena dispuesta en forma helicoidal dextrógira y con un paso de vuelta cada 3,6 aminoácidos. La molécula se estabiliza por puentes de hidrógeno cada tres aminoácidos.
  • Hélice de colágeno: Es dextrógira pero con las vueltas más separadas. No hay uniones por puentes de hidrógeno dentro de la cadena. Entonces para que la cadena se estabilice, en realidad se juntan tres para dar lugar a la super hélice de colágeno . Ahora en ésta si que hay puentes de hidrógeno.
  • Β-lámina o lámina plegada: En este caso las cadenas se disponen en forma de zig-zag y en paralelo unas a otras para formar una especie de lámina plegada.
  En realidad, pocas proteínas se van a encontrar en la naturaleza manteniendo esta estructura secundaria, tan sólo algunas proteínas de carácter fibroso como colágenos, fibroneptinas... mantienen esta estructura , el resto de proteínas suelen encontrarse con niveles estructurales superiores, estructura terciaria o cuaternaria.
• Estructura terciaria: Es igual que la estructura secundaria pero plegada sobre sí misma dando lugar a una estructura globular. Esta estructura terciaria se pliega sobre sí misma debido a puentes de hidrógeno, aunque aquí también pueden actuar enlaces iónicos, fuerzas de vanderwaal...
• Estructura cuaternaria: En ocasiones varias cadenas polipeptidicas pueden reunirse para formar una estructura de orden superior con actividad biológica que reciben el nombre de estructuras cuaternarias. Estas estructuras cuaternarias se suelen estabilizar por puentes de hidrógeno, pero sobre todo por puentes disulfuro, ya que son más fuertes. A cada una de las cadenas polipeptidicas que forman parte de estas proteínas con estructura cuaternaria, se las denomina protómeros.

La desnaturalización de las proteínas es la pérdida de las estructuras terciaria y cuaternaria como consecuencia de variaciones importantes del pH o de la temperatura.

Clasificación de las proteínas

Podemos clasificar las proteínas básicamente en dos grupos, las holoproteínas y las heteroproteínas. Las holoproteínas son proteínas formadas exclusivamente por aminoácidos, mientras que las heteroproteínas están formadas por un grupo proteico (parte aminoacídica) y un grupo prostético (parte no aminoacídica).

Podemos dividir las holoproteínas en:

• Filamentosas: en las que destaca un eje por ser el más largo
• Globulares: las que tienen forma globular

Las heteroproteínas, que están formadas por el grupo protético+grupo prostético, se dividen en función de como sea el grupo prostético en:

• Cromoproteínas: si la parte prostética es de color
• Glucoproteínas: si la parte prostética es glúcida
• Lipoproteínas: si la parte prostética es lipida
• Nucleoproteínas: si la parte prostética es un núcleo

Las funciones de las proteínas son diversas, pero entre ellas podemos destacar las siguientes:

• Función estructural: Se dice que las proteínas son el andamiaje de muchos tejidos, así como de muchos orgánulos. Forman por ejemplo el citoesqueleto, que da forma a la célula, además, las proteínas forman todas las fibras que dan consistencia a los tejidos. Forman parte de todas las membranas, de sus orgánulos etc...
• Función transportadora: Son moléculas que sirven para el transporte de sustancias, por ejemplo, en la sangre uniéndose a ellas. Pero además en las membranas forman los canales proteicos por los que penetran sustancias o bien forman proteínas transportadoras que actúan de forma activa. Por ejemplo, estas proteínas pueden transportar el oxígeno.
• Función enzimática: Todas las enzimas son proteínas y además son biomoléculas que actúan como catalizadores en las reacciones.
• Funciones hormonales: Muchas proteínas actúan como hormonas, que son catalizadores de reacciones.
• Función de reserva energética: 1gr proteínas≈ 4,2 Kcal. No es lo habitual, pero alguna proteína actúa como reserva de energía. Por ejemplo la albumina, proporciona la misma energía que un glúcido.
• Funciones específicas: Las proteínas cumplen varias funciones específicas como:
  • Función de anticuerpos: Todas las inmunoglobulinas son proteínas globulares de carácter inmunológico. Todos los anticuerpos son proteínas.
  • Función contráctil: Muchas proteínas actúan en estructuras de contracción.
  • Función lubricante: Las mucoproteínas forman parte de nuestras mucosas.
  • Función tóxica: Forman parte de muchas toxinas.

Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos son polímeros de nucleótidos, es decir, son moléculas formadas por la repetición de nucleótidos , éstos a su vez están formados por otros tres:

• Una pentosa (azúcar), que puede ser la ribosa o la desoxirribosa.
• Una base nitrogenada, que a su vez puede ser púrica o piridinídica.
• Ácido fosfórico, H3PO4.

Existen dos tipos de ácidos nucleicos ADN y ARN , en el ADN, todos los nucleótidos que lo forman, llevan como pentosa la desoxirribosa y ésta se podrá unir a cualquiera de las bases nitrogenadas salvo al uracilo. En el caso del ARN, la pentosa es siempre la ribosa y se puede unir a cualquier base nitrogenada excepto a la timina.

ADN. Estructura y funciones.

El ADN se denomina ácido desoxirribonucleico y es una molécula bicatenaria y en el caso de los humanos, lineal, dividida además en varios fragmentos que se encuentran siempre en los núcleos. Las dos cadenas del ADN, se disponen formando una hélice dextrógira en el que las cadenas se unen por complementariedad de sus bases nitrogenadas, siendo la complementariedad: A-T y C-G. Las cadenas se disponen además en sentido antiparalelo.

Los humanos tenemos en total 46 moléculas de ADN, es decir, 46 dobles cadenas, lo que representa un total de 23 moléculas distintas y otras 23 homólogas a las anteriores. Cada una de éstas 23 cadenas y su homóloga, son idénticas entre sí en cuanto a los genes que se encuentran situados dentro de la cadena, pero pueden ser diferentes en cuanto a la información, es decir, en cuanto a la secuencia de nucleótidos que forman esos determinados genes. Cada una de esas parejas de moléculas de ADN son las que por duplicación, después van a formar los cromosomas y una procede del padre y otra de la madre. La función del ADN es almacenar la información genética para la información y el funcionamiento del organismo.

ARN

El ARN es el ácido ribonucleico y son moléculas monocatenarias, lineales formadas por nucleótidos que llevan como pentosa la ribosa y como bases nitrogenada cualquiera menos la timina, hay varios tipos de ARN que son el ARNm , el ARNr, el ARNn y el ARNt.

El ARNt,es llamado ARN de transferencia, es de pequeño tamaño (70-90 nucleótidos), de carácter lineal pero con zonas bicatenarias en su cadena, lo que hace que presente un aspecto de trébol en el que se distinguen cinco regiones:

1. Brazo D
2. Brazo del codón: se denomina así porque tiene un conjunto de tres nucleótidos que forman lo que llamamos el anticodón y que se unirá por complementariedad al codón del ARNm en el proceso de lectura.
3. Brazo T: se denomina así porque lleva una base nitrogenada que es la timina (es una excepción del ARN).
4. Brazo aceptor: Es donde se encuentran el extremo 3' y 5' de la molécula y se llama brazo aceptor porque a él se va a unir un aminoácido al extremo 3' que vendrá determinado por la secuencia de nucleótidos del anticodón.
5. Brazo variable: Se llama así porque lleva nucleótidos con bases nitrogenadas metiladas.

El ARNt se forma en el núcleo celular y sale al citoplasma para unirse a los aminoácidos que transportará hasta los ribosomas, donde se encargará de leer el ARNm.

El ARNm es un ARN lineal aunque también presenta zonas de complementariedad, lo que da lugar a la formación de algunos lazos, se encuentra en el citoplasma nuclear porque se ha formado en el núcleo y es leído en el citoplasma. Cada ARNm lleva la información de un solo gen. La lectura se realiza los ribosomas, con ayuda del ARNt que irá leyendo secuencias de tres nucleótidos en tres nucleótidos que denominamos codones. La lectura se realiza empezando siempre por el extremo 5' y termina por el 3'.

El ARNr (ARN ribosomal) es un ARN que se va a juntar con proteínas para formar la estructura de los ribosomas, que son orgánulos que van a intervenir también en el proceso de lectura del ARNm.

Existen ARNr de diversos tipos y tamaños, pero todos se van a encontrar en los ribosomas.

El ARNn, es el ARN nucleolar, se denomina así porque se forma en el nucleolo. En realidad se trata de un precursor del ARNr que cuando sale del nucleolo se fragmenta y va a dar distintos tipos de ARNr