Resumen Breve
Este video del Dr. Adelis Rodriguez introduce los precursores de macromoléculas: monosacáridos, aminoácidos y nucleótidos. Explica sus características estructurales y funcionales, elementos constantes y variables, y cómo se polimerizan para formar macromoléculas.
- Los precursores de macromoléculas son esenciales para la vida.
- Los grupos funcionales determinan las propiedades de los precursores.
- Los monosacáridos, aminoácidos y nucleótidos cumplen múltiples funciones biológicas.
El Dr. Adelis Rodríguez da la bienvenida a su canal, creado para proporcionar clases y videoconferencias de medicina de la Universidad de la Ciencia de la Salud de Venezuela. Anima a los estudiantes a suscribirse, dar "me gusta", compartir y comentar para apoyar el crecimiento del canal. En esta sesión, se enfoca en los precursores de macromoléculas: monosacáridos, aminoácidos y nucleótidos.
Se revisan las generalidades de la morfofisiología humana, incluyendo el crecimiento, desarrollo biológico, terminología anatómica y características morfofuncionales de la célula. Se introduce el concepto de precursores de macromoléculas (monosacáridos, aminoácidos y nucleótidos) como componentes moleculares esenciales para las funciones celulares. El objetivo es explicar sus características estructurales y funcionales, elementos constantes y variables, propiedades y enlaces polimerizantes.
Las biomoléculas están formadas principalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, con presencia de azufre y fósforo. Los precursores se polimerizan mediante enlaces covalentes para formar macromoléculas. La estructura básica de las macromoléculas está constituida por átomos de carbono unidos entre sí y con átomos de hidrógeno, formando cadenas hidrocarbonadas estables. Los aminoácidos, monosacáridos y nucleótidos son precursores que se unen mediante enlaces covalentes para formar macromoléculas complejas.
Los monosacáridos se polimerizan para formar polisacáridos, los nucleótidos forman ácidos nucleicos y los aminoácidos dan lugar a las proteínas. Los polisacáridos están formados por la unión de muchos monosacáridos mediante enlaces covalentes. Los precursores de macromoléculas son biomoléculas sencillas de bajo peso molecular que se agrupan para formar macromoléculas mediante polimerización.
Para comprender los precursores, es crucial conocer los grupos funcionales presentes en ellos, como carbonilo, carboxilo, amino, hidroxilo, metileno, metilo y sulfhidrilo. Cada grupo funcional tiene características estructurales y funcionales que influyen en las propiedades de los precursores. El grupo carbonilo se presenta como aldehído o cetona, el carboxilo caracteriza a los ácidos orgánicos, el amino confiere carácter básico, y el hidroxilo se encuentra en alcoholes.
Los monosacáridos presentan grupos hidróxidos unidos a sus átomos de carbono y un grupo carbonilo. La estructura es similar, pero difieren en el número de átomos de carbono. Algunos tienen el grupo carbonilo en un carbono secundario (cetosa) y otros en un carbono primario (aldosa). Es importante identificar los elementos constantes (grupo carbonilo e hidroxilo) y variables (disposición de los hidroxilos, serie estérica, estructura del anillo) en cada precursor. Los elementos constantes definen el concepto, mientras que los variables determinan la clasificación.
Los monosacáridos son polihidroxialdehídos o cetonas y sus derivados, clasificados en simples y derivados. El término "sacárido" proviene del latín "saccharon" (dulce). Los elementos constantes son el grupo carbonilo y el hidroxilo. La disposición de los grupos hidroxilos en carbonos asimétricos determina la serie estérica (D o L), siendo la serie D la utilizada por los organismos vivos.
El grupo carbonilo reacciona con un hidroxilo del mismo monosacárido, formando un enlace hemiacetal y provocando la ciclización. Si reacciona con el hidroxilo en el cuarto átomo de carbono, se forma un anillo de seis lados (piranosa). Si reacciona con el hidroxilo en el tercer átomo de carbono, se forma un anillo de cinco lados (furanosa). En las formas cíclicas, el carbono del grupo carbonilo se convierte en un carbono anomérico, y el hidroxilo unido a este carbono puede estar por encima (beta) o por debajo (alfa) del plano del anillo.
Los elementos variables de los monosacáridos incluyen la posición del grupo carbonilo (aldosa o cetosa), el número de átomos de carbono, la serie estérica (D o L), la posición de los hidroxilos en carbonos asimétricos, la estructura del anillo (furanosa o piranosa) y la posición del hidroxilo en el carbono anomérico (anómero alfa o beta). Los monosacáridos simples tienen un grupo carbonilo y una cadena carbonada polihidroxilada, mientras que los derivados han sufrido transformaciones en sus grupos funcionales.
Los monosacáridos son fuente de energía, proporcionan carbono para la síntesis de lípidos y aminoácidos, forman parte de glicoproteínas, glicolípidos y nucleótidos, y son precursores de oligo y polisacáridos. Cumplen el principio de multiplicidad de utilización al realizar múltiples funciones en el organismo.
Los aminoácidos son las unidades estructurales de las proteínas, con 20 aminoácidos presentes en péptidos y proteínas. La fórmula general incluye un grupo carboxilo y un grupo amino unidos al carbono alfa, así como una cadena lateral (R). Los aminoácidos son ácidos orgánicos con un hidrógeno sustituido por un grupo amino, y su función principal es constituir las unidades estructurales de péptidos y proteínas. Los elementos constantes son el grupo amino y el carboxilo, mientras que el variable es el tipo de cadena lateral.
Los aminoácidos se clasifican según la estructura de su cadena lateral en: alifáticos (con cadena hidrocarbonada pura, con grupo hidroxilo, con átomos de azufre), con anillo aromático, con grupo carboxilo o amida, con grupos básicos y cíclicos. También se clasifican en ácidos (dos grupos carboxilos), básicos (dos grupos básicos) y neutros (un grupo de cada tipo). Según la polaridad de su cadena lateral, se dividen en polares (iónicos o poco iónicos) y apolares.
Los aminoácidos cumplen el principio de multiplicidad de utilización, siendo precursores de proteínas, formando parte de vitaminas, hormonas y neurotransmisores. Aunque no son directamente antibióticos, muchos fármacos para combatir infecciones bacterianas se derivan de ellos o los contienen, como betalactámicos (penicilinas y cefalosporinas), aminoglucósidos (gentamicina, estreptomicina) y macrólidos (eritromicina, azitromicina).
Se explica la formación del enlace peptídico, responsable de la polimerización de los aminoácidos, con la liberación de una molécula de agua. Se introduce el estudio de los nucleótidos, precursores de mayor complejidad estructural, formados por una base nitrogenada, un azúcar y uno o varios grupos fosfatos.
La estructura de los nucleótidos se mantiene por enlaces beta-N-glicosídicos (entre el azúcar y la base nitrogenada) y éster fosfórico (entre el hidroxilo del azúcar y el fosfato). Los elementos constantes son la base nitrogenada, el azúcar y el fosfato, mientras que los variables son el tipo de azúcar (ribosa o desoxirribosa), el tipo de base nitrogenada (púrica o pirimídica) y el número de grupos fosfatos. Los nucleótidos se clasifican según su base nitrogenada (púricos o pirimídicos), su tipo de azúcar (ribonucleótidos o desoxirribonucleótidos) y el número de fosfatos (monofosfatos, difosfatos y trifosfatos).
El enlace polimerizante entre los nucleótidos es el 3'5'-fosfodiéster, donde el fosfato reacciona con los hidroxilos de los carbonos 3' y 5', liberando una molécula de agua. Los nucleótidos cumplen el principio de multiplicidad de utilización, siendo fuente de energía, cofactores enzimáticos, reguladores del metabolismo y precursores de ácidos nucleicos.
Las características estructurales de los precursores de macromoléculas determinan su función biológica. Los monosacáridos, aminoácidos y nucleótidos desempeñan importantes funciones y cumplen el principio de multiplicidad de utilización. Los enlaces polimerizantes de los precursores son covalentes y estables en medio acuoso. En la próxima actividad, se estudiará cómo las características de los precursores determinan la estructura y funciones de las macromoléculas.
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0:03 un gran saludo para todos y que tengan un buen día o noche según sea el caso Les extiendo mi más cordial bienvenida a este canal que fue creado con la intención de proporcionar y llevar a cada uno de los estudiantes de Medicina las clases y videoconferencias del programa de formación de Medicina de la Universidad de la ciencia de la salud de Venezuela ante todo me presento soy el doctor adelis Rodríguez no olviden que al ingresar en mi canal podrán ver todas y cada una de las clases agrupadas por materia y año tengan en cuenta que si este material es de su agrado pueden colaborar suscribiéndose para recibir más videos no olviden darle click al botón de me gusta compartirlo en sus redes sociales
0:49 y comentar en la parte inferior para que este canal crezca y llegue a más estudiantes como ustedes Muchas gracias De antemano saludos a todos en la idad orientadora anterior se estudiaron las generalidades de la morfofisiología humana como ciencia aspectos relativos al crecimiento y desarrollo biológico del hombre la terminología anatómica relacionada con el cuerpo humano así como las características morfofuncionales de la célula entre los componentes moleculares que permiten la realización de las funciones celulares están los precursores de macromoléculas monosacáridos aminoácidos y nucleótidos que serán objeto de estudio de la actividad orientadora de hoy al concluir el estudio de estos contenidos serán
1:35 capaces de explicar las características estructurales y funcionales de los precursores de macromoléculas particularizando en sus elementos constantes y variables propiedades y enlaces polimerizantes el surgimiento de la vida como producto del desarrollo y transformación cualitativa de la materia provocó la selección de los elementos químicos adecuados durante el complejo proceso de evolución las biomoléculas están formadas principalmente por carbono hidrógeno oxígeno y nitrógeno además suelen contener azufre y fósforo entre otros elementos entre estas biomoléculas se encuentran los precursores que al polimerizarse mediante enlaces covalentes forman las macromoléculas la estructura básica de las macromoléculas está constituida por átomos de carbono
2:20 que se unen entre sí y con átomos de hidrógeno para formar cadenas hidrocarbonadas de longitud variable y de carácter estable en la imagen se representan varias asociaciones de los elementos químicos antes mencionados constituyendo moléculas sencillas denominadas precursores dentro de los que se encuentran los aminoácidos monosacáridos y nucleótidos estos precursores se unen mediante enlaces covalentes y dan lugar a las macromoléculas que tienen mayor complejidad estructural y elevado peso molecular [Música] así los monosacáridos se polimeriza formando los polisacáridos es necesario
3:07 recordar que el término polímero significa poli muchos yeros parte de forma que los polisacáridos están formados por la unión mediante enlaces covalentes de muchos monosacáridos los nucleótidos al polimerizarse forman los ácidos nucleicos mientras que los aminoácidos dan lugar a las proteínas de esta forma a partir de biomoléculas sencillas surgen moléculas más complejas que se agrupan de diferentes maneras con mayor peso molecular y son las macromoléculas podemos definir los precursores de macromoléculas como biomoléculas sencillas de peso molecular relativamente bajo que se agrupan entre sí para formar macromoléculas mediante el proceso de polimerización para comprender el estudio de los precursores hay que conocer los grupos funcionales presentes
3:53 en ellos que permitan identificarlos entre estos grupos funcionales se encuentran el carbonilo carboxilo amino hidroxilo metileno metilo y sulfhidrilo entre otros cada uno de los mismos presenta características estructurales y funcionales que participan en la determinación de las propiedades de los precursores de macromoléculas por lo que es necesario su estudio la función carbonilo o grupo carbonilo se presenta en dos formas aldeido si este se encuentra en un carbono primario o se tona si est en un carbo Bono secundario los monosacáridos poseen en su estructura un grupo aldeido acetona el grupo carboxilo caracteriza a los ácidos orgánicos este grupo se encuentra en los
4:39 aminoácidos y los ácidos grasos entre otras biomoléculas y le confiere un espacial carácter ácido a los compuestos que lo presentan en su estructura por ejemplo ácido acético o etanolo el grupo amino se encuentra muy distribuido en la naturaleza y este forma parte de aminoácidos ácidos nucleicos aminoazúcares etcétera y es importante recalcar que en dependencia del número de las sustituciones de los hidrógenos del grupo amino estaremos en presencia de una mina primaria secundaria o terciaria este grupo le confiere carácter básico a las biomoléculas que lo contienen los compuestos que poseen el grupo hidroxilo se conocen como alcoholes estos se clasifican en
5:24 primarios secundarios y terciarios e independencia del tipo de de carbono al que se encuentran Unidos el grupo hidróxilo se encuentra en varios tipos de biomoléculas como azúcares y aminoácidos entre otras a continuación estudiaremos los diferentes tipos de precursores Comenzando por los monosacáridos en esta imagen se representan dos monosacáridos ambos presentan grupos hidróxidos Unidos a sus átomos de carbono y un grupo carbonilo observan que tienen estructura similar pero difieren en el número de átomos de carbón en esta otra imagen se muestran también dos monosacáridos observen que tienen hidroxilos Unidos a los átomos de carbono y un grupo carbónico El de la izquierda presenta dicho grupo en un carbono secundario por lo que es una
6:10 acetosa y el de la derecha lo presenta en un carbono primario por lo que es una aldosa es importante que en el estudio de cada precursor se identifiquen las estructuras que están siempre presentes y constituyen elementos constantes así como las características estructurales que difieren entre uno y otro y C denominan elementos variables los elementos constantes determinan el concepto y los variables la clasificación a continuación abordaremos el concepto de monosacáridos y posteriormente sus elementos constantes y variables los monosacáridos son polihidroxialdehido xic tonas y sus derivados forman parte de los carbohidratos o glúcidos y se clasifican según su estructura en monosacáridos simples y derivados el término de sacárido proviene de latín tacharon que significa dulce los elementos constantes
6:56 de los monosacáridos son el grupo carbonilo y tamb vi el hidroxilo a continuación les mostramos varios ejemplos de monosacáridos donde observarán que todos poseen el grupo carbonilo y varios grupos hidróxilo y otras características estructurales que constituyen los elementos variables en esta imagen pueden observar la disposición de los grupos hidroxilos resaltados en verde fíjense que son diferentes en ambos compuestos estos hidroxilos están Unidos a átomos de carbono asimétricos deben recordar que estos átomos tienen sus cuatro valencias unidas agrupaciones atómicas diferentes Si observan el hidróxilo Unido al carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo podrán apreciar que el compuesto que lo presenta a la derecha se denomina d fructosa Mientras que el
7:43 que lo presenta hacia la izquierda es la l fructosa Esto es lo que constituye la serie estérica que puede ser d o l los organismos vivos solo utilizan los monosacáridos de la serie D en este caso particular y la disposición de los hid Hilos de ambas moléculas constituyen una imagen especular de la otra Por lo cual dichas moléculas son enantiómero o enantiomorfos las moléculas que cumplen esta condición Tienen las mismas propiedades físicas y químicas pero difieren en la desviación del plano de la luz polarizada y en su comportamiento en los seres vivos aquí observan los monosacáridos ambos son aldosas por presentar el grupo carbonilo en un carbono primario pero tienen diferentes series estérica por la disposición del grupo hidróxilo Unido al átomo de
8:29 carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo a continuación orientaremos otro elemento variable de estos compuestos el grupo carbón yo reacciona con un hidróxilo del mismo monosacáridos que se encuentra dejado tres a cuatro átomos de carbono formando un enlace denominado en mí acetal lo que provoca la civilización del monosacárido cuando el grupo carbónico reacciona con el hidroxilo que se encuentra en el cuarto átomo de carbono a partir del mismo se establece un anillo de seis lados que por su semejanza con un compuesto llamado pirano se denomina piran cc observen que en la fórmula cíclica los carbonos se enumeran en el sentido de las manecillas del reloj cuando el grupo carbonilo reacciona con el hidroxilo que se encuentra en el tercer átomo de carbono a partir del mismo se establece
9:14 un anillo de cinco lados que por su semejanza con un compuesto llamado furano se denomina forma furanica observen la numeración de los átomos de carbono en el sentido de las manecillas del reloj en las formas cíclicas el carbono del grupo carbonilo se convierte en un carbono asimétrico y ahora se denomina carbono anomérico que en este caso se corresponde con el carbono uno como se observa al cicar se la molécula el hidróxilo Unido al carbono anomérico puede quedar por encima o por debajo del plano del anillo cuando el hidróxilo del carbono anomérico está por debajo del plano del anillo se denomina Alfa mientras que cuando está por encima es Beta ahora Estamos en condiciones de resumir los elementos variables de los monosacáridos los elementos variables de los monos idos son la posición del grupo
10:01 carbonilo si está en un carbono primario es una aldosa mientras que si se encuentra en un carbono secundario es una acetosa el número de átomos de carbono la serie estética que ya sabemos que puede ser d o l la posición de los hidroxilos Unidos a átomos de carbono asimétricos la estructura del anillo que puede ser furanos o piranos en los monosacáridos que tienen cinco o más átomos de carbono y la posición del hidróxilo Unido al carbono Américo que puede ser anomero Alfa o anomero beta en la imagen se muestra la clasificación de los monosacáridos los simples son aquellos que poseen un grupo carbonilo y una cadena carbonada polihidroxilado el monosacárido puede ser aldeido acetona en dependencia de la posición del grupo carbonilo en el carbono primario o en
10:46 uno secundario se denominan monosacáridos derivados a los que han sufrido transformaciones y sus grupos funcionales estas transformaciones pueden ser por oxidación reducción o por sustitución es importante que cuando estudien la clasificación de los monosacáridos simples tengan en cuenta que esta depende de los elementos variables presentes en su estructura de esta manera se clasifican de acuerdo a posición del grupo carbonilo según número de átomos de carbono según la disposición de los grupos hidróxilo Unidos a carbonos asimétricos según la disposición del grupo hidróxilo Unido al carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo Los monosacáridos se clasifican también de estó o levógiros en dependencia así desplazan el plano de la luz polarizada a la derecha o a la
11:33 izquierda respectivamente al ser colocados en un polarímetro la reacción que experimenta el hidróxilo alométrica da lugar a un enlace acetal en su formación se libera una molécula de agua cuando el otro hidróxilo pertenece a otro monosacárido este enlace acetal toma el nombre de enlace glicosídico Este es el enlace que polariza a los monosac idos para formar los polisacáridos si el hidróxilo alométrica nos referiremos a sus
12:23 funciones entre sus funciones tenemos ser fuente de energía Pues en su oxidación completa dióxido de carbono y agua se forman cantidades apreciables de ATP constituir una fuente carbonada ya que parte de su cadena carbonada puede transformarse en compuestos no glucídico como lípidos y aminoácidos formar parte de moléculas más complejas como glicoproteínas glicolípidos y nucleótidos ser los precursores de los oligo y polisacáridos los monosacáridos cumplen el principio de multiplicidad de utilización ya que realizan más de una función en el organismo ahora pasaremos al estudio de otro de los precursores de macromoléculas los aminoácidos los aminoácidos son las unidades estructurales de las proteínas son 20 los aminoácidos que se encuentran en la
13:09 estructura de los péptidos y proteínas observen los aminoácidos que se muestran en la imagen y detalle en los elementos constantes y variables de su estructura en la imagen Se observa la fórmula general de los aminoácidos el grupo carboxilo y el amino se unen al carbono Alfa así como también la cadena lateral que se representa por r los aminoácidos son ácidos orgánicos en los que al menos un hidrógeno ha sido sustituido por un grupo amino cumplen funciones variadas Pero la más importante es constituir las unidades estructurales de los péptidos y las proteínas los elementos constantes de los aminoácidos son el grupo amino y el carboxilo Mientras que el variable es el tipo de cadena lateral en esta imagen se muestra la clasificación de los aminoácidos tomando en cuenta su
13:54 elemento variable es decir la estructura de la cadena lateral aminoácidos con cadena lateral alifática que se dividen a su vez en cadena hidrocarbonada pura con grupo hidroxilo en su cadena lateral que contiene átomos de azufre en su cadena natural aminoácidos con anillo aromático en su cadena lateral aminoácidos con grupo carboxilo o amida en su cadena lateral aminoácidos con grupos básicos en su cadena lateral y aminoácidos cíclicos se clasifican en ácidos y presentan dos grupos carboxilos y un amino básicos y tienen dos grupos básicos y uno solo carboxilos y neutr se presentan un grupo de cada tipo según la presencia de grupos químicos polares en su cadena lateral se dividen en polares
14:40 que pueden ser iónicos o poco lógicos y apolares veremos a continuación las funciones de los aminoácidos [Música] tengan en cuenta que si este material es de su agrado pueden colaborar suscribiéndose para recibir más videos no olviden darle click al botón de me gusta compartirlo en sus redes sociales y comentar en la parte inferior para que este canal crezca y llegue a más estudiantes como ustedes Muchas gracias De antemano existen otros Criterios de
15:26 clasificación que se muestran en la imagen cómo son el número de grupos carboxilos y básicos que son grupos y sociables los aminoácidos cumplen el principio de la multiplicidad de utilización por ejemplo son precursores de proteínas forman parte estructural de las vitaminas son precursores de algunas hormonas constituyen neurotransmisores ejemplos de antibióticos derivados de aminoácidos aunque los aminoácidos no son directamente antibióticos muchos de los fármacos que utilizamos para combatir infecciones bacterianas se derivan de ellos o contienen aminoácidos modificados algunos ejemplos incluyen betalactámicos penicilinas Y cefalosporinas estos antibióticos contienen un anillo betalactámico en su estructura el cual se deriva de
16:12 aminoácidos aminoglucósidos gentamicina estreptomicina estos antibióticos contienen aminoazúcares que son derivados de azúcares y aminoácidos macrólidos eritromicina acitrom misina aunque no se derivan directamente de aminoácidos estos antibióticos se unen a la subunidad 50 s del ribosoma bacteriano interfiriendo con la síntesis de proteínas en las imágenes se muestra la formación del enlace peptídico responsable de la polimerización de los aminoácidos como se observa se libera una molécula de agua ya hemos estudiado dos tipos de precursores los monosacáridos y los aminoácidos a continuación orientaremos el estudio de los nucleótidos que son los precursores de mayor complejidad estructural los nucleótidos Son compuestos formados por
16:59 una base nitrogenada un azúcar y por uno o varios grupos fosfatos su estructura se mantiene por los enlaces que observaremos a continuación aquí se observan los enlaces que mantienen la estructura de los nucleótidos Beta n glicosidicos entre el azúcar y la base nitrogenados Ester fosfórico entre el hidróxilo del azúcar y el fosfato anhídrido fosfórico en la imagen se observan los elementos constantes y vari de los nucleótidos los constantes son la base nitrogenada el azúcar y el fosfato mientras que los variables son el tipo de azúcar ribosa o desoxirribosa el tipo de base nitrogenada purin pirimidinica y el número de grupos fosfatos
17:45 Generalmente de uno a tres los nucleótidos se clasifican de la siguiente forma según su base nitrogenada en purinicos y pirimidinicas según su tipo de azúcar en ribonucleótidos y desoxirribonucleótidos y según el número de fosfatos en monofosfatos difosfato y trifosfatos el enlace polimerizante entre los nucleótidos es el 3 prima 5 prima fosfodiesterasa observe que el fosfato o ácido fosfórico reacciona con un dos hidroxilo y los uno del carbono 3 prima y otro del carbono 5 prima formando dos enlaces de tipo Ester fosfórico y liberando una molécula de agua por último estudiaremos las funciones de los
18:32 nucleótidos los nucleótidos cumplen también con el principio de multiplicidad de utilización ya que son fuente de energía son cofactores enzimáticos algunos son reguladores del metabolismo y son precursores de ácidos nucleicos lo estudiado en la actividad de hoy nos permite llegar a las siguientes conclusiones las características estructurales de los precursores de macromoléculas determinan su función biológica los monosacáridos Amin ácidos y nucleótidos desempeñan importantes funciones por lo que cumplen el principio de multiplicidad de utilización los enlaces polimerizantes de los precursores son del tipo covalentes fuertes y además en medio acuoso son estables en la actividad de hoy orientamos el estudio de los precursores de macromoléculas y observamos que los grupos funcionales
19:17 así como las características estructurales de dichas moléculas determinan su función biológica en la próxima actividad estudiaremos como las características de los precursores determinan la estructura y funciones de las macromoléculas como manifestación de la estrecha interrelación que existe entre la materia que constituye nuestro universo