Fundamentos de Bioquímica: Estructura de Carbohidratos y Ácidos Nucleicos

Introducción a los Precursores y Biopolímeros

1. ¿Qué es un precursor? Proporcione ejemplos.

Los precursores son moléculas simples que generan, a su vez, moléculas de mayor masa molecular llamados monómeros, los cuales se unen entre sí formando grandes cadenas. Algunos ejemplos incluyen el dióxido de carbono (CO₂), el agua (H₂O) y el nitrógeno (N₂).

2. ¿Qué es un biopolímero? Mencione 3 ejemplos.

Son macromoléculas orgánicas que cumplen un rol biológico fundamental. Tres ejemplos destacados son:

• Polisacáridos
• Proteínas
• Ácidos nucleicos

3. ¿Entre qué valores de unidades de masa atómica (u) se encuentran los polisacáridos, las proteínas y los ácidos nucleicos?

La masa molecular de los polisacáridos, proteínas y ácidos nucleicos oscila entre las 10³ y 10⁹ unidades de masa atómica (u).

Estudio de los Carbohidratos

4. ¿Cómo están formados los carbohidratos?

Están formados por átomos de oxígeno, carbono e hidrógeno.

5. Fórmula general de la glucosa

La fórmula química de la glucosa es C₆H₁₂O₆.

6. Clasificación de carbohidratos y ejemplos

Se clasifican en:

• Monosacáridos: Glucosa y fructosa.
• Disacáridos: Maltosa.
• Polisacáridos: Almidón, glucógeno y celulosa.

7. Explique cómo están formados los monosacáridos desde el punto de vista químico.

Desde el punto de vista químico, todos los monosacáridos poseen en su estructura un grupo hidroxilo (–OH) y un grupo carbonilo (–C=O).

8. Clasifique los monómeros de acuerdo al número de carbonos.

• Triosas: 3 carbonos.
• Tetrosas: 4 carbonos.
• Pentosas: 5 carbonos.
• Hexosas: 6 carbonos.

10. Explique cómo se forman los enlaces glucosídicos.

Se forman debido a que un átomo de oxígeno sirve de puente de unión entre las unidades monoméricas.

11. ¿Cómo se forman los disacáridos?

Se forman por la unión de dos monosacáridos, generalmente a través de la interacción entre los grupos hidroxilos de ambos.

13. ¿Cuándo se habla de polisacáridos y qué ejemplos tenemos de ellos?

Se habla de polisacáridos cuando se unen más de diez monosacáridos. Ejemplos comunes son el almidón y la celulosa.

14. ¿Cómo está formado el almidón?

El almidón está formado por dos polímeros en distintas proporciones: amilopectina y amilosa.

• La amilopectina es un polímero ramificado construido por 1000 o más moléculas de α-glucosa con enlaces α(1,6).
• La amilosa es un polímero lineal formado por 1000 o más moléculas de α-glucosa, unidas únicamente por enlaces α(1,4).

15. Explique detalladamente la celulosa y cómo está formada.

La celulosa es un polímero presente en todos los vegetales. Está formado por miles de unidades de β-glucosa enlazadas por uniones β-1,4-glucosídicas. Las diferentes moléculas de celulosa interactúan a través de puentes de hidrógeno, originando así una gran estructura que otorga resistencia y rigidez a los vegetales.

16. ¿En qué parte de los vegetales se encuentra la celulosa?

Se encuentra principalmente en las hojas, la corteza y el algodón.

Ácidos Nucleicos y Genética

19. ¿Qué son los ácidos nucleicos desde el punto de vista de la química?

Son polímeros constituidos por unidades estructurales llamadas nucleótidos, los cuales constan de tres componentes: una pentosa (carbohidrato), un grupo fosfato y una base nitrogenada.

21. ¿De dónde provienen los grupos fosfatos que forman parte de los ácidos nucleicos y cuál es su estructura?

Provienen de la molécula inorgánica ácido fosfórico (H₃PO₄), que al perder sus átomos de hidrógeno puede unirse a otros átomos como un grupo fosfato.

23. Mencione 3 diferencias entre ADN y ARN.

1. Estructura: El ADN es de doble hebra, mientras que el ARN es de hebra simple.
2. Azúcar: El azúcar del ADN es la desoxirribosa y el del ARN es la ribosa.
3. Bases nitrogenadas: El ADN contiene Adenina, Timina, Citosina y Guanina (ATCG); el ARN contiene Adenina, Uracilo, Citosina y Guanina (AUCG).

24. Diferentes niveles de organización de los ácidos nucleicos.

Se organizan en niveles: primaria, secundaria y terciaria.

26. ¿Cuáles son las 3 etapas de la expresión genética o transferencia de información genética?

Las etapas son: replicación, transcripción y traducción.

27. Explique los procesos de replicación, transcripción y traducción.

• Replicación: Durante este proceso, la doble hélice del ADN se desenrolla parcialmente y sobre cada una de estas hebras se van ubicando los nucleótidos que contienen las bases complementarias a la hebra original. Es un proceso semiconservativo, puesto que cada vez que se replica, conserva una hebra original y sintetiza la otra.
• Transcripción: Es el proceso por el cual la información contenida en el ADN se copia en el ARN mensajero (ARNm). Las hebras del ADN se separan por acción de la enzima helicasa.
• Traducción: Corresponde a la síntesis de proteínas o polipéptidos a partir de la lectura del ARNm. Existen secuencias de nucleótidos (codones) que codifican para aminoácidos específicos; por ejemplo, los codones GUC, GUU, GUA y GUG codifican para el aminoácido valina.