Laboratorio

LABORATORIO DE BIOLOGÍA CELULAR BIO-131

GUÍA Nº 4: COMPONENTES QUÍMICOS DE LA CÉLULA

INTRODUCCIÓN Las células son estructuras increíblemente complejas y diversas, capaces de autorreplicarse y de realizar una amplia variedad de funciones especializadas en los organismos multicelulares. En términos generales, las células se componen de agua, iones inorgánicos (sales minerales) y moléculasorgánicas que contienen carbono. Tanto el agua como las sales minerales son muy importantes en el funcionamiento celular, sin embargo, son los compuestos orgánicos de la célula los que dan características únicas. Hidratos de carbono, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos son los cuatro tipos principales de moléculas orgánicas que se encuentran en la célula, y cumplen en ella roles tantoestructurales como funcionales. Las células obedecen a las mismas leyes físicas y químicas que determinan el comportamiento de los sistemas no vivos, y su química básica puede ser entendida en términos de las estructuras y funciones de estas cuatro clases principales de moléculas orgánicas.

Objetivo General del laboratorio: El objetivo de este laboratorio es que el estudiante sea capaz de reconocer ydiferenciar moléculas orgánicas e inorgánicas; que comprenda y explique, por medio de la justificación de los resultados obtenidos, los fundamentos de las metodologías de reconocimiento utilizadas.

Los HIDRATOS DE CARBONO o GLÚCIDOS (dulce). Como su nombre lo indica, se componen de carbono, hidrógeno y oxígeno. Los carbohidratos más simples son los monosacáridos. Todos ellos contienen gruposhidroxilo, así como grupos aldehídos o cetos. Estos azúcares simples se polimerizan (se agrupan en moléculas más complejas, formando cadenas), a través de reacciones de deshidratación para formar oligosacáridos (2-6 moléculas de monosacáridos) o polisacáridos (cientos o miles de moléculas de monosacáridos). El enlace formado en esta reacción se conoce como enlace glucosídico, y se establece entre elcarbono del grupo hidroxilo de una unidad y el carbono del grupo aldehído o ceto de otra unidad. Los glúcidos están presentes en la totalidad de las células, a veces libres, e intervienen en los procesos químicos celulares, o constituyen macromoléculas como por ejemplo, celulosa, almidón y ARN. Los polisacáridos juegan papeles importantes como moléculas de almacenamiento de energía, y también soncomponentes estructurales de la superficie celular. Los oligosacáridos se unen comúnmente a proteínas o lípidos, dando origen a las glicoproteínas y glicolípidos. Estos son parte importante de las membranas, y participan en los procesos de reconocimiento celular e interacción entre células.

Las PROTEÍNAS. Todas ellas contienen carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno; y además la mayoría contieneazufre y, algunas, fósforo, hierro, zinc o cobre. Están formadas por monómeros llamados aminoácidos, que se unen entre sí por medio del enlace peptídico. Este enlace covalente, a través del cual los aminoácidos polimerizan, se forma entre el grupo ácido carboxílico (-COOH) de un aminoácido y el grupo amino (-NH2) del siguiente mediante la eliminación de una molécula de agua. Las interaccioneshidrofóbicas y covalentes, como los puentes de azufre (S-S), que se establecen entre los aminoácidos que forman una proteína determinan en ella diferentes niveles de estructura, los cuales contribuyen a su plegamiento y a que adopten su conformación final característica. Por tanto la pérdida de esta conformación puede llevar a la pérdida de la función que una proteína realiza.

En la célula, lasproteínas realizan importantes funciones; proveen rigidez estructural (colágeno, queratina), controlan la permeabilidad de las membranas (proteínas transmembranales), regulan las concentraciones de los metabolitos (insulina, glucagón), reconocen y se unen a otras biomoléculas en forma covalente (proteínas de reconocimiento), participan en el transporte y movimiento celular (hemoglobina, miosina y...