Estructura Biomolecular

3. Estructura de biomoléculas
Carmen Pueyo de la Cuesta, Juan López Barea
Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, Campus Universitario de Rabanales, Edificio Severo Ochoa, 14071-Córdoba

RESUMEN

La comprensión de las relaciones entre estructura y función de las biomoléculas es básica en Bioquímica. Su estudio suele basarse en la observación de imágenes en dos dimensiones. Sepretende familiarizar a los alumnos con sus estructuras 3D formando modelos de biomoléculas y haciendo observaciones que les hagan comprender las bases estructurales de sus funciones. Los alumnos se organizan en grupos que reciben cierto número de átomos de C, N, O e H y enlaces con los que construirán las moléculas. Con las formadas por cada grupo y su combinación con las de su asociado, comprenderánlas conformaciones de los azúcares y las diferencias entre polisacáridos estructurales o de reserva, de las bases nitrogenadas púricas y pirimidínicas, de los nucleósidos y la especificidad de los apareamientos entre bases, las diferencias entre ácidos grasos saturados e insaturados, la estructura 3D de los Laminoácidos, el carácter plano del enlace peptídico, y las posibilidades de giro de losaminoácidos en relación al enlace peptídico. Título corto: Estructura de biomoléculas. Palabras clave: modelos moleculares; azúcares, ácidos nucleicos, ácidos grasos, L- y D-aminoácidos, péptidos.

1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS 1.1. Objetivos Se pretende que los alumnos afiancen sus conocimientos sobre las estructuras tridimensionales de las biomoléculas explicadas en las clases de Teoríaconstruyendo modelos de azúcares (mono y disacáridos), bases N, nucleósidos, pares de bases, ácidos grasos, aminoácidos y péptidos, y realizando observaciones programadas. Los alumnos deben ser capaces de responder a sencillas cuestiones, como las que, como ejemplo, se incluyen al final de la práctica. 1.2. Instrucciones Los alumnos se organizan en ocho grupos. Cada uno construirá las moléculas indicadas;luego con el grupo asociado (1-2, 3-4, 5-6, 7-8) las combinarán en otras mas complejas. Cada grupo recibirá un número de átomos de C (negro), N (azul), O (rojo) e H (blanco) y enlaces para formar las biomoléculas.

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Antes de salir del laboratorio cada grupo recontará y devolverá el material recibido. Si se rompe o pierde algún elemento responderá el grupo entero.

2. LISTADO DEL MATERIALNECESARIO Cada grupo recibe un estuche con material del “Cochranes Molecular Model Kit/Biochemistry” (Aldrich Z18,476-4) relacionado a continuación (Figura 1): 9 C (tetravalente), 8 C (trivalente), 2 N (tetravalente), 6 N (trivalente), 3 O (divalente), 4 O (monovalente), 3 H (divalente), 7 H (monovalente), 21 enlaces largos y 15 cortos, 3 enlaces para puentes de H y 4 piezas de dobles enlaces. Ellistado de material preciso en cada molécula se indica tras las observaciones que los alumnos deben hacer sobre ellas.

Figura 1. Átomos y enlaces del estuche. Se muestran los átomos (y valencias) de C, N, O e H y los enlaces con los que se unirán para formar las distintas moléculas.

Al final de la práctica el material se contará, se reorganizará en su estuche y se devolverá para que haganprácticas los demás compañeros. Se nombrará un responsable en cada grupo, para que no se rompa o pierda nada.

3. PROTOCOLO A REALIZAR 3.1. Azúcares y oligosacáridos Cada grupo construirá una molécula de la hexosa D-glucopiranosa (Figura 2) y se harán en ella las siguientes observaciones:

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Figura 2. Estructura de la α-D-glucopiranosa. Modificando la estructura básica mostrada se harán lasobservaciones indicadas seguidamente.

1. Distinguir entre las conformaciones silla y bañera, alterando la posición

del C1 en el anillo piranósico respecto del plano formado por C2, C3, C5 y O, manteniendo las posiciones de los restantes C de la molécula. 2. Diferenciar los anómeros α y β, en base a la orientación del –OH hemiacetálico situado en el C1 del anillo. 3. Diferenciar entre las...