Aminoácidos y bases nitrogenadas
En el tamizaje neonatal que se hace a los recién nacidos en Panamá se busca, entre otras cosas, la anemia falciforme. La causa es un cambio minúsculo: un solo aminoácido distinto en la hemoglobina. ¿Cómo puede un cambio tan pequeño alterar una proteína entera? Para responder hay que conocer los monómeros de las proteínas y de los ácidos nucleicos.
Estructura de un aminoácido
Las proteínas son polímeros: cadenas largas formadas por unidades más pequeñas llamadas monómeros. Los monómeros de las proteínas son los aminoácidos. Los 20 aminoácidos que forman las proteínas comparten un mismo esqueleto.
Todos los aminoácidos tienen el mismo amino y el mismo carboxilo. Lo que los diferencia es la cadena lateral R: puede ser un simple hidrógeno, un grupo metilo, una cadena con carga, una cadena no polar…
| Aminoácido | Cadena lateral R | Carácter |
|---|---|---|
| Glicina | $-H$ | la más sencilla |
| Alanina | $-CH_3$ | no polar |
| Valina | $-CH(CH_3)_2$ | no polar |
| Ácido glutámico | $-CH_2CH_2COOH$ | polar, cargada |
Todos los aminoácidos que forman las proteínas tienen un carbono central unido a varios grupos. Nombra los dos grupos funcionales que comparten todos los aminoácidos y…
Todos los aminoácidos que forman las proteínas tienen un carbono central unido a varios grupos. Nombra los dos grupos funcionales que comparten todos los aminoácidos y menciona qué otro componente los diferencia entre sí.
La glicina es el aminoácido más sencillo y su cadena lateral es solo un átomo de hidrógeno. Dibuja o describe su estructura, señalando el carbono central, el grupo amino…
La glicina es el aminoácido más sencillo y su cadena lateral es solo un átomo de hidrógeno. Dibuja o describe su estructura, señalando el carbono central, el grupo amino y el grupo carboxilo. Luego explica cómo cambiaría la estructura si la cadena lateral fuera un grupo metilo ($-CH_3$) y qué aminoácido se obtendría.
El enlace peptídico
Los aminoácidos se unen entre sí por una reacción de condensación: el grupo carboxilo de uno reacciona con el grupo amino del siguiente y se libera una molécula de agua. El enlace $-CO-NH-$ que se forma se llama enlace peptídico (es una amida).
El $-OH$ que se pierde viene del carboxilo y el hidrógeno viene del amino. Un dipéptido tiene dos extremos distintos: el extremo N-terminal (conserva un grupo amino libre) y el extremo C-terminal (conserva un grupo carboxilo libre).
Las proteínas son polímeros y los aminoácidos son sus monómeros. Indica cómo se llama el enlace que une a dos aminoácidos y qué grupos funcionales participan en su…
Las proteínas son polímeros y los aminoácidos son sus monómeros. Indica cómo se llama el enlace que une a dos aminoácidos y qué grupos funcionales participan en su formación.
Dos aminoácidos, la glicina y la alanina, reaccionan para formar un dipéptido y se libera una molécula de agua. Indica de cuál grupo funcional proviene el $-OH$ que se…
Dos aminoácidos, la glicina y la alanina, reaccionan para formar un dipéptido y se libera una molécula de agua. Indica de cuál grupo funcional proviene el $-OH$ que se pierde y de cuál proviene el hidrógeno. Además, señala qué extremo del dipéptido conserva un grupo amino libre y cuál conserva un grupo carboxilo libre.
La secuencia importa
Una proteína es una cadena de cientos de aminoácidos. El orden (la secuencia) determina cómo se pliega y qué función cumple. Las cadenas laterales polares o cargadas se orientan hacia el agua; las no polares se esconden lejos de ella.
En la anemia falciforme, un ácido glutámico (cadena polar y cargada) de la hemoglobina es reemplazado por una valina (no polar). Esa zona deja de ser afín al agua y se pega a otras moléculas de hemoglobina: las proteínas se agrupan en fibras y los glóbulos rojos se deforman en forma de hoz.
En la anemia falciforme, que se busca detectar en el tamizaje neonatal, un solo aminoácido de la hemoglobina cambia: un ácido glutámico, con cadena lateral polar y…
En la anemia falciforme, que se busca detectar en el tamizaje neonatal, un solo aminoácido de la hemoglobina cambia: un ácido glutámico, con cadena lateral polar y cargada, es reemplazado por una valina, con cadena lateral no polar. Analiza cómo este cambio en un solo monómero puede modificar las interacciones de la proteína con el agua y con otras proteínas. Argumenta por qué la secuencia de aminoácidos es tan importante para la función de una proteína.
Bases nitrogenadas
Los ácidos nucleicos (ADN y ARN) guardan la información genética. Sus monómeros son los nucleótidos, y cada uno tiene una base nitrogenada: un anillo orgánico con nitrógeno. Hay dos familias:
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Púricas (derivadas de la purina, dos anillos): adenina (A) y guanina (G).
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Pirimídicas (derivadas de la pirimidina, un anillo): citosina (C), timina (T) y uracilo (U).
La timina está en el ADN y el uracilo la reemplaza en el ARN. La timina es la base que está en el ADN pero no en el ARN; el uracilo es la que está en el ARN pero no en el ADN.
Las bases nitrogenadas del ADN son adenina, guanina, citosina y timina. Clasifica cada una como púrica (derivada de la purina) o pirimídica (derivada de la pirimidina) e…
Las bases nitrogenadas del ADN son adenina, guanina, citosina y timina. Clasifica cada una como púrica (derivada de la purina) o pirimídica (derivada de la pirimidina) e indica cuál de ellas no está presente en el ADN pero sí en el ARN.
Nucleótidos, ADN y ARN
Un nucleótido tiene tres partes: una base nitrogenada, un azúcar de cinco carbonos (pentosa) y un grupo fosfato. En el ADN el azúcar es la desoxirribosa; en el ARN es la ribosa.
| Característica | ADN | ARN |
|---|---|---|
| Azúcar | desoxirribosa | ribosa |
| Base exclusiva | timina (T) | uracilo (U) |
| Estructura habitual | doble hélice | cadena sencilla |
Un nucleótido está formado por una base nitrogenada, un azúcar de cinco carbonos y un grupo fosfato. Itzel afirma que el ADN y el ARN se diferencian solo en una base…
Un nucleótido está formado por una base nitrogenada, un azúcar de cinco carbonos y un grupo fosfato. Itzel afirma que el ADN y el ARN se diferencian solo en una base nitrogenada. Explica si su afirmación es completa y señala al menos dos diferencias entre ambos ácidos nucleicos, incluida la del azúcar.
Apareamiento de bases
En la doble hélice del ADN las dos hebras se unen mediante puentes de hidrógeno entre bases complementarias: A con T (2 puentes) y G con C (3 puentes). Siempre se aparea una base púrica (grande) con una pirimídica (pequeña), de modo que la distancia entre las hebras es constante.
Consecuencias:
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Más puentes significan más estabilidad: un fragmento rico en pares G-C necesita más energía (mayor temperatura) para separar sus hebras que uno rico en A-T.
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Dos púricas juntas serían demasiado anchas y dos pirimídicas demasiado angostas: la distancia entre las hebras no sería uniforme y la doble hélice se deformaría.
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La complementariedad fija permite copiar fielmente cada hebra a partir de la otra, y así se conserva la información genética al dividirse la célula.
En una hebra de ADN, la adenina se aparea con la timina mediante dos puentes de hidrógeno y la guanina con la citosina mediante tres. Con esta información, analiza qué…
En una hebra de ADN, la adenina se aparea con la timina mediante dos puentes de hidrógeno y la guanina con la citosina mediante tres. Con esta información, analiza qué ocurriría con la estabilidad de dos fragmentos de ADN de igual longitud: uno rico en pares A-T y otro rico en pares G-C. Explica además por qué un apareamiento entre dos bases púricas no encajaría en la doble hélice, y relaciona ambas ideas con la conservación de la información genética.
Vuelve al principio: un solo aminoácido distinto cambia cómo se pliega y se agrupa la hemoglobina, porque su cadena lateral altera las interacciones con el agua y con otras proteínas.