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Adenina

La adenina es una de las cinco bases nitrogenadas que constituyen el fundamento de la estructura molecular helicoidal de los ácidos nucleicos: el ácido desoxirribonucleico (ADN), y el ácido ribonucleico (ARN). Las otras cuatro son la citosina, la guanina, y la timina, presente en el ADN, y el uracilo, específico del ARN. Adenina y guanina son bases púricas, ya que su conformación química deriva de la química derivada de la purina, mientras que las tres restantes son pirimidínicas, ya que se relacionan estructuralmente con la pirimidina. En las largas secuencias a través de las cuales se analiza la información genética (especialmente activa desde la descodificación del genoma humano a principios de la década de 2000) la adenina se consigna mediante la letra A. Además de componente esencial de los ácidos nucleicos, la adenina es un compuesto orgánico presente en estado natural en plantas como el té y en otras sustancias como la orina. Las moléculas de adenina están formadas por...

Adrenalina

Sustancia vasoactiva secretada en condiciones naturales por las glándulas adrenales (también denominadas suprarrenales por encontrarse justo encima de los riñones). También se ha conseguido su síntesis en el laboratorio. Fue identificada por primera vez por Cybulsky, un investigador polaco, en 1985. Friedrich Stolz consiguió su síntesis artificial a principios del siglo XX. También llamada epinefrina, es una catecolamina (sustancias con un grupo catecol y un radical amino) que deriva de dos aminoácidos la fenilalanina y la tirosina. Es similar a la noradrenalina (o norepinefrina) aunque de acción más potente, rápida y corta. Sus funciones en el organismo son:. Actúa sobre el sistema nervioso simpático estimulándolo. Suele secretarse en situaciones de estrés, y constituye un mecanismo defensivo del organismo que actúa preparándolo y activándolo para situaciones comprometidas. Aumenta las concentraciones de glucosa en sangre movilizando las reservas de glucógeno tanto del hígado...

Almidón

El almidón es el polisacárido de reserva predominante en los vegetales. Es un homopolisacárido, ya que está formado por un único tipo de monosacárido, la glucosa, aunque puede contener una serie de constituyentes adicionales en cantidades mínimas, como es el caso del almidón de los cereales, que contiene un porcentaje reducido de grasas. Se encuentra en plastos especializados de las células vegetales, a los que se denomina amiloplastos. En ellos forma cúmulos, llamados gránulos, muy poco solubles en agua. La forma y tamaño de estos gránulos varían dentro de amplios márgenes en función del vegetal en el que se encuentren. Así, por ejemplo, en las semillas del maíz, trigo o centeno, los gránulos son sencillos, mientras que en las semillas del arroz, presentan una estructura compuesta, a partir de microgránulos acumulados. Desde el punto de vista químico, el almidón consta de una mezcla de dos polisacáridos diferentes: la amilosa, que forma cadenas lineales de moléculas de glucosa, y...

Alosterismo

El alosterismo es la modificación que sufren ciertas enzimas, los catalizadores biológicos, cuando se unen a ellas determinadas moléculas de forma que pueden activar, inhibir o modular su actividad. Las enzimas que sufren procesos de alosterismo se denominan enzimas alostéricas, mientras que a las moléculas que actúan como sustancias reguladoras se las conoce como ligandos, efectores o moduladores. Las enzimas alostéricas presentan la posibilidad de ver alterada su actividad por la entrada de reguladores en sitios diferentes a los sitios activos normales de la molécula enzimática: se trata de los llamados sitios alostéricos. La interacción entre el ligando y la enzima induce un cambio en la estructura tridimensional de la molécula, hasta el punto de modificar la relación habitual entre la propia enzima y el compuesto sobre el que actúa, al que se llama sustrato, para dar lugar a un determinado producto bioquímico diferente. En bioquímica, el control alostérico resulta de la...

Aminoácido

Los aminoácidos son pequeñas moléculas formadas principalmente por átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Estos átomos forman una estructura básica común a todos los aminoácidos. Un átomo de carbono, llamado carbono α (alfa), actúa como pieza central y a él se le unen cuatro grupos: un grupo amino básico (–NH2), un grupo carboxilo ácido (–COOH), un átomo de hidrógeno y un grupo denominado cadena lateral, que es característico de cada aminoácido y le confiere su identidad. A los aminoácidos que tienen esta estructura básica se les denomina α-aminoácidos. Debido a las diferentes cadenas laterales, se han podido cuantificar veinte aminoácidos distintos que forman parte comúnmente de las proteínas. Para nombrarlos se pueden abreviar de dos formas: por medio de tres letras y por medio de una sola, la nomenclatura más utilizada en la actualidad. Por ejemplo, el ácido glutámico (o glutamato, como es más conocido por ser utilizado en muchos alimentos como potenciador de sabor)...

Aminoácidos, péptidos y proteínas

Aminoácidos, péptidos y proteínas. Las proteínas son moléculas que desempeñan una gran variedad de funciones. La hemoglobina, las inmunoglobulinas y el colágeno son algunos ejemplos de proteínas más o menos conocidas que podemos encontrar en nuestro cuerpo. Igualmente, es posible hallar proteínas en otros muchos sitios: en las plumas de las aves, en los cuernos, en los hilos de seda, en la lana, en las semillas de los cereales, y así un largo etcétera. Además de multitud de funciones, las proteínas presentan también una gran variedad de formas. Las proteínas de colágeno, al igual que las que tenemos en nuestros músculos o en el pelo y las plumas de los animales, tienen estructura alargada, de fibra, mientras que las que circulan por el torren­te sanguíneo, como las hormonas, tienen forma tridimensional (son llamadas proteínas globulares). La estructura de cada proteína se relaciona con la función que desarrolla. Las proteínas existen en todos los organismos, y en cada una de las...

Anemia

La anemia es una alteración de la sangre caracterizada fundamentalmente por la disminución del nivel de hemoglobina que puede traducir una pérdida importante de glóbulos rojos. Aunque el nivel de hemoglobina presente en la sangre cambia de forma normal en todas las personas debido a los más diversos factores, puede considerarse que por debajo de ciertos umbrales existe una disfunción grave que pone en peligro la salud y, en ocasiones, la vida. La anemia se puede clasificar, según su etiología, en los siguientes tipos:. Anemia por falta de hierro en la alimentación: es la más corriente y la que presenta una menor gravedad. Es también denominada anemia ferropénica. Anemia aplásica y hemolítica: implican un descenso brusco de los niveles tanto de glóbulos rojos como de hemoglobina. Son las más peligrosas para la salud, pudiendo llegar a causar la muerte del paciente en casi el 90% de los casos. Anemia megaloblástica y macronormoblástica: componen el grupo de las anemias...

Bioelemento

Los bioelementos son un grupo de elementos químicos que constituye el 95,4% de la masa total de los seres vivientes. Se trata de los siguientes: el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el azufre y el fósforo. No es casualidad que sea sobre estos elementos, y no sobre otros, sobre los que se asientan las bases estructurales y funcionales de los procesos biológicos. Su posición, próxima entre ellos, en la tabla periódica de los elementos revela una serie de propiedades que los hacen especialmente idóneos al respecto. Son los elementos de menor número atómico (número de electrones) con capacidad de formar enlace covalente, por lo que dichos enlaces son muy estables. La posibilidad de compartir más de un par de electrones les permite conformar enlaces dobles y triples, lo cual les confiere una gran versatilidad para formar cadenas largas, ramificadas o anillos. La configuración tetraédrica de los enlaces del carbono permite que las diferentes moléculas orgánicas puedan...

Bioetanol

El bioetanol es un alcohol obtenido de la fermentación de los azúcares contenidos en diversas especies de cultivo como el maíz, la caña de azúcar, la cebada o el sorgo, que al mezclarse con la gasolina da lugar a una combinación de alto rendimiento energético, el biocombustible o biocarburante. Éste reduce de forma notable los niveles de gases contaminantes propios de los motores de combustión tradicionales alimentados con combustibles fósiles como la gasolina o el gasóleo. Se trata de un compuesto del que se han obtenido numerosas variedades que pueden combinarse en muy diferentes proporciones con las gasolinas y gasóleos o, incluso, llegar a emplearse solos. Entre las preparaciones más empleadas en la actualidad cabe citar el E-5 y el E-10, que son elaboraciones de bioetanol que se pueden combinar al 5 o al 10% con gasolina y que no requieren modificaciones de los motores convencionales. En la segunda mitad de la década de 2000 el E-5 es el bioetanol autorizado en Europa,...

Biomolécula

Mediante enlaces químicos, los bioelementos se unen de diversos modos para formar moléculas, que reciben el nombre de biomoléculas porque son las que configuran a los seres vivos. A las biomoléculas tradicionalmente se las ha denominado “principios inmediatos”. Son compuestos originados en su estructura básica por un elemento esencial, el carbono, a cuyos átomos se unen otros átomos de diferentes elementos químicos. Las funciones que las biomoléculas realizan en los seres vivos son muy variadas: los glúcidos y los lípidos desempeñan, en general, funciones de reserva energética y estructurales. Las proteínas ejercen una función catalítica y también estructural. Los ácidos nucleicos, por su parte, son los encargados de almacenar la información genética sobre la que se basa el funcionamiento celular.

Celulosa

La celulosa es un carbohidrato complejo, o polisacárido, formado por cadenas de tres mil o más unidades moleculares de glucosa y constituye el componente estructural esencial de las células vegetales o, más específicamente, de sus paredes celulares. De hecho, se considera que un tercio de la materia vegetal es celulosa, llegando en algunos casos a constituir el más del 90% del contenido en especies como el algodón, o el 50% de la materia de la madera. Se trata, pues, del más abundante de los compuestos orgánicos presentes en la naturaleza. La fórmula química de la unidad molecular de la celulosa es (C6H10O5)n, siendo n el número de unidades que conforman la cadena completa del polisacárido. Las uniones que se establecen entre las unidades de glucosa son enlaces glucosídicos de una particular conformación, que confieren a las moléculas de celulosa ciertas características, entre las que destacan su gran rigidez estructural y su insolubilidad. Las largas cadenas de celulosa no...

Cinética enzimática

Cinéticaenzimática. Las enzimas son proteínas con actividad catalítica, es decir, que son capaces de aumentar la velocidad de las reacciones metabólicas para que se realicen en menos tiempo. La cinética enzimática se encarga del estudio de la velocidad a la que se llevan a cabo las reacciones catalizadas enzimáticamente, que depende de ciertas variables, como las concentraciones de enzima, sustrato y producto, el pH, la temperatura, etc. Los resultados que se obtienen de ese estudio proporcionan información acerca de la reacción catalítica en sí (las concentraciones de sustrato y producto, por ejemplo), de la especificidad de la enzima que participa, y de varios parámetros que caracterizan las propiedades físicas de la proteína enzimática. La cinética enzimática es ampliamente utilizada en investigación, ya que, por ejemplo, una velocidad de reacción anormal puede significar la presencia de una enfermedad. Las reacciones enzimáticas se pueden expresar mediante la siguiente...

Citosina

La citosina es un compuesto orgánico, llamado base nitrogenada, que forma parte de la estructura de los ácidos nucleicos, responsables de la transmisión de la herencia genética: el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN). Las bases nitrogenadas se clasifican en dos grupos: las púricas, derivadas de la purina y que son la adenina y la guanina, y las pirimidínicas, que derivan de la estructura molecular de la pirimidina y son, junto a la citosina, la timina (en el ADN) y el uracilo (en el ARN). En el código genético la citosina se representa con la letra C. Las moléculas de citosina están formadas por átomos de carbono, nitrógeno, oxígeno e hidrógeno. El nombre de base nitrogenada se debe a la estructura de la molécula. En el esqueleto carbonado algunos de los átomos de carbono han sido sustituidos por átomos de nitrógeno, los cuales presentan algunos pares de electrones libres. Estos electrones pueden ser cedidos para la formación de enlaces con otras...

Colesterol

Lípido que se encuentra en todas las células y también en la sangre de los vertebrados. Fue identificado por primera vez por Michel Chevreul en cálculos localizados en la vesícula biliar (su nombre griego significa “bilis sólida”). En su estructura química presenta una molécula de ciclopentanoperhidrofenantreno con diferentes modificaciones. Presenta dos extremos claramente diferenciados: uno formado por un grupo hidroxilo de naturaleza polar y otro apolar con grupos alifáticos. Es soluble en cloroformo y prácticamente insoluble en agua. Debido a estas características en la sangre siempre es transportado junto a proteínas formando moléculas muy grandes que se denominan lipoproteínas. El colesterol es fundamental para el ser humano. Sus funciones son:. Formar parte fundamental de la estructura de la célula animal (no existe en los vegetales). Es escaso en la membrana celular y más importante en la membrana citoplasmática, ya que controla y regula sus características físicas y...

Diabetes

Enfermedad crónica caracterizada por la falta total o parcial de una hormona que se denomina insulina, que se produce en una parte del páncreas. Esta hormona se encarga de regular el metabolismo energético. Junto al glucagón tiene como misión mantener las concentraciones de glucosa sanguínea estables y dentro de los límites fisiológicos. En la diabetes, al no existir unas concentraciones adecuadas de insulina, existe un mal aprovechamiento de la glucosa que no puede pasar al interior de las células, lo que ocasionará que las concentraciones en sangre estén anormalmente elevadas. Existen varios tipos de diabetes:. La diabetes gestacional: se desarrolla durante el embarazo debido a los cambios hormonales y fisiológicos que ocurren durante la gestación. Después del parto la situación vuelve a la normalidad en casi todos los casos. La diabetes tipo 1: no se conoce la causa (aunque en ocasiones se han descrito la presencia de determinados virus o de otras enfermedades). En este caso...

Disacárido

Los oligosacáridos más conocidos y de mayor importancia biológica son los disacáridos, que están formados por sólo dos unidades de monosacáridos. Los disacáridos se diferencian entre sí por los monosacáridos que los forman y por los carbonos que intervienen en su unión. Los monómeros pueden ser del mismo tipo, como en la maltosa (unión de dos residuos de glucosa), o distintos, como ocurre en la lactosa (formada por una glucosa y una galactosa). Por otro lado, los carbonos que más frecuentemente intervienen en la unión de los dos monosacáridos son el carbono uno del primer residuo y los carbonos uno, dos, cuatro y seis del segundo residuo. Estos enlaces se escriben de una manera muy sencilla: 1→1, 1→2, 1→4 y 1→6, respectivamente. Es decir, la unión 1→1 nos indica que se ha producido enlace entre el carbono uno del primer monómero y el carbono uno del segundo; la unión 1→2 indica que hay fusión entre el carbono uno del primer azúcar y el carbono dos del segundo, y así sucesivamente. ...

Enzimas bacterianas

Las bacterias son los microorganismos procariotas más abundantes del planeta. Existen gran cantidad de tipos diferentes de bacterias, que se pueden clasificar según su morfología, su forma de nutrición, etc. A pesar de estas diferencias, también presentan múltiples características en común, como la ausencia de núcleo delimitado por una membrana o la realización del proceso de replicación. Algo que también comparten todos los tipos de bacterias es la presencia de proteínas de carácter enzimático, que les permiten llevar a cabo distintos procesos: nutrición, replicación, etc. Dependiendo del tipo de nutrición que realicen, las bacterias tienen unas enzimas u otras, y éstas serán las responsables de llevar a cabo los procesos metabólicos. Bacterias fotosintéticas. Este grupo de bacterias, entre las que se encuentran las cianobacterias, utiliza la luz como fuente para la obtención de energía química. Las dos enzimas fundamentales en el proceso de fotosíntesis son la NADP-reductasa,...

Enzimas víricas

Los virus son microorganismos muy sencillos formados por un ácido nucleico (bien ADN o bien ARN), una cápsula proteica que lo rodea y, en algunas ocasiones, una envoltura membranosa. No tienen metabolismo propio, ya que carecen de las enzimas necesarias para llevarlo a cabo, mientras que la función de replicación la realizan con la “ayuda” de una célula huésped, de la que aprovechan su sistema enzimático. Existen, sin embargo, ciertos tipos de virus que sí tienen enzimas propias que juegan un papel fundamental en algunas etapas del proceso de infección viral. Este proceso presenta algunas diferencias dependiendo de si las células infectadas son procariotas (bacterias) o eucariotas (células animales). En el primer caso, los virus, denominados bacteriófagos, empiezan el ciclo de infección fijándose a la bacteria e introduciendo su material genético en ella. Como las bacterias presentan una pared celular, el virus utiliza una enzima propia, la lisozima, que es capaz de perforar esa...

Enzimas y vitaminas

Las enzimas aceleran enormemente la velocidad de las reacciones. En la naturaleza, una reacción química puede tardar muchas horas en llevarse a cabo, lo que no supone una gran ventaja para los organismos. Sin embargo, en presencia de una enzima, esa misma reacción puede realizarse de mil a un millón de veces más rápido. Por otro lado, la importancia de las enzimas también radica en tres puntos fundamentales: su estudio, que sirve para entender las reacciones del metabolismo que se producen en las células, como el análisis de las enzimas que intervienen en la glucólisis; su relación con ciertas enfermedades, ya que muchas de las patologías que existen se deben a un fallo en las enzimas, por ejemplo el albinismo –causado por un fallo en la enzima que produce la melanina de la piel–, y su utilización, cada vez más abundante, en la industria, por ejemplo en la fabricación de productos de panadería y bollería y del vino. Las vitaminas, por su parte, son compuestos esenciales para el...

Esfingolípido

Los esfingolípidos son lípidos complejos cuya estructura básica está formada por una molécula, llamada esfingosina, y por un ácido graso. A esta estructura básica, conocida como ceramida, se le pueden unir diferentes moléculas, lo que origina tres tipos de esfingolípidos: esfingomielinas, si se le unen una molécula de ácido ortofosfórico y otra de colina; cerebrósidos, formados por la ceramida y una molécula de monosacárido, y gangliósidos, que se componen de ceramida y un oligosacárido complejo (formado por combinaciones de galactosa, glucosa, N-acetilglucosamina, etc.). Estos lípidos complejos se encuentran sobre todo en las membranas citoplasmáticas de las neuronas y en las vainas de mielina que protegen sus axones, prolongaciones de las neuronas que desempeñan un papel fundamental en la conducción de los estímulos nerviosos del cerebro. Los gangliósidos, además, actúan como receptores en las membranas plasmáticas de algunas toxinas y virus.