Introducción
En este trabajo se mencionaran las moléculas orgánicas que se encuentran presente en los seres vivos tales como son las enzima, vitaminas, hormonas y ácidos nucleicos los cuales están involucradas con la dieta, alimentación y desarrollo de los seres vivos. Tal como las enzimas son un ejemplo de que no sólo es importante lo que comemos sino que además es indispensable una buena capacidad de absorber esos nutrientes, también ayudan a que muchas funciones de nuestro organismo se hagan más rápidas y de un modo más eficaz. En la naturaleza existen solo dos tipos de ácidos nucleicos: El ADN (ácido desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico) y están presentes en todas las células estos ácidos nucleicos tienen al menos dos funciones: trasmitir las características hereditarias de una generación a la siguiente y dirigir la síntesis de proteínas específicas, ya que forman parte del ser humano desde que es fecundado. Las hormonas son sustancias segregadas por células especializadas, localizadas en glándulas de secreción interna o glándulas endocrinas (carentes de conductos), o también por células epiteliales e intersticiales con el fin de afectar la función de otras células. También hay hormonas que actúan sobre la misma célula que las sintetizas (autocrinas). Las Vitaminas son esenciales en el metabolismo y necesarias para el crecimiento y para el buen funcionamiento del cuerpo. Solo la Vitamina D es producida por el organismo, el resto se obtiene a través de los alimentos.
Todas las vitaminas tienen funciones muy específicas sobre el organismo y deben estar contenidas en la alimentación diaria para evitar deficiencias. No hay alimento mágico que contenga todas las vitaminas, solo la combinación adecuada de los grupos de alimentos hacen cubrir los requerimientos de todos los nutrimentos esenciales para la vida.
Moléculas Orgánicas en los Seres Vivos (Enzimas, vitaminas, hormonas y ácidos nucleicos)
Existen aproximadamente seis categorías de nutrientes, los cuales son, el agua, minerales, proteínas, grasa, carbohidratos y vitaminas. La palabra “enzima” tiene un significado que se refiere a “en la levadura” cuyo término se empleo aproximadamente en el año 1877 Las enzimas son unas sustancias (la mayoría proteicas) que actúan como catalizadores o sea facilitan y aceleran muchísimas reacciones químicas que se producen en nuestro organismo sin que ellas mismas sean cambiadas o destruidas durante esa acción. Se encuentran en todos los tejidos de nuestro organismo. Algunas de las funciones más destacables de las enzimas son:
Favorecen la digestión y absorción de los nutrientes.
Efecto antiinflamatorio.
Reducen el daño ocasionado por toxinas.
Armonizan el sistema inmunitario o inmunológico.
Todas las enzimas son proteínas. En algunos casos son proteínas en sentido estricto también conocidas como holoproteinas, pero la mayoría de ellas son proteicos en los que existe una fracción proteica que constituye la apoenzima y un grupo prostético llamado coenzima. El conjunto de apoenzima y coenzima se le llama holoenzima, y ésta es la enzima funcional..Son sustancias indispensables en la nutrición de los seres vivos; no aportan energía, pero sin ellas el organismo no podría aprovechar los elementos constructivos y energéticos suministrados por medio de la alimentación.
El consumo de tabaco, alcohol o drogas provoca un mayor gasto de algunas vitaminas por lo cual es necesario suministrarlas en mayor cantidad o hacer un aporte suplementario teniendo en cuenta que las que vienen naturalmente en los alimentos son más efectivas que las que se producen en laboratorio.
Las Vitaminas se dividen en dos grupos, liposolubles que se disuelven en grasas y aceites, e hidrosolubles que se disuelven en agua.
Entre los años 1906 y 1912 el gran bioquímico inglés Sir Frederick Hopkins, fue quien propuso para esas sustancias desconocidas que hoy llamamos vitaminas el nombre de "factores accesorios de la alimentación".
Todo se inicio cuando comenzaron a estudiar el porqué se producían ciertas enfermedades y se llego a la conclusión de que las diferentes dolencias se generaban por la falta de algunas sustancias: carencias.
En aquellos años no se conocía la estructura química de las vitaminas, pero si se sabía que algunas aparecían asociadas a los componentes grasos de los alimentos (vitaminas liposolubles), y otras a la parte acuosa (vitaminas hidrosolubles).
El descubrimiento de las vitaminas ha escrito una de las páginas más brillantes de la ciencia moderna y ha sido el resultado de la estrecha colaboración entre las distintas disciplinas científicas. Vitamina B1 Tiamina o aneurina. Su falta produce el “beriberi”, enfermedad típica del extremo oriente que afecta a personas cuya dieta se compone casi exclusivamente de arroz descascarillado. Los síntomas del “beriberi” son parálisis de los músculos de las piernas, trastornos digestivos, anormalidades cardiacas y degeneración nerviosa.
Vitamina B2 o Riboflavina. Forma parte de la coenzima flavinadenindinucleótico (FAD), su falta ocasiona la detención del crecimiento de la dermatitis, es decir, escoriaciones en la piel, resquebrajamiento de los labios, entre otras, si la falta es grave puede producir la muerte
Vitamina B3 la deficiencia de niacina produce pelagra también conocido como el mal de la rosa. Entre los síntomas se encuentran las tres D: dermatitis, diarrea y demencia. A veces se incluye la muerte. Se encuentra muy extendida principalmente en las viseras (riñón, hígado), levaduras y cereales. La niacina se considera una vitamina porque lo extenso de la síntesis a partir del triptófano es insuficiente para prevenir la pelagra.
Vitamina B5 ésta se forma a partir de ácido pantoíco y β-alanina. La forma de coenzima del Pantotenato es la coenzima A, que es la de la acilación. El grupo reactivo en la coenzima A es el grupo tiol. El prefijo de ácido pantoténico se refiere a su amplia distribución en la naturaleza.
Vitamina B6 o Piridoxina. La carencia de vitamina B6 se pone de manifiesto por síntomas parecidos a los de la seborrea. En cuanto al metabolismo se producen perturbaciones en la degradación del triptófano.
Vitamina B12 o Cobalamina. Llamada también factor antipernicioso porque su falta produce anemia perniciosa, consistente en la disminución del número de eritrocitos.
Una vitamina que no pertenece al complejo vitamínico B es la vitamina C o también conocido como ácido ascórbico es un derivado de azúcar de seis carbonos que reacciones de hidroxilación. La deficiencia del ascorbato es el escorbuto, que en los niños se asocia a esqueleto anormal, al parecer debido a anormalidades de la colágena. En el hombre, el almacenaje normal de vitamina C dura para 3 o 4 meses. Periodos largos sin fruta fresca o sin una fuente de vitamina C.
Las vitaminas liposolubles, son aquellas vitaminas que son solubles en lípidos, dentro de ellas se encuentran;
Vitamina A o retinol, es un alcohol. Por su composición química está relacionada con los carotenos, a partir de los cuales puede obtenerla el organismo, por esta razón se considera a los carotenos como provitaminas. La carencia de vitamina A provoca una enfermedad conocida como xeroftalmia, cuyos síntomas son sequedad de la conjuntiva acompañada de infección y tendencia a la ceguera. Esta vitamina se encuentra en los aceites de hígado de pescado, en las verduras amarillas (zanahoria, nabo etc.), en las hojas verdes, mantequilla, queso. Esta vitamina se almacena en el hígado.
Vitamina D calciferol, químicamente está relacionada con los esteroides, que son las correspondientes vitaminas, a partir de un esteroide puede obtenerla el organismo por la acción de los rayos ultravioleta. Su falta produce raquitismo.
Vitamina E o tocoferol, su falta produce en los machos, degeneración del epitelio germinal, y en las hembras, tendencia al aborto y resorción del feto. Es más abundante en los tejidos vegetales que en los animales, como la lechuga, alfalfa y hojas verdes entre otras.
Vitamina K filoquinona o vitamina antihemorrágica. Es necesaria para mantener la concentración adecuada de protrombina sanguínea. La carencia de esta vitamina provoca hemorragias subcutáneas e intramusculares.
Vitamina Q ubiquinona se encuentra relativamente en cantidades elevadas en las mitocondrias, e interviene en los procesos oxidación-reducción que tienen lugar en la cadena. Las hormonas son sustancias segregadas por células especializadas, localizadas en glándulas de secreción interna o glándulas endocrinas (carentes de conductos), o también por células epiteliales e intersticiales con el fin de afectar la función de otras células. También hay hormonas que actúan sobre la misma célula que las sintetizas (autocrinas). Son transportadas por vía sanguínea (biodisponibles) o asociadas a ciertas proteínas (que extienden su vida mediana (o blanco) a distancia de donde se sintetizaron, sobre la misma célula que la sintetiza o sobre células contiguas interviniendo en la comunicación celular. Existen hormonas naturales y hormonas sintéticas. Unas y otras se emplean como medicamentos en ciertos trastornos, por lo general, aunque no únicamente, cuando es necesario compensar su falta o aumentar sus niveles si son menores de lo normal.
Las hormonas pertenecen al grupo de los mensajeros químicos que incluye también a los neurotransmisores. A veces es difícil clasificar a un mensajero químico como hormona o neurotransmisor. Todos los organismos multicelulares producen hormonas, incluyendo las plantas (fitohormona). Las hormonas más estudiadas en animales (y humanos) son las producidas por las glándulas endocrinas, pero también son producidas por casi todos los órganos humanos y animales.
La especialidad médica que se encarga del estudio de las enfermedades relacionadas con las hormonas es la endocrinología.
Según su naturaleza química, se reconocen tres clases de hormonas:
Derivadas de aminoácidos: se derivan de los aminoácidos tirosina y triptófano.
Hormonas peptídicas: están constituidas por cadenas de aminoácidos, bien oligopéptidos (como la vasopresina) o polipéptidos (como la hormona del crecimiento). En general, este tipo de hormonas no pueden atravesar la membrana plasmática de la célula diana, por lo cual los receptores para estas hormonas se hallan en la superficie celular.
Hormonas lipídicas: son esteroides (como la testosterona) o eicosanoides (como las prostaglandinas). Dado su carácter lipófilo, atraviesan sin problemas la bicapa lipídica de las membranas celulares y sus receptores específicos se hallan en el interior de la célula diana.
Los ácidos nucleicos (AN) fueron descubiertos por Freidrich Miescher en 1869.
En la naturaleza existen solo dos tipos de ácidos nucleicos: El ADN (ácido desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico) y están presentes en todas las células.
Su función biológica no quedó plenamente confirmada hasta que Avery y sus colaboradores demostraron en 1944 que el ADN era la molécula portadora de la información genética.
Los ácidos nucleicos tienen al menos dos funciones: trasmitir las características hereditarias de una generación a la siguiente y dirigir la síntesis de proteínas específicas.
Tanto la molécula de ARN como la molécula de ADN tienen una estructura de forma helicoidal.
Químicamente, estos ácidos están formados, como dijimos, por unidades llamadas nucleótidos: cada nucleótido a su vez, está formado por tres tipos de compuestos:
1. Una pentosa o azúcar de cinco carbonos: se conocen dos tipos de pentosas que forman parte de los nucleótidos, la ribosa y la desoxirribosa, esta última se diferencia de la primera por que le falta un oxígeno y de allí su nombre. El ADN sólo tiene desoxirribosa y el ARN tiene sólo ribosa, y de la pentosa que llevan se ha derivado su nombre, ácido desoxirribonucleico y ácido ribonucleico, respectivamente
El ADN y el ARN se diferencian porque:
- el peso molecular del ADN es generalmente mayor que el del ARN
- el azúcar del ARN es ribosa, y el del ADN es desoxirribosa
- el ARN contiene la base nitrogenada uracilo, mientras que el ADN presenta timina
La configuración espacial del ADN es la de un doble helicoide, mientras que el ARN es un polinucleótido lineal, que ocasionalmente puede presentar apareamientos intracatenarios
Ácido Desoxirribonucleico (ADN)
El Ácido Desoxirribonucleico o ADN (en inglés DNA) contiene la información genética de todos los seres vivos.
Cada especie viviente tiene su propio ADN y en los humanos es esta cadena la que determina las características individuales, desde el color de los ojos y el talento musical hasta la propensión a determinadas enfermedades.
Es como el código de barra de todos los organismos vivos que existen en la tierra, que está formado por segmentos llamados genes.
La combinación de genes es específica para cada organismo y permite individualizarnos. Estos genes provienen de la herencia de nuestros padres y por ello se utiliza los tests de ADN para determinar el parentesco de alguna persona.
Además, se utiliza el ADN para identificar a sospechosos en crímenes (siempre y cuando se cuente con una muestra que los relacione).
Actualmente se ha determinado la composición del genoma humano que permite identificar y hacer terapias para las enfermedades que se trasmiten genéticamente como: enanismo, albinismo, hemofilia, daltonismo, sordera, fibrosis quística, etc.
Agentes mutagénicos y las diferentes alteraciones que pueden producir en el ADN
Las mutaciones pueden surgir de forma espontánea (mutaciones naturales) o ser inducidas de manera artificial (mutaciones inducidas) mediante radiaciones y determinadas sustancias químicas a las que llamamos agentes mutágenos. Estos agentes aumentan significativamente la frecuencia normal de mutación. Así pues, distinguimos:
Radiaciones, que, según sus efectos, pueden ser:
No ionizantes, como los rayos ultravioleta (UV) que son muy absorbidas por el ADN y favorecen la formación de enlaces covalentes entre pirimidinas contiguas (dímeros de timina, por ejemplo) y la aparición de formas tautómeras que originan mutaciones génicas.
Ionizantes, como los rayos X y los rayos gamma, que son mucho más energéticos que los UV; pueden originar formas tautoméricas, romper los anillos de las bases nitrogenadas o los enlaces fosfodiéster con la correspondiente rotura del ADN y, por consiguiente, de los cromosomas.
Sustancias químicas que reaccionan con el ADN y que pueden provocar las alteraciones siguientes:
Modificación de bases nitrogenadas. Así, el HNO2 las desamina, la hidroxilamina les adiciona grupos hidroxilo, el gas mostaza añade grupos metilo, etilo…
Sustitución de una base por otra análoga. Esto provoca emparejamientos entre bases distintas de las complementarias.
Intercalación de moléculas. Se trata de moléculas parecidas a un par de bases enlazadas, capaces de alojarse entre los pares de bases del ADN. Cuando se produce la duplicación pueden surgir inserciones o deleciones de un par de bases con el correspondiente desplazamiento en la pauta de lectura.
Ácido Ribonucleico (ARN): El “ayudante” del ADN
Ácido nucleico formado por nucleótidos en los que el azúcar es ribosa, y las bases nitrogenadas son adenina, uracilo, citosina y guanina. Actúa como intermediario y complemento de las instrucciones genéticas codificadas en el ADN.
La información genética está, de alguna manera, escrita en la molécula del ADN, por ello se le conoce como “material genético”. Por esto, junto con el ácido ribonucleico (ARN) son indispensables para los seres vivos.
El ARN hace de ayudante del ADN en la utilización de esta información. Por eso en una célula eucariótica (que contiene membrana nuclear) al ADN se lo encuentra sólo en el núcleo, ya sea formando a los genes, en cambio, al ARN se lo puede encontrar tanto en el núcleo como en el citoplasma.
Para mayor comprensión, el proceso de síntesis de ARN o transcripción, consiste en hacer una copia complementaria de un trozo de ADN. El ARN se diferencia estructuralmente del ADN en el azúcar, que es la ribosa y en una base, el uracilo, que reemplaza a la timina. Además el ARN es una cadena sencilla.
El ADN, por tanto, sería la "copia maestra" de la información genética, que permanece en "reserva" dentro del núcleo.
El ARN, en cambio, sería la "copia de trabajo" de la información genética. Este ARN que lleva las instrucciones (traducción) para la síntesis de proteínas se denomina ARN mensajero(ARNm).
La replicación y la transcripción difieren en un aspecto muy importante, durante la replicación se copia el cromosoma de ADN completo, pero la transcripción es selectiva, se puede regular.
El ARNm
ARN mensajero: molécula de ARN que representa una copia en negativo de las secuencias de aminoácidos de un gen. Las secuencias no codificantes (intrones) han sido ya extraídas. El ARNm es un completo reflejo de las bases del ADN, es muy heterogéneo con respecto al tamaño, ya que las proteínas varían mucho en sus pesos moleculares. Es capaz de asociarse con ribosomas para la síntesis de proteínas y poseen una alta velocidad de recambio.
El ARN mensajero es una cadena simple, muy similar a la del ADN, pero difiere en que el azúcar que la constituye es ligeramente diferente (se llama Ribosa, mientras que la que integra el ADN es Desoxi Ribosa). Una de las bases nitrogenadas difiere en el ARN y se llama Uracilo, sustituyendo a la Timina.
Conclusión
En este ensayo de demostró que las moléculas orgánicas son muy importantes para los seres vivos a lo largo de sus vidas ya que sin ellas no pudiéramos existir, se dio a conocer sus características, funciones, calificaciones y su función en cada uno de los seres vivos de las enzimas, hormonas, los ácidos nucleótidos y las vitaminas. Entre otras más actividades que se llevan día con día, sin embargo cabe resaltar que la alimentación es la clave para que todas las de mas funciones o actividades las pueda llevar a cabo el cuerpo humano, se debe de tener en cuenta que no es lo mismo comer por comer, que alimentarse adecuadamente, dentro de todo esto se tiene que las moléculas orgánicas en los seres vivos como las vitaminas, las enzimas, las hormonas, y los ácidos nucleícos son indispensables para el hombre en su vida diaria. Se tiene en cuenta que el ADN y el ARN se obtienen una vez que fecundado el ser vivo, El ADN, por tanto, sería la "copia maestra" de la información genética, que permanece en "reserva" dentro del núcleo. El ARN, en cambio, sería la "copia de trabajo" de la información genética. Este ARN que lleva las instrucciones (traducción) para la síntesis de proteínas se denomina ARN mensajero(ARNm).
