Biomoléculas, estructura y funciones

Carbohidratos.

Los carbohidratos, sacáridos o glúcidos son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas cuya fórmula química es de (CH₂O)n realizan funciones vitales proporcionando energía a los procesos metabólicos de las células, estructuran microorganismos, plantas e insectos y son reserva alimentaria de vegetales, hígado y músculos de animales.

Los carbohidratos se clasifican en:

• monosacáridos
• disacáridos
• polisacáridos
• oligosacáridos

Estos últimos con 2 a 10 unidades de monosacáridos unidas por enlaces glucosúricos.

Monosacáridos.

Los monosacáridos son carbohidratos simples formados por una cadena de 3 o más carbonos.

Es el caso de la glicerina o glicerol. Una aldihitrosa compuesta de tres carbonos y un grupo aldehído. La glucosa y galactosa una cetohexosa compuesta de seis carbonos y un grupo cetona.

Las aldopentosas llamadas D-Ribosa y 2D-Desoxirribosa las cuales conforman ácidos ribonucleico y desoxirribonucleico.

La estructura lineal de los monosacáridos presenta carbonos isométricos con cuatro sustituyentes de átomos o grupos atómicos y 2 isómeros, para determinar el total de isómeros en el monosacáridos se utiliza la regla Le-Belt Van´t Hoff  2n. Donde n el es número de carbonos isométricos por su parte la formula Howard de estructuras cíclicas alfa y beta acepta que todos los monosacáridos existen en la naturaleza como estructuras lineales alfa cíclica y beta cíclica.

disacáridos.

Los disacáridos son anhídridos de dos monosacáridos que se forman cuando dos moléculas de monosacáridos cíclicos iguales o diferentes reaccionan por eliminación una molécula de agua, solo hay tres disacáridos libres en la naturaleza sacarosa, lactosa y maltosa.

La celobiosa es un cuarto disacárido que proviene de la hidrólisis ácida de la celulosa, la sacarosa es el compuesto más importante la cual se forma de la unión de glucosa y fructosa.

Polisacáridos.

Puede decirse que son anhídridos de polímeros de monosacáridos con cinco o seis átomos de carbono. Puede dividirse en dos grupos los digeribles y los no digeribles. En el grupo de los digeribles se encuentran el glucógeno, la inulina y el almidón. El grupo de los no digeribles contiene la celulosa, la hemicelulosa y la quitina.

Lípidos

El bioquímico Bloor proponer el término lípido para nombrar al grupo de sustancias en los organismos vivos o en un producto de estos que son insolubles o casi insolubles en agua (hidrofóbicas). Los lípidos son sustancias insolubles en agua pero solventes en sustancias orgánicas como éter, benceno, cloroformo y alcohol. Bloor los clasificó en lípidos simples, compuestos y derivados.

1. Lípidos simples. Son los más abundantes, como las grasas o triglicéridos y los menos abundantes, las ceras. Los triglicéridos o grasas si son líquidas a temperatura ambiente se denominan “aceites”. Químicamente, son “ésteres” que se forman por la unión de tres moléculas de ácido carboxílico con una molécula de glicerol (propanotriol), eliminando tres moléculas de agua y produciendo la grasa correspondiente.

Los triglicéridos naturales son en su mayoría triglicéridos mixtos, esto significa que contienen dos o tres ácidos carboxílicos en su molécula con la propiedad en común que presentan un número par de átomos de carbonos.

Propiedades físicas:

Son sólidos o aceites a temperatura ambiente, con una densidad menor a uno, entre 0.8g/ml y 0.99g/ml. Su punto de fusión depende de la longitud de la cadena y del grado de instauración de los ácidos que los forman.

Propiedades químicas.

Presentan hidrólisis y saponificación por la acción de enzimas lipasas y por alcalosis.La hidrólisis produce un enranciamiento característico mientras que la saponificación permite obtener jabones.

2. Lípidos compuestos.Como los fosfolípidos, que contienen fósforo y los galactolípidos, que contienen galactosa. Biológicamente, los fosfolípidos son quizá los más importantes pues los encontramos en todas las células vivas y son esenciales para su funcionamiento adecuado. Entre sus funciones está el transporte y metabolismo de grasa, la coagulación de la sangre y la regulación de permeabilidad de células. Podemos dividir a los fosfolípidos en:

• Fosfoglicéridos:
1. Lecitinas e isolecitinas. Presentes en los aceites de semillas.
2. Cefalinas. Componentes de ciertas lipoproteínas como la tromboplastina.
3. Plasmalógenos. Cuando se sustituye uno de los ácidos grasos en las lecitinas y cefalinas.
• Fosfoinosítidos. Contienen inositol
• Fosfoesfingosidos. Contienen galactosa. Abundantes en el sistema nervioso.

3. Lípidos derivados: Son productos de la hidrólisis de lípidos simples y de lípidos compuestos así como otros compuestos que son producidos por las células vivas como los esteridos, las vitaminas liposolubles, los aceites esenciales, aldehídos grasos, cetonas, alcoholes, etc..

• Esteridos. Incluye a los esteroles y esteroides. Se caracterizan por la presencia de una estructura policíclica: el ciclopentanoperhidrofenantreno.

• Aceites esenciales. Se pueden definir como aceites vegetales volátiles, presentan un olor característico como la menta piperina, limón, pino rosa, etc..

La cantera de Tlayúa

Proyecto: Los fósiles de la cantera Tlayúa en Tepexi de Rodríguez, Puebla.

Desde hace más de 10 años el Instituto de Geología de la UNAM desarrolla un proyecto encaminado a la recolección, conservación y estudio de una impresionante paleobiota del Cretácico Temprano con 100 millones de años de antigüedad.

---

Localización

Este sitio paleontológico recibe el nombre de Cantera de Tlayúa y se localiza a unos tres kilómetros al NE de la población de Tepexi de Rodríguez en la Mixteca Poblana; aproximadamente 90 kilómetros al sur de la ciudad de Puebla.

Características Generales y Geología

La Cantera Tlayúa, explotada por la familia Aranguthy, produce lajas de caliza micrítica (rocas compuestas casi exclusivamente de carbonato de calcio y cuya textura es muy fina), que son usadas como pisos y fachadas.

La geología de Tlayúa ha sido sujeta varias investigaciones (Applegate, 1987; Martill, 1989; Pantoja-Alor et al., 1992, entre otras). Las rocas más antiguas de la región corresponden al Complejo Acatlán y son de edad Paleozoica Temprana. Existen algunas zonas donde aflora el Jurásico Tardío y el Cretácico Temprano representados por rocas continentales.

Encima de esta secuencia se localizan los estratos que forman una unidad carbonatada descrita por Pantoja-Alor y colaboradores como Formación Tlayúa que comprende:

• Un Miembro Inferior de caliza gris-azul con rudistas (e.g. Toucasia polygyra) y bivalvos (e.g. Chondrodonta) entre otras especies de invertebrados.

• Un Miembro Medio que se caracteriza por calizas de color rojizo con múltiples laminaciones y por ser portador de numerosos y bien conservados fósiles que le han dado importancia a la Cantera Tlayúa como un venero paleontológico. En esta secuencia, de unos 30 metros de espesor, se estima que existen alrededor de 200 especies de invertebrados y vertebrados fósiles cuya edad, con base en amonites y belemnites, corresponde al Cretácico Temprano (Albiano), hace unos 100 millones de años.
• El Miembro Superior está compuesto por capas medianas y gruesas de dolomía y caliza dolomítica de color gris muy claro careciendo casi completamente de fósiles.

Conservación

La importancia de los fósiles de Tlayúa se debe principalmente a la perfecta conservación de sus esqueletos y otros elementos mineralizados (e. g. escamas, espículas, etc.), pero sobre todo a los tejidos blandos de algunos especímenes que permiten detallados estudios anatómicos. También es de notar la abundancia (más de 5000 ejemplares) y diversidad de los grupos taxonómicos presentes, que abarca un número impresionante de órdenes y familias.

Animales y Plantas fósiles

Los grupos de invertebrados y plantas recolectados están representados por foraminíferos. esponjas, gorgónidos, bivalvos, gasterópodos, belemnites, amonites, equinoideos, holoturoideos, asteroideos, ofiuroideos, crinoideos, anélidos?, isópodos, decápodos, insectos arácnidos (reportados por primera vez en México) y varios grupos de plantas (marinas y terrestres). En lo que se refiere a los vertebrados, por el momento se ha recuperado una pequeña pero muy diversa fauna reptiliana que incluye: tortugas, pleurosauros, esfenodontes, lacertilios, cocodrilos y pterosauros (Espinosa-Arrubarrena y Applagate, 1996).

Peces Fósiles

No obstante que los invertebrados, plantas y los reptiles son abundantes y diversos, la Cantera Tlayúa representa una de las más grandes localidades paleontológicas en el mundo por su enorme contenido de peces fósiles. Por el momento se han recolectado más de 3500 especímenes, agrupados en más de 50 taxa (por encima del nivel taxonómico de género) muchos de ellos, probablemente la mayoría, nuevos para la ciencia (Applegate, 1996). El contenido paleo-ictiológico de Tlayúa es tan importante que representa más del 75% del total del material recuperado. De los grupos de peces que han sido estudiados con mayor detalle cabe destacar a los: picnodontes; macrosémidos; ámidos, ophiópsidos, aspidorhynchidos, Ictiodéctidos, elópidos, clupeomorfos y sarcopterigios, entre muchas otras familias (y otras categorías taxonómicas) de peces fósiles tanto teleósteos como de no teleósteos.

Breve sinopsis de algunos grupos de peces fósiles que están siendo estudiados.

Picnodontes.

 En Tlayúa por lo menos cuatro o cinco géneros con varias especies de las que, por el momento el Dr. Shelton Applegate ha descrito Tepexichthys aranguthyorum y en la actualidad trabaja en la publicación de dos especies más. Estos peces, ya extintos, de cuerpo comprimido son muy parecidos a las especies de teleósteos que habitan en los arrecifes de coral que conocemos hoy en día. Lo anterior es un factor a considerar al interpretar la paleoecología de Tlayúa.

Macrosémidos.

Antes del descubrimiento de Tlayúa estos interesantes peces sólo habían sido reportados en Europa. De ahí que los estudios que realiza la M. en C. Katia González. Sobre la familia Macrosemiidae son los primeros en su tipo en el Nuevo Mundo. Al igual que en los picnodontes, los macrosémidos siempre han sido asociados con zonas arrecifales. En la actualidad se han recolectado unos 120 ejemplares de los cuales Katia ha descrito una nueva especie del género Metagoges y otros dos taxa que representan géneros nuevos. La excelente preservación y las características anatómicas de los macrosémidos están propiciando estudios complementarios sobre paleogeografía, hábitos y sucesiones faunísticas (relacionadas con los grupos de peces que han habitado los arrecifes en el Viejo y Nuevo Mundo).

Amiformes.

de este grupo se han recolectado varios especímenes dentro de los que se encuentran algunos de los ejemplares de mayor tamaño reportados para la Cantera Tlayúa. El Dr. Lance Grande, del Field Museum de Chicago está por concluir una publicación sobre los ámidos del mundo en donde incluye un taxón (o posiblemente dos) de Tlayúa que será descrito como nuevo género y especie.

Ophiópsidos.

Otra especie que ha sido descrita por el Dr. Applegate es Teoichthys kallistos que pertenece a la familia Ophiopsidae. De este taxón (a nivel familia) sólo se han descrito tres especies en el Nuevo Mundo, incluyendo el material de Tlayúa.

Ictiodectiformes

Son teleósteos primitivos de posición taxonómica incierta que están siendo estudiados por el Biólogo Jesús Alvarado. En la colección Paleontológica del IGLUNAM existen más de 130 especímenes que pueden ser asignados a este interesante taxón. Hasta el momento se piensa que por lo menos existen tres géneros que corresponden al suborden Ichthyodectoidei. Uno es muy primitivo debido a que posee tres epurales y parietales no fusionados; además carece de cresta epioccipital y su palatino es poco derivado. Otro género se caracteriza por sus dientes, crestas epioccipitales bien desarrolladas y un palatino más derivado. El tercer género, que parece corresponder a la familia Saurodontidae, es un taxón primitivo representado por un dentario aislado que presenta forámenes en la base de los dientes de la mitad posterior de este hueso.

Sarcopterigios

Este hallazgo (un sólo ejemplar) es importante ya que representa el primer registro del celacanto Axelrodichthys en México. Luis Espinosa dio a conocer su presencia en algunas reuniones científicas y en reportes a diferentes agencias que apoyan la investigación paleontológica, señalando las implicaciones paleogegráficas de este hallazgo. Sobre todo por su afinidad con los celacantos estudiados en la Formación Santana en Brasil.

El estudio de teleósteos tales como los clupeomorfos, aspidorhynchidos, elópidos etc. se encuentra en una fase inicial y por lo tanto los resultados iniciales se tendrán en un futuro próximo.

Otras investigaciones

La importancia de Tlayúa no sólo radica en los estudios taxonómicos y evolutivos de su paleobiota, también su material representa un enorme venero para investigaciones sedimentológicas, y geoquímicas encaminadas a establecer el patrón o los patrones de depósito, sobre todo aquellos factores relacionados con las laminaciones repetitivas que son tan características en la Cantera.

Así mismo, Tlayúa es un depósito extraordinario que nos ayuda a extender la diversidad y ecología de las comunidades del pasado geológico, sobre todo por la posición geográfica del depósito, y por consiguiente su relación con las faunas conocidas del Cretácico temprano (Albiano) de Norte América, Europa y Sudamérica. Finalmente, la preservación de los peces (con más de 100 m. a. de antigüedad) es tan fina que se ha llegado a encontrar los tractos digestivos completos de un número considerable de organismos (de muy diversos grupos). Lo anterior abre todo un nuevo campo de estudios encaminados a identificar dichos contenidos y así dilucidar los hábitos alimenticios y por consiguiente parte de la paleobiología de estos interesantes vertebrados que quedaron atrapados en el tiempo geológico.

Proteínas

Las proteínas constituyen sin duda uno de los nutrimentos de mayor trascendencia en los seres vivos, por algo la palabra proteína significa primordial o primer lugar. Las proteínas tienen un peso molecular muy alto pues son polímeros.

Son compuestos nitrogenados, los más abundantes en el plasma protocélular. Las nucleoproteínas están relacionadas con la división celular (mitosis) y con la herencia (meiosis).

En el citoplasma se encuentran abundantes proteínas denominadas enzimas que se requieren para la vida pues son los catalizadores de las reacciones que se efectúan en la célula.

Los seres vivos producen “enzimas extracelulares” que son las que son las que intervienen en el metabolismo para simplificar los nutrientes y que puedan ser absorbidos. Las proteínas son componentes de la sangre y tejidos de los animales y de las semillas de muchas plantas.

Las proteínas llevan a cabo virtualmente todas las actividades de la célula, podemos decir que son las herramientas moleculares y las máquinas que hacen que las cosas sucedan en el interior de una célula.

Las proteínas están formadas por unidades llamadas aminoácidos, que son carboxílicos, las cuales simulan los vagones de un ferrocarril pues se unen formando una cadena o el equivalente aun tránsito, así pues, los aminoácidos constituyen los bloques constructores de una proteína y son 20 los aminoácidos diferentes.

Los aminoácidos tienen diferentes características, están los polares o hidrofóbicos, es decir, los que no se mezclan con el agua y por otra parte están los polares y con carga que son hidrofílicos, es decir, que poseen afinidad por el agua y esto tiene que ver con la forma en la que se pliega una proteína.

Aquí puedes ver la organización de una proteína soluble en donde las cadenas laterales hidrofílicas que tu puedes ver en color verde están localizadas en la superficie pues hacen contacto con el medio acuoso circundante contribuyendo así a la solubilidad de la proteína misma.

En cambio en los residuos no polares que están situados en el núcleo de la molécula son hidrofóbicos y son los que tu puedes observar en color rojo, muy bien empaquetados todos juntos creando una especie de rompecabezas tridimensional en el que las moléculas de agua se excluyen por completo.

Todos los aminoácidos poseen un grupo aminocarboxilo y separados entre si por un solo átomo de carbono, el carbono alfa, el grupo R que puedes observar al centro puede ser cualquier grupo químico, una lámina, havalina, en fin, la estructura química de cualquier aminoácido.

El orden de los aminoácidos que integran la proteína, la información está contenida en el ADN, ahí la secuencia de nucleótidos específica la secuencia de aminoácidos de una proteína, cada tres nucleótidos secuenciales codifican un aminoácido de esa proteína, estos tripletes de nucleótidos se llaman codones, son como palabras como un alfabeto pero en este caso integrado por aminoácidos.

Cada codón codifica para cada uno de los 20 aminoácidos, existen 64 posibles codones, 61 de los cuales codifican para un aminoácido mientras que los otros 3 son codones de stop o de par. Los constructores de las proteínas son 20 resulta que el código genético es degenerado, con degenerado nos referimos a que la mayoría de los aminoácidos son codificados por más de un codón.

Las proteínas tienen una estructura primaria, una secundaria, una terciaria y solo algunas hasta una cuaternaria. El tener el conocimiento acerca de las proteínas nos permitirá entender sobre diferentes enfermedades, algunas de ellas como por ejemplo, la anemia drepanocítica o anemia de células falciformes, esta está relacionada con una mutación a nivel de la secuencia de aminoácidos en este caso solamente un aminoácido está mutado, pero con ello es suficiente para que se vea alterada la morfología del eritrocito de ser un disco en su forma normal ahora tener una forma de hoz, esta forma de hoz en caso del eritrocito predispone a la formación de coágulos a nivel de los pequeños vasos sanguíneos, lo que puede causar inclusive la muerte de la persona.

Pero no es la única enfermedad otra es la encefalopatía espongiforme bovina o enfermedad de las vacas locas, en este caso también esta alterada la estructura secundaria de la proteína.

¿Que es la paleontología?

La paleontología (del griego «παλαιος» palaios = antiguo, «οντο» onto = ser, «-λογία» -logía, tratado o estudio) es la ciencia que estudia e interpreta los fósiles para conocer el pasado de la vida sobre la Tierra. Se considera una parte importante de las Ciencias Naturales ya que posee un cuerpo de doctrina propio y comparte fundamentos y métodos con la Geología y la Biología.

Entre sus principales objetivos se encuentran la reconstrucción de los seres que vivieron en el pasado, el estudio de su origen, de sus cambios en el tiempo (evolución y filogenia), de las relaciones entre ellos y su entorno (paleoecología, evolución de la biosfera), de su distribución espacial y sus migraciones (Paleobiogeografía), de las extinciones, de los procesos de fosilización (tafonomía) y de la correlación y datación de las rocas que los contienen (bioestratigrafía).

La Paleontología es muy importante porque permite entender la biodiversidad actual y la distribución de los seres vivos sobre la Tierra, tambien ha contribuido aportando muchos elementos para afirmar la teoría de la evolución de los seres vivos y la deriva de los continentes. Ademas, ofrece información valiosa de cara al futuro ya que es una herramienta para el análisis de como los cambios climáticos pueden afectar al conjunto de la biosfera.

La Paleontología usa principios ya establecidos como el actualismo, la anatomía comparada, la correlación orgánica y la corrección funcional para hacer la reconstrucción de los organismos del pasado, no solo de sus partes esqueléticas, sino tambien de las partes orgánicas desaparecidas durante la fosilización, restituyendo asi el respecto que tuvieron en vida y sus actitudes. Algunos de los principales postulados son:

• Postulado de producción: este postulado dice que los fósiles son productos directos o indirectos de organismos que vivieron en el pasado (entidades paleobiológicas).
• Actualismo biológico: este principio dicta que los seres del pasado se regían por las mismas necesidades que los actuales. Gracias a eso se puede afirmar, por ejemplo, que los peces del Silúrico tenían branquias porque las tienen los peces actuales, o que los dinosaurios ponían huevos como los cocodrilos, lo cual se corroboro al encontrarse fósiles de huevos y nidos.
• Anatomía comparada: permite colocar a los organismos extintos en el sitio que les corresponde del cuadro general de los seres vivos, obteniendo asi el punto de referencia necesario para poder aplicar el principio de la correlación orgánica. Con ella se puede inferir y completar determinadas características anatómicas o fisiológicas ausentes de los fósiles.
• Principio de correlación orgánica: cada ser orgánico forma un conjunto cuyas partes se complementan determinando todas las demás, por eso puede ser reconocido por un fragmento cualquiera.
• Correlación funcional: tambien conocida como morfología funcional, trata las relaciones entre la forma y la función, es decir, relaciona las estructuras observadas en los fósiles con la función que realizaban en el organismo cuando estaba vivo. Para ello utiliza diversos métodos o líneas de análisis, como la comparación de grupos con estructuras homologas o la comparación de estructuras análogas.
• Principio de superposición estratigráfica: es una serie estratigráfica normal (no invertida) los estratos de la parte inferior son siempre mas antiguos que los de la superior por lo que el contenido en fósiles de dichos estratos debe cumplir el mismo principio. Sin embargo, hay que exceptuar algunos fósiles como los reelaborados que han sufrido uno o mas ciclos de exhumación (por erosión del sustrato en el que yacen y resedimentación) y por tanto son mas antiguos que los sedimentos que los engloban.
• Principio de correlación estratigráfica: establece que los estratos pertenecientes a la misma época se caracterizan por un contenido en fósiles similar, aunque es preciso hacerle matizaciones ya que otros factores como las barreras físicas o el clima lo condicionan.

Aminoácidos

Funciones.

1. Moléculas formadoras de las proteínas,
2. Precursores de vitaminas (β-alanina).
3. Intermediarios en la síntesis de otros aminoácidos.
4. Presentes en las paredes celulares de bacterias.
5. Como neurotransmisores.
6. Hay varios que en plantas tienen funciones desconocidas.

Aminoácidos esenciales y no esenciales.

Todos son indispensables, pero los esenciales no son sintetizados por el metabolismo humano, por lo que necesitan ser ingeridos en productos que si los contienen y en los que son sintetizados por otros organismos.

Niveles de estructuración de las proteínas.

Primario

Se refiere a la secuencia de aminoácidos de una proteína. Describe los enlaces covalentes (enlace peptídico y puentes de disulfuro) que unen los residuos aminoácidos de una cadena polipeptídica. Una de las características del enlace peptídico es que es planar, el cual es determinado por la estructura resonantes del mismo enlace. Teniendo una incapacidad de rotación, también conocida como conformación restringida.

1. Ordenamiento lineal de aminoácidos, en cadenas no ramificadas.
2. Posición específica de cada aminoácido en la cadena secuencia específico.
3. Unión covalente aminoácido-aminoácido (enlace peptídico)
4. La cadena de de aminoácidos tiene dos extremos: uno amino, otro carboxilo.

secundaria.

Se refiere a la disposición estable de los aminoácidos en una región local del péptido lo cual da lugar a patrones estructurales repetidos.

1. 1. Tiene un arreglo periódico.

2. Especialmente la cadena no esta “estirada”.
3. Promovida estabilizada por puentes de hidrógeno.
Existen tres tipos de estructura secundaria: hélice (α), plegada (β) y de giros o asas.
El tipo de hélice (α) tiene las siguientes características:

• Tiene cadena helicoidal.
• 3.6 aminoácidos por vuelta (5.4A)
• Los grupos R se encuentran hacia afuera de la hélice.
• Formación de puentes de hidrógeno con periodicidad regular intervienen el Hidrógeno(H) del:
• Enrolladas a hacia la derecha.

El tipo Hoja β-plegada tiene las siguientes características:

• Es una forma de estructura secundaria.
• Tiene una disposición planar en el espacio.
• Esta estabilizada por puentes de hidrógeno.
• Carbonilo e imino de la cadena polipeptídica.
• Las cadenas pueden correr en forma paralela o antiparalela.
• Los grupos R se encuentran hacia arriba y hacia abajo del plano.

Las β-plegadas se pueden generar por varias cadenas polipeptídicas o por secciones diferentes de la misma cadena polipeptídica.

Estructura terciaria.

Se le conoce también como vueltas o giros y asas.

   * Estructuras secundarias en forma de U.

   * Estabilizadas por puentes de H en sus extremos.

   * Formadas por tres o cuatro residuos.

   * Se localizan en la superficie de las proteínas generalmente.

* Forman un doblamiento acentuado de la cadena polipeptídica que la reorienta hacia el interior.

* Prolina favorece las vueltas o giros así como glicina, por tener un pequeño R.

* Sin estas vueltas, las proteínas serian largas cadenas de aminoácidos extendidas (aunque con α-hélices o β-plegadas), y no serian estructuras compactas.

* Las ASAS (loops) son mas extensas y tienen diferentes formas.

Las proteínas membranales tienen regiones hidrofóbicas ( en la parte apolar de la membrana) y regiones hidrofílicas (en la región citosólica o extracelular si se trata de una membrana plasmática).

    Las proteínas membranales tienen también una estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria.

motivos, estructuras supersecundarias y dominios.

Un motivo será una estructura secundaria:

• α-hélices
• β-plegadas
• giro

Una estructura supersecundaria será un agregado de por los menos dos motivos  y pueden tener combinaciones de α-hélices, β-plegadas y giros. Por ejemplo:

• α-hélices, giro, α-hélices
• β-plegadas, giro, α-hélices, etc.

Son intermediarios entre las estructuras secundaria y terciaria.
Un dominio será un agregado compacto de varias superestructuras unidas a otro por un segmento flexible.

Carbohidratos–azucares

Los hidratos de carbono o comúnmente llamados azucares, están compuestos por carbono, hidrogeno y oxigeno y su formula general es (CH2O)n. Estos compuestos son producidos por los vegetales durante la fotosíntesis y constituyen una importante fuente de energía para los seres vivos.

Los carbohidratos son compuestos por polihidroxil, aldehídos y cetonas.

Nomenclatura

Los azucares que contienen la función aldehídos se llaman aldosas y las de función cetona, cetosas. A los monosacáridos se les asigna la terminación OSA. Tambien presentan nombre comunes de acuerdo a su origen.

• D-Ribosa (Polihidroxi aldehído)
• D-Fructosa (Polihidroxi cetona)
• Acido D-Glucónico (Polohidroxi acido)

Monosacáridos.

Son los azucares formados por una sola cadena de carbono o unidad de carbohidratos, que participan en la formación de hidratos de carbono mas complejos. Son derivados de los aldehídos o cetonas de alcoholes polihidroxilicos que contiene tres o mas átomos de carbono.

Los monosacáridos de primer nivel son los que contiene cinco o seos átomos de carbono y se les denomina pentosas y hexosas, casi todos sus carbonos tienen un grupo funcional hidroxilo y un radical hidrogeno.

Las pentosas mas conocidas son la ribosa y la desoxirribosa.

La primera participa en la composición del acido ribonucleico. Mientras que la segunda lo hace en la del acido desoxirribonucleico ambas moléculas funcionan como transmisoras de información genética.

La hexosa mas importante es la glucosa, azúcar, que constituye la principal fuente de energía de los seres vivientes.

Oligosacáridos.

Los Oligosacáridos son polímeros formados a base de monosacáridos unidos por enlaces O-glucosídicos, con un numero de unidades monoméricas entre 2 y 10.

Existe una gran cantidad de oligosacáridos, pues puede variar el numero, las ramificaciones, el tipo de monosacáridos que se unen y la forma de enlazarse de los monosacáridos para formar una cadena de polisacáridos.

Su formula es: C₆H₁₂O_6.

Ejemplos de oligosacáridos.

Sacarosa: Es el azúcar que todos conocemos. Se obtiene de la caña de azúcar. También se obtiene de la remolacha y de la savia del arce.

Lactosa: El azúcar de la leche y se encuentra casi exclusivamente en ella y en sus derivados. Se encuentra en la leche de vaca, en la humana y en la leche de los mamíferos. Es un disacárido formado por glucosa y galactosa.

El yogurt y el queso contienen lactosa en pequeñas cantidades.

Lactulosa: Es una sustancia que se encuentra en los lácteos calentados. Se encuentra en mayor cantidad a medida que es mayor el calentamiento. Es metabolizada por la flora láctica y tiene un efecto prebiótico en amplias cantidades actúa como laxante.

Rafinosa, estaquiosa y verbascosa: Son tres oligosacáridos relacionados con la sacarosa. La rafinosa es un oligosacárido no hidrolizable por las enzimas humanas. Es fermentada por la flora intestinal, lo que le da su efecto flatulento a algunos alimentos.

Maltosa: Está formada por dos unidades de glucosa. Se encuentra en algunas frutas.

Isomaltosa: Tiene un valor calórico inferior a la maltosa. Se utiliza como edulcorante en algunos productos.

Ciclodextrinas: Se obtienen empleando un enzima específico y el almidón como sustrato. Permite formar compuestos de inclusión con diversas sustancias orgánicas tales como vitaminas, aromas y pigmentos. Permite solubilizar estas sustancias y protegerlas de las reacciones de alteración. También se emplea para retirar sustancias indeseables en los alimentos y el sabor desagradable de algunos vegetales.

Otros oligosacáridos: Erlosa, umbeliferosa y melecitosa. Estas sustancias se encuentran en la miel y en algunas familias vegetales como las umbelíferas.

Disacáridos.

Son los carbohidratos que contienen dos moléculas de los mismos o diferentes monosacáridos.

• Sacarosa (glucosa-fructosa)
• Maltosa (glucosa-glucosa)
• Lactosa (glucosa-galactosa)

sacarosa.

Azúcar de formula ‎C₁₂H₂₂O₁₁ que pertenece a un grupo de hidratos de carbonos llamados disacáridos. Es soluble en agua y ligeramente soluble en alcohol y éter: cristaliza en agujas largas y delgadas y es detrogira es decir desvía el plano de polarización de la luz hacia la derecha.

Lactosa.

Se obtiene de la leche conocida tambien como el azúcar de la leche, esta lactosa produce glucosa. La lactosa es menos dulce que la sacarosa, gira en plano de la polarización de la luz a la derecha y es menos soluble en agua que la glucosa y la sacarosa.

Es un producto único de la glándula mamaria, no se encuentra en plantas o en otras partes del cuerpo animal.

Maltosa.

Muy abundante en los granos en germinación donde se forma por fragmentación del almidón. Esta compuesta por la unión de dos monosacáridos de glucosa. La maltosa es soluble en agua, ligeramente soluble en alcohol y cristaliza en finas agujas. Gira en plano de la polarización de la luz a la derecha.

Polisacáridos.

Los polisacáridos son biomoléculas formadas por la unión de una gran cantidad de monosacáridos. Se encuentran entre los glúcidos, y cumplen funciones diversas, sobre todo de reservas energéticas y estructurales.

Los polisacáridos son polímeros, cuyos monómeros constituyentes son monosacáridos, los cuales se unen repetitivamente mediante enlaces glucosídicos. Estos compuestos llegan a tener un peso molecular muy elevado que depende del numero de residuos o unidades de monosacáridos que participen en su estructura. Este numero es casi siempre indeterminado, variable dentro de unos márgenes, a diferencia de lo que ocurre con biopolímeros informativos, como al ADN o los polipéptidos de las proteínas, que tienen en su cadena un numero fijo de piezas, ademas de una secuencia especifica.

ejemplos:

Glucógeno.

Sustancia blanca amorfa, parecida a la dextrina, que se convierte en polisacárido estando en el hígado y en músculos estriados, tambien se le conoce como glicógeno. Pertenece al grupo de los digeribles. Su formula es: C₂₄H₄₂O₂₁.

Almidón.

Formado por largas cadenas de glucosa al hidrolizarse se convierte en una importante fuente de glucosa aprovechable en la nutrición. Esta compuesta por dos polisacáridos, la amilosa (en proporción del 25%) y la amilopectina (en proporción del 75%). Su formula es: (C₆H₁₀O₅)_n

Celulosa.

Es un biopolímero compuesto exclusivamente de moléculas de β-glucosa (desde cientos hasta varios miles de unidades), pues es un homopolisacárido, funciona como elemento estructural de la célula vegetal y forma parte de la pared celular, la que le brinda protección. Su formula molecular es la siguiente: C₆H₁₀O₅ .

Propiedades físicas.

Son incoloros, inodoros, cristalizables, con sabor dulce generalmente. A los mono, di y tri sacáridos se les llama azucares para diferenciarlos de los polisacáridos. Los carbohidratos presentan el fenómeno de la isometría óptica.

Los carbohidratos son compuestos que desvían la luz polarizada. Cada azúcar tiene un ángulo de rotación especifico y este depende de la disposición de los grupos H y OH y el signo (+)glucosa, en solución acida calentada previamente esta desvía la luz polarizada en el sentido de giro de la manecilla del reloj. En el caso del signo (-) indica que la luz se desvía en sentido contrario.

Propiedades químicas.

Las propiedades de los carbohidratos corresponden a las propiedades de los alcoholes y los aldehídos. Se oxidan fácilmente por lo que actúan como agentes reductores.

Otra característica son la formación de acetales o glucósidos, cuando se trata de un alcohol en solución acida fuerte.

Los carbohidratos son fermentados por enzimas llamadas cimas, presentes en la levadura del pan. Estas enzimas actúan sobre algunas hexosas para producir alcohol y bióxido de carbono.

Aplicaciones.

La ribosa, un azúcar monosacáridos que contiene cinco átomos de carbono en su molécula es un componente del núcleo de todas las células animales.

Los azucares mas extendidos son las hexosas que se caracterizan por la presencia de seis átomos de carbono en su molécula y por la formula empírica. Las hexosas mas importantes son la glucosa y la galactosa, que son aldehídos y fructosa que es cetona.

Eras geológicas

Campo de estudio y método de investigación de la paleontología

La paleontología es una ciencia que estudia la historia de la Tierra, tanto de los seres vivos que existieron, como de las condiciones geológicas de su estructura.

La Paleontología es una rama de la Biología, ya que proporciona información acerca de los seres vivos que habitaron en otras épocas en la Tierra. Esta información es indispensable para la interpretación de los fósiles, que son uno de los objetos de estudios de la paleontología.

De acuerdo con el Servicio geológico mexicano, la paleontología se divide en tres áreas:

1.    Paleobiología. Estudia los seres vivos que existieron en el pasado en varios aspectos: clasificación y sistemática; fisiología y anatomía; ecología y evolución, y; etología. Para facilitar el estudio de los organismos ya extintos, la paleobiología se divide en subramas:

•          Paleozoología, que centra su estudio en los animales.

•          Paleobotánica, que estudia a las plantas y hongos. El polen y las esporas son objeto de estudio de la palinología.

•          Micropaleontología, estudia los fósiles microscópicos.

•          Paleoecología, la cual estudia las posibles relaciones entre los seres vivos del pasado entre ellos y con su entorno.

•          Paleobiogeografía, cuyo eje de estudio es la posible ubicación geográfica de los seres vivos antiguos, así como de los ecosistemas que existieron.

2.    Tafonomía. Estudia los procesos de fosilización y la formación de yacimientos fósiles, que son sitios en cuyos estratos y rocas existe una gran cantidad de fósiles.

3.    Biocronología. Esta área se centra en el estudio de la existencia temporal de los seres vivos extintos: cuándo vivieron, cuánto tiempo y su proceso de extinción.

Eras geológicas y estratigrafía

La paleontología se apoya en esquemas que resumen la historia geológica y biológica de la Tierra, como el que se muestra en la imagen de abajo. En estos esquemas se indican los eones (Arqueano, Proterozoico, Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico), así como las eras que incluye cada uno. En nuestro esquema se indica la edad aproximada de cada una.

Métodos de estudio en paleontología

Para conocer la edad de cada estrato, se recurre al método de datación con distintos isótopos, como rubidio-estroncio, torio-plomo, potasio-argón, argón-argón o uranio-plomo (elementos de la tabla periódica), los cuales pueden tener vidas medias muy largas, entre 0,7 y 48,6 millones; este método provee datos muy aproximados.

En ocasiones, los procesos geológicos de la Tierra, como el choque de placas tectónicas y la erosión dejan expuestos estratos en los cuales es posible encontrar fósiles.

Cuando un fósil o un yacimiento fosilífero quedan expuestos, los paleontólogos recurren a la datación para conocer la edad aproximada del hallazgo.

Posteriormente desentierran el ejemplar y proceden a su identificación. En el caso de animales, reconstruyendo al organismo y comparando los huesos con los ejemplares que ya se conocen. Este es un procedimiento que requiere conocimientos de anatomía comparada. Con base en las subramas de la paleobiología.

Palinología.

En el caso de plantas fósiles, la palinología es muy útil para conocer e identificarlas, pues son estructuras que tienen una cubierta dura. El resto de la planta no se fosiliza porque son partes blandas que se biodegradan, aunque es posible encontrar impresiones de hojas y corteza en muchas rocas.

Gracias a la tecnología computacional 3D es posible reconstruir la apariencia de organismos extintos, así como el ambiente que habitaron, aunque nuestro planeta siempre guardará secretos.

Características físicas, químicas y biológicas de la Tierra en las diferentes eras geológicas

Gracias al estudio de los paleontólogos es posible conocer las características de las eras geológicas. Ubicar los organismos y conocer la edad de cada estrato se logra con la datación radioactiva.

Eón	Era	Periodo	Periodo	Especies principales	Características químicas y climáticas
Precámbrico	Cenozoica	Cuaternario	Los homínidos evolucionan y se forman diversas ramas, una de ellas lleva a la aparición del Homo sapiens. Los grandes mamíferos se extinguen y las aves y mamíferos dominan los ecosistemas	En Este periodo no hubo gran actividad tectónica y los continentes ya tienen su posición actual	Ocurre una gran glaciación, lo que produce una extinción.
		Neógeno	Abundan formas de animales gigantes, como el perezoso y el megaterio. Los roedores y primates se diversifican. Los reptiles abundan de nuevo, pero en formas pequeñas. En tierra, los tigres dientes de sable son los máximos depredadores. Aparecen las ballenas y los cetáceos dentados, como los delfines. Aparece el australopithecus una especie de homínido. Los caballos y mastodontes se diversifican.	Debido a la tectónica de placas, India se una a Asia. Se forma el mar Mediterráneo. Se forma el Istmo de Panamá, permitiendo el intercambio de flora y fauna entre Sudamérica y Norteamérica. Los continentes continúan su deriva	Cuando Sudamérica se separa de la Antártida permitiendo el flujo de agua formando una corriente de aguas frías. Se forman grandes pastizales y disminuyen los bosques. Las temperaturas generales disminuyen.
		Paleoceno	Las aves predominan en este periodo. Era posible ver aves pequeñas y gigantes, como el Gastronis. Aparecen los cetáceos. Los reptiles son pequeños y menos abundantes que en el jurásico. En Europa ocurre una pequeña extinción que afecto a los mamíferos. Los mamíferos se diversifican. Aparecen los cactus y palmeras. Se forma las primeras selvas tropicales. Aparecen los primeros búhos y las aves se diversifican. Proliferan los arrecifes de coral.	Este periodo se caracteriza por la gran actividad orogénica (formación de montañas) y surgen los Alpes, los Cárpatos, las montañas de Asia menor, Irán, el Hindú Kusch, el Himalaya y las montañas del sureste asiático. Los continentes adquieren sus formas actuales y continúan su deriva hacia su posición actual. Sudamérica y Norteamérica siguen separadas.	Ocurre un gran calentamiento global con un aumento de hasta 7ºC lo que genero una extinción masiva. Este cambio climático se debió al aumento de los niveles de metano debido a una perturbación en los océanos. La temperatura es mas baja en el cretácico tardío, aunque continua cálida hacia el ecuador.
	Mesozoico	Cretácico	Las plantas con flores son abundantes; aparecen los cocodrilos y los tiburones evolucionan a sus formas actuales. Ocurre una gran extinción masiva debido a la caída de un meteorito y al vulcanismo. Los grandes dinosaurios se extinguen y comienza la era de los mamíferos.	El nivel de agua aumenta. Se forman los continentes actuales, aunque su posición y forma era diferente. Se forman el mar Caribe y el océano Indico. Se formaron los yacimientos de petróleo.	La temperatura tiene a ser elevada pues los glaciares ya no existen. Debido al vulcanismo que se genero y la cauda de un meteorito, la composición química de la atmosfera cambio generando la extinción de la mayoría de las especies terrestres y marinas.
Fanerozoico		Jurásico	Los grandes dinosaurios dominan la escena de este periodo. Los mamíferos son abundantes asi como las coníferas y los helechos. Aparecen las primeras aves y ranas. Abundan los reptiles marinos como los ictiosaurios.	Pangea se divide en dos grandes masas, de nuevo Gondwana y Laurasia. Se forma el océano Atlántico.	Debido a la fragmentación de Pangea, las zonas áridas reciben más humedad.
		Triásico	Aparecen los primeros mamíferos y dinosaurios. Los reptiles mas pequeños dominaban la superficie terrestre. Surgen los primeros reptiles “alados” sin plumas, como los pterosaurios. En el mar, los moluscos eran los más abundantes.	Pangea sigue unida, pero hacia el triásico tardío comienza a dividirse. Laurasia incluía Norteamérica, Europa y gran parte de la actual Asia, Gondwana comprendía África, Arabia, India, Australia, la Antártida y Sudamérica.	La humedad descendió hacia el centro de Pangea, favoreciendo un clima seco. Al final del periodo ocurre otra extinción masiva, se piensa que debido al vulcanismo del periodo.
	Paleozoico	Pérmico	Aparecen los primeros reptiles a partir de los anfibios que ponían huevos en tierra firme. Los insectos adquieren las características actuales. Al final de este periodo ocurre la mayor extinción masiva en la tierra debido al vulcanismo. Se piensa que solo sobrevivió 5% de las especies existentes. Aparecen las plantas con semillas cubiertas, llamadas gimnospermas.	En este periodo se formo Pangea. La cual estaba sobre el ecuador y se extendía hacia los polos. Debido a la formación de montañas, los climas y los ecosistemas se diversificaron cambiando el paisaje del periodo.	Las condiciones climáticas cambiaron de húmedas a secas o áridas, lo cual provoco la desaparición de muchas plantas y anfibios que requerían mayor cantidad de agua. El oxigeno disponible de este periodo era mucho mayor que el actual. Sin embargo, el vulcanismo cambio la composición de la atmosfera.
		Carbonífero	El grupo de insectos y plantas se diversifica. Aparecen los primeros helechos arborescentes. Los anfibios comienzan a diversificarse tambien.	Continua la glaciación de Gondwana y de Euroamérica se sitúa hacia el ecuador. Debido al movimiento y choque de las placas y de los continentes primitivos, se forman grandes cadenas montañosas.	En el carbonífero inferior se diversifican las plantas, sin embargo, los hongos y bacterias que biodegradaban la materia orgánica no eran aptos para degradar la lignina y celulosa que las nuevas plantas vasculares habían desarrollado. Esto genero la acumulación de materia orgánica y su transformación en carbón en el carbonífero tardío.
		Devónico	Se conoce como era de los peces debido a la diversificación de este grupo en este periodo. Aparecen los primeros tiburones primitivos, los peces de aletas lobuladas (redondeadas) y las amonitas, entre otros. En este periodo ocurre la primera colonización de animales tetrápodos (animales con cuatro extremidades) en el ambiente terrestre.	Euroamérica y Báltica se fusionan para formar Laurasia la cual comienza a acercarse a Gondwana. Esto como consecuencia de la gran actividad tectónica de la corteza terrestre.	Al final de este periodo ocurre una extinción masiva que afecto al 85% de las especies marinas; se piensa que fue el resultado de un cambio climático debido a una glaciación en Gondwana.
		Silúrico	Aparecen los primeros peces óseos, llamados osteíctios. En tierra firme aparecen las primeras plantas vasculares asi como los artrópodos antecesores de las arañas e insectos	Gondwana continua su migración hacia el sur del planeta. Termina la era glaciar y el derretimiento de los hielos eleva el nivel del mar. Comienza la formación de un nuevo continente llamado Euroamérica.	En este periodo todo el planeta entro en una época de estabilidad climática, la cual cambio hacia finales del periodo provocando un enfriamiento y la posterior extinción de flora y fauna terrestre.
		Ordovícico	Surgen los braquiópodos y crinoideos. Al final d este periodo ocurre el primer evento de extinción masiva y se pierde 60% de las especies existentes.	El nivel del mar aumenta. Pangea se dividió en Gondwana, ubicada en el ecuador, y en pequeñas porciones continentales llamados Laurencia, Siberia y báltica. Ocurre la primera glaciación en el norte del planeta.	En los trópicos la temperatura y la evapotranspiración aumento los niveles de humedad, lo que favoreció la presencia de mas especies de plantas. Sin embargo, el aumento de los niveles de agua marina genero una pequeña extinción de la fauna acuática.
		Cámbrico	Ya se diferencia formas de vida animal, como trilobites y esponjas marinas, vegetal, como algas y bacteriana	Pannotia comienza a dividirse y a moverse hasta conformar Gondwana y continentes pequeños llamados Laurentia y Báltica.	El oxigeno abunda en la atmosfera, lo que favoreció la explosión de vida en este periodo.
Arqueano	Arqueano		Surgen los primeros eucariontes aeróbicos tanto unicelulares como pluricelulares.	Los continentes se formaron en esta era conformando una masa continental llamada Pannotia, asi como algunos sistemas montañosos debido a la tectónica de placas. Se forman los océanos por la presencia de dorsales oceánicas que separan las masas de tierra firme	La atmosfera es mas rica en oxigeno debido al surgimiento de más especies fotosintéticas.
			Se tienen registros de bacterias anaeróbicas antiguas conformadas en estromatolitos de hace 3,800 millones de años. Surgen las cianobacterias y con ellas el proceso de fotosíntesis.	Comienza la formación de los continentes debido a la solidificación de la roca fundida. Este es un periodo de enfriamiento de la corteza terrestre y de la atmosfera, pues el sol emitía 30% menos de radiación que en la actualidad	La cantidad de metano disminuye y hay una pequeña cantidad de oxígeno, como producto de la fotosíntesis de las primeras cianobacterias.
Hadeano			Sin registros de vida	La Tierra estaba en proceso de formación, incluso se piensa que en esta era se formo la Luna. Su temperatura era muy alta, cercana a los 1500ºC, la atmosfera era primitiva y los meteoritos caían constantemente	Predominaban los isotopos radioactivos como el uranio y el torio, ademas de potasio y hierro. La atmosfera se formo dentro de los primeros 100 millones de años y estaba compuesta por metano hidrogeno, nitrógeno, bióxido de carbono, vapor de agua y gases nobles. No existía agua en estado liquido debido a las altas temperaturas.

Las eras se encuentran en líneas horizontales, conocidas como estratos resultado de la acumulación de polvo, rocas y cadáveres de animales, así como restos de plantas, hongos y bacterias. De modo que el estrato más profundo es el más antiguo y los más cercanos a la superficie los más recientes. El conjunto de los estratos conforman la columna estratigráfica.