Bioelementos y biomoleculas
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¿De qué está compuesta la materia viva?
Bioelementos.Son los elementos químicos
que constituyen las moléculas de los seres vivos. De acuerdo a su
abundancia, se clasifican en:
Primarios (96%): C, H, O, N, P, S
Secundarios (3,3%): Na, K, Ca, Mg, Cl
Oligoelementos (0,1%): Fe, Cu, Zn, F, I
Magnesio
Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador, junto con las enzimas, en muchas reacciones químicas del organismo.
Calcio
Forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas. En forma iónica interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso.
SodioCatión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular.
PotasioCatión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular.
CloroAnión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluido intersticial.
Bioelementos secundarios.
Hierro
Fundamental para la síntesis de clorofila, catalizador en reaccionesquímicas y formando parte de citocromos que intervienen enla respiración celular, y en la hemoglobina que interviene en eltransporte de oxígeno.
ManganesoInterviene en la fotolisis del agua , durante el procesode fotosíntesis en las plantas.
IodoNecesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo
FlúorForma parte del esmalte dentario y de los huesos.
CobaltoForma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis dehemoglobina .
Oligoelementos.
Biomoléculas Son las moléculas
constituyentes de los seres vivos.
Se clasifican en:
• Son el agua, las sales minerales y los gases.
Inorgánicas
• Son los glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
Orgánicas
• Es el compuesto líquido más importante para los seres vivos.
• Existe en proporciones variables en diferentes organismos.
• Propiedades: carácter polar, elevada tensión superficial, capilaridad, elevado calor específico.
a) El agua.
¿Qué propiedad del agua se muestra AQUÍ?
¿Qué propiedad del agua se muestra
AQUÍ?
a) Sales minerales
SALES MINERALES. FUNCIÓN PRINCIPAL CONTENIDO EN…
CALCIO - Participa en la excitabilidad neuromuscular
- Coagulación sanguínea -Formación de hormonas y enzimas- Rigidez del esqueleto
Leche y derivados, frutos secos, legumbres.
FÓSFORO - Forma parte de los huesos. Carnes, pescados, leche, legumbres.
HIERRO - Forma parte de hemoglobina, participando en trasporte de oxigeno.
Carnes, hígado, legumbres, frutos secos
YODO - Participa en síntesis de hormona tiroidea
Pescado y mariscos, sal yodada
MAGNESIO - Indispensable para el buen funcionamiento de nervios, músculo y huesos.
Carne, verduras, legumbres, frutas, leche.
¿Y los gases?
• ¿Qué gases son consideradosbiomoléculas?
• ¿Dónde encontramos estosgases en los seres vivos?
• ¿Qué utilidad tiene cada gaspara los seres vivos?
Algunas moléculas que están presentes en los seres vivos son gases. Estos gases también son Biomoléculas
Biomoléculas orgánicas.
GLÚCIDOS
LIPIDOS
PROTEÍNAS
ÁC. NUCLEICOS
Monómeros
Polímeros
• También se les llama carbohidratos o azúcares.
• Contienen C, H y O.
• Son producidos en la fotosíntesis.
• Función energética o estructural.
LOS GLÚCIDOS
LOS GLÚCIDOS. Características
• Los glúcidos de bajo peso molecular sonhidrosolubles y son de sabor dulce.
• Los glúcidos de elevado peso molecularcarecen de sabor dulce, y su solubilidad esmuy reducida.
• Se clasifican según el numero de azúcares:
MonosacáridosDisacáridosOligosacáridosPolisacáridos
• Responden a la fórmula:
• Ejemplos de monosacáridos son glucosa, fructosa, galactosa, ribosa, desoxirribosa.
(CH₂O)n(Donde n es un número entero entre el 3 y el 7)
a) Monosacáridos • Son los glúcidos más simples, tienen sabor dulce.
• Si reemplazamos en la fórmula, con n=5, la fórmula nos quedaría así: C₅H₁₀O ₅
• Este compuesto se llama Pentosa (azúcar de 5 carbonos, por ejemplo la Ribosa).
• Aquellas que tienen:– 3 C triosas– 4 C tetrosas– 6 C hexosas– 7 C heptosas
Ribosa
a) Monosacáridos (CH₂O)n
GLUCOSA: es una hexosa. Fuente de energía de células animales y vegetales. Constituye disacáridos y polisacáridos
FRUCTOSA: es un hexosa, abundante en frutas y en la
miel.
RIBOSA: es una pentosa; forma parte del ARN y el ATP.
DESOXIRRIBOSA: es una pentosa derivada de la ribosa, forma parte del ADN.
a) Monosacáridos de interés biológico:
• Almacenan energía, por periodos cortos de tiempo. En el interior de las células, rápidamente se degradan a monosacáridos. Ejemplos son:
Sacarosa
Lactosa
Maltosa Glucosa + Glucosa
Glucosa + Fructosa
Glucosa + Galactosa
b) DisacáridosResultan de la unión de dos
monosacáridos iguales o diferentes, mediante un enlace glicosídico, con liberación de una
molécula de agua.
Formación de un enlace glicosídico, con liberación de una molécula de agua:
SACAROSA: Resulta de la unión de glucosa y fructosa. Es el azúcar de mesa o azúcar de caña o remolacha.
LACTOSA: Resulta de la unión de glucosa y galactosa. Es el azúcar de la leche.
MALTOSA: Resulta de la unión de dos glucosas. Es el azúcar de malta.
b) Disacáridos de interés biológico:
• Resultan de la unión de 3 o más monosacáridos.
• Intervienen en el reconocimiento celular.
Son uniones de hasta 20 monosacáridos.c) Oligosacáridos
Se encuentran formando parte del glicocálix: glicolípidos y glicoproteínas.
d) Polisacáridos
• Son los glúcidos más abundantes.
• Resultan de la unión de gran cantidad demonosacáridos, por enlaces glicosídicos.
• Son insípidos einsolubles en agua.
• Cumplenfunciones energéticasy estructurales.
Los polisacáridos se pueden degradar utilizando una molécula de agua.
d) Polisacáridos de interés biológico
ALMIDÓN: polisacárido de reserva energética vegetal. Formado por miles demoléculas de glucosa.
GLUCÓGENO: Polisacárido muyramificado, de reserva energética animal. Se almacena en el hígado y músculo esquelético.
CELULOSA:Polisacárido con función estructural presente en
la pared celular de vegetales.
QUITINA: Polisacárido estructural presente en paredes celulares de hongos y en exoesqueleto de insectos.
• Grupo heterogéneo de moléculas que comparten la característica de ser insolubles en agua, pero solubles en solventes orgánicos apolares, como alcohol, éter, benceno y cloroformo.
• Están formados por C, H y O, pero con una menor proporción de oxígeno.
LOS LÍPIDOS
LOS LÍPIDOS: funciones
Sus funciones son diversas:
• Reserva energética. Proporcionan aproximadamente 9 calorías/ gramo.
• Forman cubiertas aislantes. En superficies de plantas y animales.
• Estructural. Componentes de todas las membranas biológicas.
• Aislantes térmicos en ciertos animales y protección de órganos internos.
• Mensajeros químicos. Algunos actúan como hormonas.
• Grasas, aceites y ceras.
Lípidos simples
• Fosfolípidos y glicolípidos
Lípidos complejos
• Colesterol, esteroides, vitaminas liposolubles
Lípidos derivados
LOS LÍPIDOS: clasificación
Están formadas por una molécula deglicerol unida a cadenas de ácidosgrasos saturados.Son sólidas a Tº ambiente.
a) Grasas
¿Qué son los ácidos grasos?
El glicerol puede unirse a 1, 2 ó 3 ácidos grasos.
Principalmente se encuentran en productos de origen animal como mantequilla, leche, queso, carne.
Función: energética.
Están formadas por una molécula deglicerol unida a cadenas de ácidosgrasos insaturados.Son líquidos a Tº ambiente.
b) Aceites
Son las “grasas buenas”.
Son de origen vegetal. También se encuentran en el pescado.
Los ácidos grasos insaturados de aceites pueden convertirse en saturados.
Función: energética.
c) Ceras
Están formadas por ácidos grasos unidos a largas cadenas de alcohol.
Son sólidas e insolubles en agua.
Forman cubiertas protectoras ¿dónde?
Funciones: protectora, impermeabilizante,
estructural
d) FosfolípidosSon similares a los aceites: Formadas por una molécula de glicerol y cadenas de ácidos grasos, unidos a un grupo fosfato que a su vez se une a otra molécula polar.
Se encuentran en las membranas de las células.
Son anfipáticas.
Función: estructural.
e) GlicolípidosBásicamente están formados por un glúcido de cadena corta unido a un lípido.
Componente fundamental del glicocálix.
Función: Reconocimiento
celular.
f) Colesterol Pertenece a la familia de los esteroides que tienen las estructura básica de un
compuesto anillado, unido a alcohol.
Está presente en las membranas de células animales, NO estando
presente en vegetales.
¿Es bueno o malo?
Se cree que su función es dar estabilidad a la membrana.
f) Esteroides Son una gran familia, que incluye a la las sales biliares,
hormonas sexuales y hormonas de la corteza
suprarrenal (aldosterona y cortisol)
f) Vitaminas liposolubles
Son las vitaminas A, D, E y K.Al ser consumidas en exceso,
se acumulan.
Promueve la absorción de Ca y P
Esencial para la coagulación de la sangre
Esencial para el crecimiento y la
fertilidad
Protege las membranas celulares. Ayuda a la formación de glóbulos
rojos.
• Son moléculas diversas, complejas y de mayor tamaño.
• Contienen C, H, O, N y pueden contener S, entre otros elementos.
• Funciones diversas
LAS PROTEÍNAS
• Catalizadores orgánicos de casi todas las reacciones celulares.
• Mensajeros químicos. Algunas actúan como hormonas.
• Transporte y almacenamiento de moléculas pequeñas.
• Defensa, en el caso de los anticuerpos.
• Estructural, en células y tejidos.• Contráctil, participando en el
movimiento.• Energía, en última instancia, es
decir si se agotan todas las fuentes de azúcares y lípidos.
LAS PROTEÍNAS. Funciones
• Su unidad básica de construcción son los aminoácidos.
LAS PROTEÍNAS. Características
• Las proteínas de los seres vivos están formadas por 20 aminoácidos.
• Existen aminoácidos esenciales y no esenciales.
LAS PROTEÍNAS. Características
LAS PROTEÍNAS. Características
Aminoácido 1 Aminoácido 2• Los aminoácidos se unen
mediante enlaces peptídicos con liberación de una molécula de agua.
• ¿Dónde se produce este enlace?
• 2 aminoácidos forman un Dipéptido.
• Uniones de hasta 100 aminoácidos: Polipéptido.
• Más de 100 aminoácidos: Proteína.
LAS PROTEÍNAS. Clasificación
• pueden ser simples o conjugadas (glicoproteínas, lipoproteínas,hemoproteínas)
SEGÚN SU COMPOSICIÓN:
• pueden ser fibrosas (elastina, colágeno, queratina) o globulares(enzimas, proteínas de membrana).
SEGÚN SU MORFOLOGÍA Y SOLUBILIDAD:
• pueden ser estructurales (como las presentes en la piel, pelo y uñas),de transporte (hemoglobina), de defensa (anticuerpos), hormonales(insulina), enzimáticas (amilasas), contráctiles (actina), etc.
SEGÚN SU FUNCIÓN BIOLÓGICA
LAS PROTEÍNAS. Organización
• Existen 4 niveles de organización de las proteínas:
a) Nivel primario Indica la secuencia lineal de
aminoácidos.
¿Importancia?
LAS PROTEÍNAS. Organización
b) Nivel secundario Consiste en el
enrollamiento de la cadena sobre su propio eje, mediante puentes
de hidrógeno.Puede ser de dos tipos:
- Alfa hélice- Beta plegada
LAS PROTEÍNAS. Organización
c) Nivel terciario Es la forma tridimensional de la
proteína.Se mantiene por puentes
de hidrógeno, interacciones iónicas e hidrofóbicas, puentes
disulfuro.
Ejemplo: Lisozimas, proteínas de membrana.
LAS PROTEÍNAS. Organización
d) Nivel cuaternario Corresponde a la unión de varias proteínas entre
sí; o a la unión de una proteína con otras moléculas
no proteicas.
LAS PROTEÍNAS. Factores que afectan la organización de las proteínas
La desnaturalizaciónExisten factores que afectan la estabilidad estructural de
las proteínas.
La temperatura, sustancias químicas, pH, etc., pueden afectar la estructura de un proteína, y por tanto su función biológica.
En algunos casos la desnaturalización es reversible renaturalización.
• Corresponden al ácido desoxirribonucleico (ADN) y al ácido ribonucleico (ARN).
• Contienen C, H, O, N y P en su estructura.
• Función almacenar, transmitir y
expresar la información genética.
LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
• Su unidad básica son los nucleótidos.
• Los nucleótidos pueden estar libres o formando polímeros.
ÁCIDOS NUCLEICOS. Estructura
NUCLEÓTIDO:
Formado por un grupo fosfato,
una pentosa y una base nitrogenada.
Las bases nitrogenadas pueden ser
púricas o pirimídicas.
ÁCIDOS NUCLEICOS. Estructura
Las pentosas pueden ser ribosa o desoxirribosa:
ÁCIDOS NUCLEICOS. Estructura
Ley del apareamiento de las bases
• Siempre se une una base púrica con una pirimídica:
Adenina se une a Timina por un doble enlace puente de hidrógeno (en el caso del ARN, Adenina se une al Uracilo)
Guanina se une a Citosina por un triple enlace puente de hidrógeno.
Diferencias entre el
ADN y ARN