BIOLOGÍALa biología es la rama de las Ciencias Naturales que estudia la vida, fenómenos vitales , y se ocupa tanto de la descripción de las características y los comportamientos de los organismos individuales, como de las especies en su conjunto; así como de la reproducción de los seres vivos y de las interacciones entre ellos y el entorno. Se preocupa de la estructura y la dinámica funcional comunes a todos los seres vivos con el fin de establecer las leyes generales que rigen la vida orgánica y los principios explicativos fundamentales de ésta.

Para identificar fácilmente a un ser vivo, se han creado ciertas características que deben de cumplir. Si no cumplen con estas características, no es posible definir al sujeto como un ser vivo:

1. Metabolismo2. Reproducción3. Organización4. Irritabilidad5. Movimiento6. Adaptación 7. Homeostasis

Características de los seres vivos

Permite a los seres vivos procesar sus alimentos para obtener nutrientes, utilizando una cantidad de estos nutrientes y almacenando el resto para usarlo cuando efectúan sus funciones.

En el metabolismo se efectúan dos procesos fundamentales:

Anabolismo: Es cuando se transforman las sustancias sencillas de los nutrientes en sustancias complejas.Catabolismo: Cuando se desdoblan las sustancias complejas de los nutrientes con ayuda de enzimas en materiales simples liberando energía. Durante el metabolismo se realizan reacciones químicas y energéticas. Así como el crecimiento, la auto reparación y la liberación de energía dentro del cuerpo de un organismo.

Metabolismo

se producen nuevos individuos semejantes a sus padres y se perpetua la especie. En los seres vivos se observan 2 tipos de reproducción: la asexual y la sexual.

Un ser vivo es resultado de una organización muy precisa; en su interiorse realizan varias actividades al mismo tiempo, estando relacionadas éstas actividades unas con otras.

La reacción a ciertos estímulos (sonidos, olores, etc) del medio ambiente Los estímulos que pueden causar una respuesta en plantas y animales. Son cambios en la intensidad de luz, ruidos, sonidos, aromas, cambios de temperatura, variación en la presión, etc.

Reproducción

Irritabilidad

Organización

Movimiento

Adaptación ión

Los seres vivos se mueven, nadan, se arrastran, vuelan, ondulan, caminan, corren, se deslizan, etc. El movimiento de las más plantas es menos fácil de observar.El movimiento es el desplazamiento de un organismo o parte de él, con respecto a un punto de referencia.

El proceso por el que una especie se condiciona lenta o rápidamente para lograr sobrevivir ante los cambios ocurridos en su medio, se le llama adaptación de vida. Las condiciones ambientales en que viven los organismos vivos cambian ya sea lenta o rápidamente. Los seres vivos deben adaptarse a estos cambios que ocurren en el medio que los rodea para poder sobrevivir.

Homeostasis

Debido a la tendencia natural de la perdida del orden, denominada entropía, los organismos están obligados a mantener un control sobre sus cuerpos y de esta forma mantenerse sanos. Para lograr este cometido se utiliza mucha cantidad de energía. Algunos de los factores regulados son:Termorregulación Es la regulación del calor y el frío. Estos cambios pueden afectar. al individuo.

Osmorregulación: Regulación del agua e iones, en la que participa el Sistema Excretor principalmente, ayudado por el Nervioso y el Respiratorio

Biofísica: Estudia las posiciones y el flujo de la energía en los organismos; o sea, cómo fluye, se distribuye y se transforma la energía en los seres vivientes. Por ejemplo, la trayectoria de la energía durante el ciclo de Krebs, la transformación de la energía química a energía eléctrica para generar un impulso nervioso, la transferencia de energía durante un proceso metabólico, el flujo de la energía en el movimiento de los cilios en un protozoario, etc.

Anatomía: Trata de la estructura del organismo; es decir, cómo está hecho el organismo. Como la estructura de una célula, la apariencia externa de un organismo, la descripción de sus órganos u organelos, la organización de sus órganos, los vínculos entre sus órganos, etc.

Etología: estudio del comportamiento de los seres vivientes con un Sistema Nervioso Central cefalizado. Incluye el origen genético y ambiental de dicho comportamiento. También se denomina Psicobiología, Biopsicología o Biología del Comportamiento.

Ramas de la Biología

Bioquímica: Se dedica al estudio de la estructura molecular de los seres vivientes y de los procesos que implican transformaciones de la materia; o sea, de qué están hechos los seres vivientes y cómo se disponen las substancias químicas en ellos.

Citología: Estudio de la célula. Incluye anatomía, fisiología, bioquímica y biofísica de la célula. Para el estudio de la célula se usan todos los campos de estudio de la Biología porque la célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivientes.

Evolución: Estudia todos los cambios que han originado la diversidad de seres vivientes en la Tierra, desde sus orígenes hasta el presente. Se le llama también Biología Evolutiva

Fisiología: Estudio de las funciones de los seres vivientes; como digestión, respiración, reproducción, circulación, fisión binaria, etc. La fisiología estudia cómo funciona cada órgano u organelo de los seres vivientes, desde las bacterias hasta los mamíferos, cómo se autorregulan y cómo afectan las funciones de un órgano y organelo al resto de los órganos u organelos en un individuo.

Genética: Es el estudio de la herencia. Contemporáneamente, la Genética se ha convertido en una ciencia con aplicación en muchas industrias humanas, por ejemplo, en Biotecnología, Ingeniería Genética, Clonación, Medicina Genética, etc.

Embriología: Estudia el desarrollo de los animales y las plantas, desde las células germinales hasta su nacimiento como individuos completos. También se llama Biología del Desarrollo.

Ecología: Estudia las interacciones entre los seres vivientes y sus relaciones con el medio que los rodea. El término “ecosistema” incluye tanto a los seres vivientes como a los factores no vivientes. El ecosistema es el conjunto de factores bióticos y factores abióticos actuando de forma recíproca en la naturaleza.

Inmunología: Estudio de las reacciones defensivas que despliegan los organismos en contra de cualquier agente agresivo, sea éste del entorno o del mismo interior del organismo. En Biología, la Inmunología no se concreta solo al sistema inmune de los seres humanos, sino al de cada especie que habita el globo.

Medicina: Estudia los métodos y remedios por medio de los cuales los organismos enfermos pueden recuperar la salud. Aunque estamos acostumbrados a relacionar Medicina con enfermedades humanas, en realidad, la Medicina es una rama de la Biología aplicable a todos los seres vivientes. 

Microbiología: Estudio de los microorganismos, tanto innocuos como patógenos; por ejemplo, bacterias, protozoarios y hongos. Aunque se incluyen dentro del campo de la microbiología, los virus no se consideran como microbios, pues carecen de las características estructurales básicas

Micología: Estudio de los hongos, patógenos o no patógenos.

Paleobiología: Se conoce también como Paleontología o Biología Paleontológica. Es el estudio de los seres vivientes que existieron en épocas prehistóricas. Como el comportamiento del Tyrannosaurus rex, el registro fósil del Homo sapiens neanderthalensis, etc.

Protozoología: Estudio de los Protistas. El grupo Protista incluye a los protozoarios, las algas y los micetozoides.

Zoología: Estudio de los animales. El campo incluye a los protistas, que son considerados como eucariotas unicelulares o coloniales y que difieren por mucho de los verdaderos animales.

Taxonomía: Se aplica a la organización y clasificación de los seres vivientes. La taxonomía incluye también a los virus, los cuales no son considerados como seres vivientes. Clasificación es el ordenamiento de objetos en grupos de acuerdo a sus características. La Taxonomía se llama también Sistemática.

Sociología: Estudio de la formación y del comportamiento de las sociedades y de los vínculos entre diversas sociedades de organismos, incluyendo a las sociedades humanas.

Virología: Esta rama de la Biología se dedica al estudio de los virus. Los virus son seres abióticos o inertes. Hay virus patógenos y virus benéficos desde el punto de vista humano. Los virus pueden afectar a todas las clases de seres vivientes, sean bacterias, protozoarios, hongos, algas, plantas o animales.

se entiende aquellas prácticas utilizadas y ratificadas por la comunidad científica como válidas a la hora de proceder con el fin de exponer y confirmar sus teorías. Las teorías científicas, destinadas a explicar de alguna manera los fenómenos que observamos, se apoyan en experimentos que certifiquen su validez.

Pasos:1. Observación: Observar es aplicar atentamente los sentidos a un objeto o a

un fenómeno, para estudiarlos tal como se presentan en realidad. 2. Planteamiento del problema: Inducción: La acción y efecto de extraer, a

partir de determinadas observaciones o experiencias particulares, el principio particular de cada una de ellas.

3. Hipótesis: Planteamiento mediante la observación siguiendo las normas establecidas por el método científico.

4. Comprobación de la hipótesis por experimentación. 5. teoría científica (conclusiones).

Método científico

NIVELES DE ORGANIZACIÓN EN BIOLOGÍA

Existe un orden Biológico en cada organismo existente, y podemos encontrar niveles de organización desde los átomos, hasta el mayor ser vivo.

1. Los átomos se organizan para formar moléculas, 2. las moléculas para formar células,3. las células para formar tejidos, 4. los tejidos para formar órganos, 5. los órganos para formar aparatos y sistemas, 6. éstos forman un total llamado ser vivo o individuo. 7. Un grupo de individuos que comparten las mismas características genéticas

(una especie) forma una población,8. un grupo de poblaciones diferentes constituyen una comunidad,9. las comunidades actúan recíprocamente con su ambiente para constituir un

Ecosistema, 10. la suma de todos ecosistemas y comunidades en la Tierra es la Biosfera. 11.La Biosfera es el nivel de organización más grande en la Biología.

átomo

organelos

celula

tejido

órgano

Aparato osistema

individuo

poblaciónecosistema

BIOSFERA

molécula

comunidad

Bioelementos

Los bioelementos son los elementos químicos que constituyen a los seres vivos.  De los aproximadamente 100 elementos químicos que existen en la naturaleza, unos 70 se encuentran en los seres vivos. De éstos, sólo unos 22 se encuentran en todos en cierta abundancia y cumplen una cierta función.

Bioelementos primarios o principales:

C, H, O, N Son los elementos mayoritarios de la materia viva,constituyen el 95% de la masa total. Las propiedades físico-químicas que los hacen idóneos son las siguientes: Forman entre ellos enlaces covalentes, compartiendo electrones El carbono, nitrógeno, hidrógeno y oxígeno.

Bioelementos secundarios S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl Los encontramos formando parte de todos los seres vivos, y en una proporción del 4,5%.

Azufre Se encuentra en dos aminoácidos (cisteína y metionina) , presentes en todas las proteínas. También en algunas sustancias como el Coenzima A

Fósforo

Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos nucléicos. Forman parte de coenzimas y otras moléculas como fosfolípidos, sustancias fundamentales de las membranas celulares. También forma parte de los fosfatos,

sales minerales abundantes en los seres vivos.

MagnesioForma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador,

junto con las enzimas , en muchas reacciones químicas del organismo.

CalcioForma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas. En forma iónica

interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del

impulso nervioso. Sodio Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y

la contracción muscular

Potasio Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular

Cloro Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluído intersticial

Hierro

Necesario en síntesis de clorofila, catalizador en reacciones químicas y formando parte de citocromos que intervienen en la respiración celular y en la hemoglobina que interviene en el transporte de

oxígeno. Manganeso Interviene en la fotolisis del agua , durante el proceso de fotosíntesis

en las plantas.

Iodo Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo

Flúor Forma parte del esmalte dentario y de los huesos.

Cobalto Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina .

Silicio Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramíneas.

Cromo Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre.

Zinc Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo.

Litio Actúa sobre neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estados de depresiones.

Molibdeno Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte de las plantas.

Oligoelementostrazas de elementos que son indispensables para el organismo. estos son: hierro, manganeso, cobre, zinc, flúor, iodo, boro, silicio, vanadio, cromo, cobalto, selenio, molibdeno y estaño

LAS BIOMOLÉCULASTambién se denominan “principios inmediatos”

2

- Biomoléculas inorgánicas

- Biomoléculas orgánicas

H2OSales minerales

Gases

DisueltasPrecipitadas (no disueltas)

GlúcidosLípidos

ProteínasÁcidos Nucleicos

Otras

Un ejemplo: abundancia y diversidad de biomoléculas en

la bacteria Escherichia coli, una célula procariota.

EL AGUA3La vida depende de la presencia de agua: impregna todas las partes de la célula, constituye el medio en

el que se realiza el transporte de nutrientes, las reacciones del metabolismo y la transferencia de

energía química, etc.

El agua es el componente mayoritario de los ss.vv., si bien el % no es el mismo en todos ellos, ni en las

diferentes partes de un mismo ser.

En general, cuanto mayor es la actividad metabólica, mayor es el contenido en agua.

Los órganos densos, con estructuras minerales, como huesos y dientes, tienen poco % en agua.

La proporción de agua puede variar a lo largo de la vida.

EL AGUA3Estructura de la molécula del agua

2 átomos de H unidos a un átomo de oxígeno mediante

un enlace covalente.Al ser muy electronegativo, el

oxígeno atrae hacia sí los electrones compartidos con el hidrógeno. Esto genera en el hidrógeno una densidad de

carga positiva y en el oxígeno una densidad de carga

negativa. Esta estructura de polos se denomina dipolo

permanente. Por ello decimos que el agua es una sustancia

polar.

Unión de unas moléculas de agua con otras: los PUENTES DE HIDRÓGENO

La naturaleza polar de las moléculas de agua hace que el

oxígeno de una molécula pueda interaccionar con el

hidrógeno de otra, estableciendo lo que se

denomina enlace o puente de hidrógeno.

Este tipo de enlace es débil, en comparación con un enlace iónico o covalente, lo que

implica que puede formarse y deshacerse con facilidad.

Una molécula de agua puede formar hasta 4 puentes de H

con sus 4 moléculas vecinas.

Propiedades fisicoquímicas del agua: importancia para la vida

-Regulación de la temperatura-Capacidad disolvente-Densidad en estado sólido-Cohesión y tensión superficial

Estas y otras propiedades hacen

del agua una sustancia ideal para

la vida

Regulación de la temperaturaEl H2O tiene un elevado calor específico. Esto significa que para aumentar la temperatura del

agua un grado centígrado es necesario comunicarle mucha energía ( 1 caloría para que 1 gramo de agua aumente su temperatura 1ºC ) para

poder romper los puentes de Hidrógeno que se generan entre las moléculas.

EL H2O tiene un elevado calor de vaporización. Esto significa que para pasar al estado gaseoso (vapor) es necesario comunicarle mucha energía (580 calorías para un gramo de agua) para poder romper los puentes de Hidrógeno que se generan

entre las moléculas.

El agua es un buen regulador térmico ya que, en comparación con otras sustancias, es capaz de absorber mucho calor sin aumentar mucho su

temperatura, ya que esta energía calorífica se utiliza para romper puentes de hidrógeno antes de que aumente el movimiento (energía cinética) de las

moléculas.

El H2O regula la temperatura del planeta y de los seres vivos.

Capacidad disolventeEl H2O es un excelente disolvente de muchas sustancias, por lo que con

frecuencia recibe el calificativo de “disolvente universal”.Disuelve muy bien los compuestos iónicos, como la sal común o cloruro sódico.

También disuelve sustancias con grupos polares.

Densidad en estado sólidoEl hielo flota sobre el agua líquida, al ser

menos densa que ésta.Al solidificarse, el H2O forma unos “huecos” debido al establecimiento de puentes de H

fijos (en cambio, en estado líquido los puentes de H se forman y deshacen

continuamente, dando una red dinámica empaquetada).

La vida continúa bajo el hielo

Cohesión y tensión superficial

Los puentes de H mantienen unidas las moléculas de agua. Estas uniones se están formando y deshaciendo continuamente de manera que en cualquier instante la mayor parte de las moléculas de agua se hallan unidas por dichos enlaces. Debido a ello el agua líquida tiene una gran cohesión interna. No obstante, como la duración media de un puente de H es muy breve ( 10 -9 segundos) el agua no es viscosa

sino muy fluida.Esta alta cohesión permite que el agua ascienda desde las raíces hasta las copas de los árboles. También hace que el agua sea un buen relleno de las células y de muchas estructuras biológicas.

El H2O tiene una elevada tensión superficial, lo que significa que en su superficie se forma una película difícil de romper, en comparación con otras sustancias en estado líquido. Esto permite a ciertos insectos caminar sobre su superficie.

El pHAcidez y basicidad o alcalinidad

Determinadas sustancias, al disolverse en agua, pueden alterar la concentración de hidrogeniones, utilizándose entonces los términos de acidez y alcalinidad.

Disolución acuosa ácida [H+] > 10 -7 moles/litro

Disolución acuosa alcalina [H+] < 10 -7 moles/litro

Disolución acuosa neutra [H+] = 10 -7 moles/litro

Para simplificar los cálculos se ideó expresar las concentraciones utilizando

logaritmos:

El pH se define como el logaritmo, cambiado de signo, de la concentración de hidrogenionesSegún esto:

Disolución neutra pH = 7Disolución ácida pH < 7

Disolución alcalina o básica pH > 7

DISOCIACIÓN DEL AGUA: El pHAcidez y basicidad o alcalinidad

Disolución neutra pH = 7Disolución ácida pH < 7

Disolución alcalina o básica pH > 7

Al ser el pH una escala logarítmica, resulta que, por ejemplo:

pH = 3 significa que [H+] = 0,001 mol / litropH = 4 significa que [H+] = 0,0001 mol / litro

pH = 5 significa que [H+] = 0,00001 mol / litro

Por tanto, una disolución a pH = 3 contiene 10 veces más H+ que una a pH = 4, y ésta 10 veces

más que a pH = 5

DISOCIACIÓN DEL AGUA: El pHAcidez y basicidad o alcalinidad

Aquí podemos ver el pH de algunas disoluciones presentes en los ss.vv. y de otras de uso corriente.

Los procesos bioquímicos y, por tanto, la vida, se desarrollan, en general, a valores próximos a la neutralidad.

LAS SALES MINERALES4

En los ss.vv. pueden

presentarse

Sólidas o precipitadas

Disueltas

Por ejemplo

CaCO3

Ca3(PO4)2

Carbonato cálcico

Fosfato cálcico

Concha de moluscos

Esqueleto de vertebrados

Esqueleto de corales

Bivalvos

Gasterópodos

P.ej.

P.ej.

Aniones más abundantes e importantes:

Sulfato SO42-

Bicarbonato HCO3 -

Fosfatos HPO42- y H2PO4

-

Nitrato NO3-

Cloruro Cl-

Cationes más abundantes e importantes:

Sodio Na+

Potasio K+

Calcio Ca2+

Magnesio Mg2+

Al disolverse se ionizan

Intervienen en numerosas

reacciones del metabolismo

del pH

del equilibrio osmótico

Contribuyen a la regulación

LAS SALES MINERALES4

Regulación del pHEl mantenimiento de la vida requiere que el pH

se mantenga dentro de ciertos límites, ya que de lo contrario cambia la estructura de muchas moléculas y se alteran muchas reacciones bioquímicas. Para ello, en las soluciones acuosas de los ss.vv. están presentes los

denominados sistemas tampón o amortiguadores de pH, formados por

disoluciones de ácidos débiles y de su correspondiente base conjugada.

La adición de pequeñas cantidades de H+ o de OH- a uno de estos sistemas no produce

cambios de pH en un cierto intervalo. Ello se debe a que el ácido neutraliza los iones OH- y la

base los H+.

Los tampones más frecuentes en los ss.vv. son:

-TAMPÓN BICARBONATO-TAMPÓN FOSFATO

LAS SALES MINERALES4

Regulación del pHTAMPÓN BICARBONATO:

Es común en los líquidos intercelulares.Mantiene el pH en valores próximos a 7,4 gracias al equilibrio entre el ión bicarbonato y el

ácido carbónico, que a su vez se disocia en dióxido de carbono y agua:

HCO3- + H+ H2CO3 CO2 + H2O

Si aumenta la concentración de H+ en el medio por cualquier proceso químico, el equilibrio se desplaza hacia la derecha. Si por el contrario disminuye la concentración de H+ del medio, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda, para lo cual se toma CO2 del medio.

TAMPÓN FOSFATO:

Se encuentra en los líquidos intracelulares, manteniendo el pH en torno a 6,86 debido al equilibrio:

HPO4 2- + H+ H2PO4 -

     Determinadas células incorporan sales minerales, como las que se pueden encontrar en la pared de celulosa de los vegetales, o como forma de producto residual del metabolismo (cristales de oxalato cálcico, que puede contribuir al desarrollo de cálculos renales o biliares) El carbonato de calcio también se puede encontrar en el oído interno, formando los otolitos que intervienen en el mantenimiento del equilibrio interno o partículas de magnetita que, al parecer, pueden utilizar algunos animales con función de brújula para orientarse en sus desplazamientos.

Cálculos renales

Difusión

La difusión es el fenómeno por el cual las moléculas de un soluto se mueven continuamente en todas

direcciones, tendiendo a distribuirse uniformemente en el seno del agua

hasta ocupar todo el espacio disponible.

Las moléculas se mueven desde las zonas de mayor a menor

concentración hasta que sea la misma en todo el espacio de

difusión.La difusión puede ocurrir también a

través de una membrana cuyos poros permitan el paso de las

partículas del soluto.

Importantes ejemplos de

difusión en los ss.vv.

ÓsmosisOcurre cuando hay una membrana

semipermeable separando dos disoluciones de diferente concentración,

de manera que tiende a igualarse la concentración de ambas.

Esta membrana semipermeable permite el paso del agua, pero no del soluto.

Las moléculas de agua se mueven desde las zonas de mayor concentración de agua (agua pura o disoluciones diluidas) a las zonas donde la concentración de agua es menor (disoluciones concentradas). Hay entonces un flujo asimétrico del agua:

pasa de la disolución diluida a la concentrada.

La cantidad de agua que atraviesa una membrana semipermeable depende de la concentración de partículas disueltas a uno y otro lado, y no de su

naturaleza.

La ósmosis genera una PRESIÓN

OSMÓTICA

Cuando hay dos disoluciones separadas por una membrana de este tipo

se habla de

HIPERTÓNICA

HIPOTÓNICA

ISOTÓNICA

La más concentrada

La más diluida

Cuando ambas tienen la misma concentración

Ósmosis y ss.vv.

En estos dibujos se resume muy bien lo que ocurre si el medio en el que vive una célula es hiper, iso e hipotónico:

Las células, si no están en un medio isotónico,

sufrirán:-PLASMÓLISIS

-TURGESCENCIA:

     Determinadas células incorporan sales minerales, como las que se pueden encontrar en la pared de celulosa de los vegetales, o como forma de producto residual del metabolismo (cristales de oxalato cálcico, que puede contribuir al desarrollo de cálculos renales o biliares) El carbonato de calcio también se puede encontrar en el oído interno, formando los otolitos que intervienen en el mantenimiento del equilibrio interno o partículas de magnetita que, al parecer, pueden utilizar algunos animales con función de brújula para orientarse en sus desplazamientos.

Cálculos renales

Difusión de un colorante en agua

Difusión de azúcar en agua

La difusión es el movimiento de partículas de un área en donde están en alta concentración a un área donde están en menor concentración hasta que estén repartidas uniformemente.

La difusión es un proceso físico irreversible, en el que partículas materiales se introducen en un medio que inicialmente estaba ausente de ellas aumentando la entropía del sistema conjunto formado por las partículas difundidas o soluto y el medio donde se difunden o disolvente.

Ósmosis

Es un fenómeno donde se atraviesa una membrana, el movimiento de las moléculas de agua se debe producir a través de una membrana que limita (por lo menos) dos espacios o compartimentos, con soluciones acuosas de diferente concentración. Esto es que en un compartimento hay mayor cantidad de solutos que en el otro con relación al agua. La característica principal de la membrana es que permite el paso del las moléculas de agua, pero no de otras sustancias osmóticamente activas (solutos). Este tipo de membranas se denominan membranas selectivamente permeables.

La ósmosis

Proceso de ósmosis

Isotónico HipotónicoHipertónico

Solución hipotónica es aquella que tiene menor concentración de soluto en el medio externo en relación al medio citoplasmático de la célula. Una célula sumergida en una solución con una concentración más baja de materiales disueltos, está en un ambiente hipotónico; la concentración de agua es más alta (a causa de tan pocos materiales disueltos) fuera de la célula que dentro. Una célula en ambiente hipotónico se hincha con el agua y puede reventar; a éste proceso se le llama hemólisis pero solo cuando se da en los glóbulos rojos de la sangre

El medio o solución isotónico es aquél en el cual la concentración de soluto esta en igual equilibrio fuera y dentro de una célula.En hematología se dice de las soluciones que tienen la misma concentración de sales que el suero de la sangre son isotónicas. Por tanto, tienen la misma presión osmótica que la sangre y no producen la deformación de los glóbulos rojos. Aplicando este término a la concentración muscular, se dice que una concentración es isotónica cuando la tensión del músculo permanece constante variando su longitud.

Solución hipertónica es aquella que tiene una mayor concentración de un soluto determinado con relación al medio citoplasmático de la célula. Si una célula se encuentra en un medio hipertónico, sale agua de la célula hacia el exterior, con lo que esta se contrae y la célula puede llegar a morir por deshidratación carbónica. La plasmólisis es el fenómeno mediante el cual la célula se contrae en un medio hipertónico.

Biomoléculas Orgánicas

Se denomina técnicamente azúcares a los diferentes monosacáridos, disacáridos, y polisacáridos, que generalmente tienen sabor dulce, aunque por extensión se refiere a todos los hidratos de carbono.En cambio se denomina coloquialmente azúcar a la sacarosa, también llamado azúcar común o azúcar de mesa. La sacarosa es un disacárido formado por una molécula de glucosa y una de fructosa, que se obtiene principalmente de la caña de azúcar o de la remolacha azucarera.Los azúcares son hidratos de carbono, están compuestos solamente por carbono, oxígeno e hidrógeno.

ISAURA MA. NAVARRETE CU

Los 'azúcares' se clasifican según el número de unidades de los que están formados:Monosacáridos: Formados solo por una unidad, también se llaman azúcares simples.

glucosa

Clasificación de Azúcares

ISAURA MA. NAVARRETE CU

Formación del enlace glucosídico entre una molécula de galactosa y una de glucosa

Enlaces glucosídicos de disacáridos

Disacáridos importantes

polisacáridos

Estructura de la quitina,

un polímero de unidades de monosacáridos modificados

Estructura de la celulosa (enlaces Beta - 1,4)

Estructura de glucógeno

(cadenas Alfa - 1,4 y Alfa - 1,6)

Disacáridos: Formados por dos monosacáridos, iguales o diferentes, también se llaman azúcares dobles. Los más presentes en la naturaleza son los siguientes:

Sacarosa

Maltosa

Lactosa

    Los lípidos

Son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono  e  hidrógeno y generalmente, en menor proporción, también oxígeno. Además ocasionalmente pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre .Es un grupo de sustancias muy heterogéneas que sólo tienen en común estas dos características:   Son insolubles en agua, en disolventes orgánicos, como éter, cloroformo, benceno.                                                 

Funciones de los lípidos :

1- Producción de energía : los lípidos tienen casi el doble de energía que las proteínas y carbohidratos juntos. 2- Aislante de calor : la capa de grasa debajo de la piel aísla al cuerpo contra los cambios de temperatura. Animales árticos tales como las ballenas tienen una capa gruesa de grasa. 3- La grasa es una molécula de depósito : ya que es hidrofóbica, se almacena sin agua. Entonces, no añade más peso al cuerpo, esto hace que sea una sustancia muy beneficiosa para las aves especialmente en época de migración , ya que precisan energía suficiente y mínimo peso para volar. 4- Amortiguar golpes: algunos órganos del cuerpo están rodeados por tejido graso con el fin de protegerles de los golpes externos como en el caso de los riñones. 5- Algunos derivados de la grasa actúan como hormonas (testosterona , estrógeno y progesterona ) y otros como componentes de la membrana celular (fosfolípidos ) .

ÁCIDOS GRASOS

Los ácidos grasos son los componentes característicos de muchos lípidos y rara vez se encuentran libres en las células. Son moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada de tipo lineal, y con un número par de átomos de carbono. Tienen en un extremo de la cadena un grupo carboxilo (-COOH).

Los ácidos grasos se pueden clasificar en dos grupos :

Los ácidos grasos insaturados tienen uno o varios enlaces dobles . Son ejemplos el oléico (18 átomos de C y un doble enlace) y el linoleíco (18 átomos de C y dos dobles enlaces) suelen ser LÍQUIDOS a temperatura ambiente.Los lípidos también pueden clasificarse según su consistencia a temperatura ambiente:Aceite: cuando la grasa es líquida (aceite de oliva)Grasa: cuando la grasa es sólida (manteca de cerdo)

las margarinas se fabrican mediante la mezcla de un aceite (maíz, girasol) con agua. El producto final es una grasa de consistencia sólida, que a pesar de estar elaborado con aceite vegetal, actúa como una grasa animal, ya que la adición de agua cambia la estructura química del aceite y éste se comporta como una grasa animal aumentando los niveles de colesterol.

Los ácidos grasos saturados sólo tienen enlaces simples entre los átomos de carbono. Son ejemplos de este tipo de ácidos el palmítico (16 átomos de C) y el esteárico (18 átomos de C) suelen ser SÓLIDOS a temperatura.

Nombre Númerode carbonos

Ácido palmítico 16 saturado

Ácido esteárico 18 saturado

Ácido oleico 18 insaturado

Ácido linoleico 18 insaturado

Ácido linolénico 18 insaturado

Ácido araquidónico 20 insaturado

TRIACILGLICÉRIDOS O GRASAS Una de las reacciones características de los ácidos grasos es la llamada reacción de esterificación mediante la cual un ácido graso se une a un alcohol mediante un enlace covalente, formando un éster y liberándose una molécula de agua

Acidos grasos saturados(izquerda) y mezcla de ácidos grasos saturados e insaturados(derecha

Estructura de ácidos grasos y triglicéridos

Estructura de ácidos grasos y triglicéridos

Estructura de lípidos complejos

Los fosfolípidos y esfingolípidos (como las ceramidas) son constituyentes escenciales de las membranas biológicas

un esquema que ilustra la formación de un triglicérido se muestra a continuación:

En los alimentos cotidianos siempre encontramos una combinación de ácidos grasos saturados e insaturados. Los ácidos grasos saturados son más difíciles de utilizar por el organismo, ya que sus posibilidades de combinarse con otras moléculas están limitadas por estar todos sus posibles puntos de enlace ya utilizados o "saturados". Esta dificultad para combinarse con otros compuestos hace que sea difícil romper sus moléculas en otras más pequeñas que atraviesen las paredes de los capilares sanguíneos y las membranas celulares. Por eso, en determinadas condiciones pueden acumularse y formar placas en el interior de las arterias (arteriosclerosis).

Dependiendo del tipo de ácido graso mayoritario las grasas pueden ser de tres tipos:

•Monoinsaturadas:(con presencia mayoritaria de ácidos grasos monoinsaturados) Ej:  aceite de oliva y frutos secos .                           •Poliinsaturadas:(con presencia mayoritaria de ácidos grasos poliinsaturados) Ej: aceite de girasol y pescados azules                                  •Saturadas  con presencia mayoritaria de ácidos grasos saturados . Ej: grasas animales y aceite de palma     

FOSFOGLICÉRIDOS O FOSFOLÍPIDOSSiguiendo en importancia nutricional se encuentran los fosfolípidos, que incluyen fósforo en sus moléculas. Entre otras cosas, forman las membranas de nuestras células y actúan como detergentes biológicos.

ESTEROIDES

Son derivados del anillo del ciclopentanoperhidrofenantreno. A estos compuestos se los conoce con el nombre de esteroides. En este grupo destaca el colesterol, que es el compuesto causante de la arteriosclerosis. El colesterol cuya fórmula se muestra en la figura consta del ciclopentanoperhidrofenantreno con un grupo –OH en el carbono 3 y una cadena hidrocarbonada en el Carbono 17 .

Dentro de este grupo se encuentran también las hormonas sexuales, las suprarrenales y la vitamina D.El colesterol se encuentra exclusivamente en los tejidos animales y es necesario para: formar las membranas celulares , fabricar compuestos imprescindibles (hormonas, bilis y vitamina D).

ALIMENTOS QUE PRODUCEN COLESTEROL

Entre los alimentos ricos en colesterol figuran los huevos, el hígado, los riñones y algunos pescados azules. Pero, la fuente principal del colesterol son, todos aquellos productos ricos en grasas saturadas, por ejemplo, la nata, la mantequilla, los quesos curados y las carnes grasas, como la de cerdo, de cordero y de res. A su vez, el hígado las transforma en colesterol. Las células de todo el cuerpo utilizan el colesterol para producir una serie de hormonas importantes e imprescindibles para el crecimiento y la reproducción. El colesterol es un componente vital para la formación de nuevas paredes celulares en diferentes partes del cuerpo. Además, también es un ingrediente esencial de la bilis producida en el hígado, que más adelante pasa al intestino para ayudar a digerir las grasas.

Casi todo el colesterol que llega a la corriente sanguínea es producido por el hígado, por el metabolismo de de alimentos, especialmente de grasas saturadas. Sin embargo, ya que la necesidad diaria de colesterol para satisfacer la función celular se abastece sobradamente gracias a la misma función del hígado, el organismo no precisa ningún aporte suplementario de colesterol.

Una vez en la corriente sanguínea,   el colesterol pasa por todo el organismo para que las células puedan cubrir directamente todas sus necesidades. El exceso de colesterol sigue circulando por la sangre y puede llegar a alcanzar niveles demasiado elevados.

Para reducir el nivel de colesterol, se debe comer una menor cantidad de grasas, especialmente saturadas, ya que son éstas las que el hígado transforma en colesterol.El organismo continúa produciendo el colesterol necesario sin tener en cuenta el que se haya podido ingerir con los alimentos. Existe una gran cantidad de alimentos que no contienen colesterol, pero que son ricos en grasas saturadas y que, por lo tanto, provocan un aumento en el nivel del colesterol en la sangre. El hígado produce casi todo el colesterol necesario mediante la metabolización de las grasas digeridas. El colesterol producido por el hígado se une con aquel que circula por la corriente sanguínea. Una gran parte de este colesterol procede directamente de ciertos alimentos. El colesterol nunca viaja libre en la sangre, lo hace unido a una lipoproteína.

Algunas se denominan lipoproteínas de alta densidad (HDL) porque tienen más proteína que lípido. Contienen poco colesterol y lo transportan de las arterias al hígado para su eliminación. Es el colesterol bueno, con mas de 55 mg de HDL por cada 100 ml de sangre estaremos protegidos contra las enfermedades cardíacas. Por tanto los HDL ejercen un papel protector en el organismo y conviene tener altos sus niveles.

   Otras se llaman lipoproteínas de baja densidad (LDL)  porque tienen mas lípido que proteína. Las LDL, cuando se encuentran en exceso depositan el colesterol en las paredes de las arterias. Es el llamado colesterol malo.Conviene tener bajos los niveles de LDL. Cuando los niveles sanguíneos de colesterol LDL son altos (por encima de 180 mg por cada 100ml de sangre), se forma en las paredes de las arterias una placa de arterosclerosis El término aterosclerosis se emplea  para describir el “endurecimiento de las arterias”.  Los alimentos ricos en grasas saturadas elevan los niveles de LDL (con ello los niveles de colesterol en sangre) y es por ello por lo que se aconseja reducir su  consumo               

DESCOMPOSICIÓN DE LAS GRASAS INGERIDAS

Las grasas ingeridas pasan del estómago al intestino donde se disuelven a causa de la acción de los ácidos de las sales biliares liberadas por el hígado. Después, las enzimas segregadas por el páncreas las descomponen formando ácidos grasos y glicerol, los cuales son capaces de pasar a través de las paredes intestinales. Allí se reagrupan en un conjunto de tres moléculas de ácido graso con una de glicerol para formar un triglicérido, sustancia que el organismo convierte en energía, Los mencionados triglicéridos, absorbidos por el sistema linfático, llegan a la corriente sanguínea, la cual, a su vez, junto con las proteínas y el colesterol, los va depositando en las células de todo el cuerpo.

FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS.

Los lípidos desempeñan cuatro tipos de funciones:

Función de reserva. Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo de grasa produce 9'4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que proteínas y glúcidos sólo producen 4'1 kilocaloría/gr.

Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren órganos y le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo de pies y manos.

Función biocatalizadora. En este papel los lípidos favorecen o facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos.

Función transportadora. El transporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de destino se realiza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los proteolípidos, asociaciones de proteinas específicas con triacilglicéridos, colesterol, fosfolípidos, etc., que permiten su transporte por sangre y linfa.

Las proteínas son los materiales que desempeñan un mayor numero de funciones en las células de todos los seres vivos. Por un lado, forman parte de la estructura básica de los tejidos (músculos, tendones, piel, uñas, etc.) y, por otro, desempeñan funciones metabólicas y reguladoras (asimilación de nutrientes, transporte de oxígeno y de grasas en la sangre, inactivación de materiales tóxicos o peligrosos, etc.). También son los elementos que definen la identidad de cada ser vivo, ya que son la base de la estructura del código genético (ADN) y de los sistemas de reconocimiento de organismos extraños en el sistema inmunitario.

Son macromoléculas orgánicas, constituidas básicamente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y fósforo (P) y, en menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg), yodo (I), etc...

Estos elementos químicos se agrupan para formar unidades estructurales llamados AMINOÁCIDOS, a los cuales podríamos considerar como los "ladrillos de los edificios moleculares proteicos".

LAS PROTEÍNAS

FUNCIONES GENERALES Las proteínas están entre las sustancias que realizan las funciones más

importantes en los seres vivos.

De reserva. En general las proteínas no tienen función de reserva, pero pueden utilizarse con este fin en algunos casos especiales como por ejemplo en el desarrollo embrionario: ovoalbúmina del huevo, caseína de la leche y gliadina del trigo.

Estructural. Las proteínas constituyen muchas estructuras de los seres vivos. Las membranas celulares contienen proteínas. En el organismo, en general, ciertas estructuras -cartílago, hueso- están formadas, entre otras sustancias, por proteínas.

Enzimática. Todas las reacciones que se producen en los organismos son

catalizadas por moléculas orgánicas. Las enzimas son las moléculas que realizan esta función en los seres vivos. Todas las reacciones químicas que se producen en los seres vivos necesitan su enzima y todas las enzimas son proteínas.

•  Transporte, de gases, como es el caso de la hemoglobina, o  de lípidos, como la seroalbúmina. Ambas proteínas seencuentran en la sangre. Las permeasas, moléculas que realizan los intercambios entre la célula y el exterior, son también proteínas.

Movimiento. Actúan como elementos esenciales en el movimiento. Así, la actina y la miosina, proteínas de las células musculares, son las responsables de la contracción de la fibra muscular.  Hormonal. Las hormonas son sustancias químicas que regulan procesos vitales. Algunas proteínas actúan como hormonas, por ejemplo: la insulina, que regula la concentración de la glucosa en la sangre. 

•Homeostática. Ciertas proteínas mantienen el equilibrio osmótico del medio celular y extracelular.

Inmunológica. Los anticuerpos, sustancias que intervienen en los procesos de defensa frente a de los agentes patógenos, son proteínas.

LOS AMINOÁCIDOS.

Son sustancias cristalinas, casi siempre de sabor dulce. Los aminoácidos se caracterizan por poseer un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2).

Son las unidades elementales de las Proteínas. Los alimentos que ingerimos nos proveen proteínas. Pero tales proteínas no se absorben normalmente sino que, luego de su desdoblamiento ("hidrólisis" o rotura), causado por el proceso de digestión, atraviesan la pared intestinal en forma de aminoácidos y cadenas cortas de péptidos. Esas sustancias se incorporan inicialmente al torrente sanguíneo y, desde allí, son distribuidas hacia los tejidos que las necesitan para formar las proteínas

Se sabe que de los 20 aminoácidos proteicos conocidos, 8 resultan indispensables (o esenciales) estos aminoácidos requieren ser incorporados al organismo en su cotidiana alimentación y, con más razón, en los momentos en que el organismo más los necesita: en la enfermedad.

Los aminoácidos esenciales más problemáticos son el triptófano, la lisina y la metionina. Es típica su carencia en poblaciones en las que los cereales o los tubérculos constituyen la base de la alimentación.

Los déficit de aminoácidos esenciales afectan mucho más a los niños que a los adultos.

Hay que destacar que, si falta uno solo de ellos (aminoácido esenciales) no será posible sintetizar ninguna de las proteínas en la que sea requerido dicho aminoácido. Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutrición

Los péptidos están formados por la unión de aminoácidos mediante un enlace peptídico. Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente, dando lugar al desprendimiento de una molécula de agua.

Para formar péptidos los aminoácidos se van enlazando entre sí.         Oligopéptidos.- si el n º de aminoácidos es menor de 10. Dipéptidos.- si el n º de aminoácidos es 2.  Tripéptidos.- si el n º de aminoácidos es 3. Tetrapéptidos.- si el n º de aminoácidos es 4. Polipéptidos si el n º de aminoácidos es mayor de 10.

Enlace peptídico

LOS PÉPTIDOS Y EL ENLACE PEPTÍDICO.

La organización de una proteína viene definida por cuatro niveles estructurales denominados: estructura primaria, estructura secundaria, estructura terciaria y estructura cuaternaria. Cada una de estas estructuras informa de la disposición de la anterior en el espacio. Estructura primaria

La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos de la proteína. Nos indica qué aminoácidos componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aminoácidos se encuentran. La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte.

ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS

Es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio. Los aminoácidos, a medida que van siendo enlazados durante la síntesis de proteínas y gracias a la capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una disposición espacial estable, la estructura secundaria. Existen dos tipos de estructura secundaria:1.La a(alfa)-hélice 2.La conformación beta

 esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre sí misma la estructura primaria. Se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre el -C=O de un aminoácido y el -NH- del cuarto aminoácido que le sigue.

Estructura Secundaria

La estructura terciaria informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una conformación globular, es la estructura primaria la que determina cuál será la secundaria y por tanto la terciaria. Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realizar funciones de transporte , enzimáticas , hormonales, etc. Esta conformación globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales R de los aminoácidos. Aparecen varios tipos de enlaces: el puente disulfuro entre los radicales de aminoácidos que tiene azufre. los puentes de hidrógeno, los puentes eléctricos , las interacciones hifrófobas.

Estructura terciaria

Esta estructura informa de la unión , mediante enlaces débiles ( no covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protómero.

Esructura cuaternaria

Consiste en la pérdida de la estructura terciaria, por romperse los puentes que forman dicha estructura. Todas las proteínas desnaturalizadas tienen la misma conformación, muy abierta y con una interacción máxima con el disolvente, por lo que una proteína soluble en agua cuando se desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita.

La desnaturalización se puede producir por cambios de temperatura, ( huevo cocido o frito ), variaciones del pH. En algunos casos, si las condiciones se restablecen, una proteína desnaturalizada puede volver a su anterior plegamiento o conformación, proceso que se denomina renaturalización

PROPIEDADES DE PROTEÍNAS Desnaturalización.

El conjunto de los aminoácidos esenciales sólo está presente en las proteínas de origen animal. En la mayoría de los vegetales siempre hay alguno que no está presente en cantidades suficientes. Se define el valor o calidad biológica de una determinada proteína por su capacidad de aportar todos los aminoácidos necesarios para los seres humanos. La calidad biológica de una proteína será mayor cuanto más similar sea su composición a la de las proteínas de nuestro cuerpo. De hecho, la leche materna es el patrón con el que se compara el valor biológico de las demás proteínas de la dieta. No todas las proteínas que ingerimos se digieren y asimilan. Hay proteínas de origen vegetal, como la de la soja, que a pesar de tener menor valor biológico que las de origen animal, su aporte proteico neto es mayor por asimilarse mucho mejor en nuestro sistema digestivo.

VALOR BIOLÓGICO DE LAS PROTEÍNAS  

NECESIDADES DIARIAS DE PROTEÍNAS

La cantidad de proteínas que se requieren cada día depende de la edad, ya que en el período de crecimiento las necesidades son el doble o incluso el triple que para un adulto, y del estado de salud de nuestro intestino y nuestros riñones, que pueden hacer variar el grado de asimilación o las pérdidas de nitrógeno por las heces y la orina. También depende del valor biológico de las proteínas que se consuman, aunque en general, todas las recomendaciones siempre se refieren a proteínas de alto valor biológico. En general, se recomiendan unos 40 a 60 gr. de proteínas al día para un adulto sano. La OMS recomienda un valor de 0,8 gr. por kilogramo de peso y día. Aumenta durante el crecimiento, embarazo y lactancia

Puesto que sólo asimilamos aminoácidos y no proteínas completas, el organismo no puede distinguir si estos aminoácidos provienen de proteínas de origen animal o vegetal. Comparando ambos tipos de proteínas podemos señalar: Las proteínas de origen animal son moléculas mucho más grandes y complejas, por lo que contienen mayor cantidad y diversidad de aminoácidos. En general, su valor biológico es mayor que las de origen vegetal. Como contrapartida son más difíciles de digerir, puesto que hay mayor número de enlaces entre aminoácidos por romper. Combinando adecuadamente las proteínas vegetales (legumbres con cereales o lácteos con cereales) se puede obtener un conjunto de aminoácidos equilibrado. Por ejemplo, las proteínas del arroz contienen todos los aminoácidos esenciales, pero son escasas en lisina. Si las combinamos con lentejas o garbanzos, abundantes en lisina, la calidad biológica y aporte proteico resultante es mayor que el de la mayoría de los productos de origen animal.

Al tomar proteínas animales a partir de carnes, aves o pescados ingerimos también todos los desechos del metabolismo celular presentes en esos tejidos (amoniaco, ácido úrico, etc.), que el animal no pudo eliminar antes de ser sacrificado. Estos compuestos actúan como tóxicos en nuestro organismo. El metabolismo de los vegetales es distinto y no están presentes estos derivados nitrogenados. Los tóxicos de la carne se pueden evitar consumiendo las proteínas de origen animal a partir de huevos, leche y sus derivados. En cualquier caso, siempre serán preferibles los huevos y los lácteos a las carnes, pescados y las aves a las carnes rojas o de cerdo.

La proteína animal suele ir acompañada de grasas de origen animal, en su mayor parte saturadas. Se ha demostrado que un elevado aporte de ácidos grasos saturados aumenta el riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares. se recomienda que una tercera parte de las proteínas que comamos sean de origen animal, pero es perfectamente posible estar bien nutrido sólo con proteínas vegetales. Eso sí, teniendo la precaución de combinar estos alimentos en función de sus aminoácidos limitantes. El problema de las dietas vegetarianas en occidente suele estar más bien en el déficit de algunas vitaminas, como la B12, o de minerales, como el hierro.

Las proteínas desempeñan distintas funciones en los seres vivos, como se observa en la tabla siguiente:

Tipos Ejemplos Localización o función

Enzimas Ácido-graso-sintetosa Cataliza la síntesis de ácidos grasos.

Reserva Ovoalbúmina Clara de huevo.

Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxígeno en la sangre.

Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrañas.

Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa.

Estructurales Colágeno Tendones, cartílagos, pelos.

Contráctiles Miosina Constituyente de las fibras musculares

FUNCIONES

LAS ENZIMAS

Para sintetizar macromoléculas a partir de moléculas sencillas, se necesita energía y se consigue rompiendo los enlaces químicos internos de otras macromoléculas, Todo ello comporta una serie de reacciones coordinadas cuyo conjunto se denomina metabolismo. En los seres vivos, un aumento de temperatura puede provocar la muerte, por lo que se opta por la otra posibilidad, es decir, el concurso de catalizadores biológicos o biocatalizadores. Las moléculas que desempeñan esta función son las enzimas y son proteínas globulares capaces de catalizar las reacciones metabólicas. Son solubles en agua y se difunden bien en los líquidos orgánicos. Pueden actuar a nivel intracelular, es decir, en el interior de la célula donde se han formado, o a nivel extracelular, en la zona donde se segregan. Las enzimas, a diferencia de los catalizadores no biológicos, presentan una gran especificidad, actúan a temperatura ambiente y consiguen un aumento de la velocidad de reacción de un millón a un trillón de veces

En toda reacción química se produce una transformación de unas sustancias iniciales, denominadas reactivos o sustratos (S), en unas sustancias finales o productos (P). Es necesario un paso intermedio en el cual el reactivo se active, de forma que sus enlaces se debiliten y se favorezca su ruptura. Este paso recibe el nombre de complejo activado y requiere un aporte de energía,, que se conoce como energía de activación

ACTIVIDAD ENZIMÁTICA.

A ) El sustrato se une a la enzima en el sitio activo. B) Un inhibidor competitivo se une a la enzima en el sitio activo. C) inhibidor que modifica afinidad de la enzima por el sustrato, No se une en sitio activo

Reacción enzimatica de oxido reduccióncon requerimiento de coenzima

Requerimiento de coenzima o cofactor en una reacción enzimática

Los ácidos nucleicos son polímeros lineales de nucleótidos cuyos grupos fosfatos unen las posiciones 3´y 5´de azucares consecutivos. Los nucleótidos están formados por un residuo de azúcar unido por el C1 a una base nitrogenada y a un grupo fosfato por el C5. Las bases nitrogenadas presentes en los ácidos nucleicos se clasifican en dos: púricas y pirimídicas

Estructura de los ácidos nucleicos

Existen dos tipos de ácidos nucleicos: el acido ribonucleico (RNA) y el ácido desoxirribonucleico (DNA), la diferencia entre estas moléculas esta dado por el tipo de azúcar y de ahí su nombre, en el RNA el anillo de pentosa presenta un grupo OH en la posición 2 mientras que en el DNA se pierde un oxigeno quedando solo un H en la misma posición. La composición de bases en ambas moléculas es prácticamente la misma, solo que en el RNA encontramos U en lugar de T.

Los nucleótidos son compuestos orgánicos formados por grupo fosfato, base de nitrógeno y azúcar de pentosa (la pentosa es un azúcar con 5 carbonos), que puede ser ribosa o desoxirribosa. Un nucleósido es un nucleótido sin el grupo fosfato (está formado por azúcar y una base de nitrógeno).

La función principal del ARN es servir como intermediario de la información que lleva el ADN en forma de genes y la proteína final codificada por esos genes.El ARN es transcrito desde el ADN por enzimas llamadas ARN polimerasas y procesado en el transcurso por muchas más proteínas. El uracilo, aunque es muy diferente, puede formar puentes de hidrógeno con la adenina, lo mismo que la timina lo hace en el ADN. El porqué el ARN contiene uracilo en vez de timina es un enigma del que nadie sabe la respuesta.

El ARN es un polímero de nucleótidos en forma de una cadena singular. Las bases de nitrógeno que forman su estructura son de 4 tipos diferentes, como se muestra a continuación: A = AdeninaG = GuaninaC = CitosinaU = Uracilo El azúcar pentosa es una ribosa (azúcar con 5 carbonos).

                                                                                                                                                                                                   

ARN (Ácido ribonucleico)

El ARN tiene función en la síntesis de proteína, en los núcleos , y en el citoplasma. Hay 3 tipos de ARN: ARN mensajero (ARNm), ARN transferidor (ARNt) y ARN ribosomal (ARNr ). El ARN es un polímero de nucleótidos, las bases de nitrógeno pueden ser: A, C, G o U. Los enlaces que conectan todas las moléculas y átomos son enlaces covalentes . El fosfato de un nucleótido se conecta al azúcar del nucleótido adyacente. Por eso los nucleótidos se conectan entre sí a través de sus fosfatos. La base de nitrógeno se conecta al azúcar de cada nucleótido. La secuencia de bases de nitrógeno caracteriza a un ARN.

Estructura de ARN, es una cadena formada por unidades repetidas de nucleótidos, por eso es un polinucleótido . Un diagrama simple de ARN puede dibujarse como se muestra abajo:                  

El ADN, ácido desoxirribonucleico, es un polímero de nucleótidos. Como en el ARN, cada nucleótido está formado por un grupo fosfato, una base de nitrógeno y un azúcar pentosa Aquí el azúcar pentosa es desoxirribosa en vez de ribosa (la desoxirribosa tiene un oxígeno menos en su estructura) El siguiente diagrama muestra la diferencia entre ribosa y desoxirribosa (los números en el diagrama se refieren a la posición de carbono en el anillo):

ADN (Ácido desoxirribonucleico)

Las dos cadenas de nucleótidos están conectadas por h-enlace débil entre sus bases. Adenina siempre unida a tinina (A-T), y guanina a citosina (C-G). Esto se llama la regla de un par de bases complementarias, que tiene gran importancia en la función del ADN durante la replicación celular y la síntesis de proteína.

Hay 4 tipos diferentes de bases de nitrógeno en el ADN, que son: A = Adenina G = Guanina C = Citosina T = Timina Los nucleótidos están unidos por enlaces covalentes en una cadena de nucleótidos repetidos. El ADN está formado por dos cadenas. Es una doble hélice

Comparación de estructuras entre ARN y ADN

EMPAQUETAMIENTO DEL ADN EN DISTINTOS NIVELES

DE ORGANIZACIÓN PARA FORMAR UN CROMOSOMA

                           A

D

N

A

D

N