BIOLOGIA

BLGO. JAVIER CARDENAS TENORIOFAC. CIENCIAS DE LA SALUD

PRIMERA PRIMERA CLASECLASE

+ ?

Características de la materia viva

• Complejidad.

• Variedad.

• Intercambio de materia y energía con el medio ambiente.

• Reproducción

La lógica de la materia viva.

• La materia viva, está compuesta por moléculas inanimadas; al igual que la materia inerte.

• La materia viva, es algo más que la suma de sus partes.

• En la organización molecular de la vida, existe una simplicidad fundamental.

• La identidad, de cada variedad biológica de las especies la dan las proteínas y los ácidos nucléicos.

Los reinos de la vida

• Reino Monera: procariontes, unicelulares, sin núcleo y sin organelos.

• Reino Protista: eucariontes, unicelulares, con núcleo y organelos.

• Reino Fungi: eucariontes, unicelulares, con núcleo y organelos.

• Reino Animalae: eucariontes, pluricelulares, con núcleo y organelos.

• Reino Plantae: eucariontes, pluricelulares, con núcleo y organelos.

La materia viva, está compuesta por moléculas inanimadas, al igual que la materia inerte.

(% del número total de átomos)

Corteza Terrestre.• 02 47.00• Si 28.00 • Al 7.90• Fe 4.50• Ca 3.50• Na 2.50• K 2.50• Mg 2.20• Ti 0.46• H2 0.22• C 0.19

Cuerpo Humano.• H2 63.00• O2 25.50• C 9.50• N 1.40• Ca 0.31• P 0.22• Cl 0.08• K 0.06• S 0.05• Na 0.03• Mg 0.01

Bioelementos

• Elementos de la materia orgánica: Carbón (C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O),

Nitrógeno (N), Fósforo (P) y Azúfre (S).• Iónes: Sodio (Na+), Potasio (K+), Calcio (Ca +2),

Magnesio (Mg +2) y Cloro (Cl -).• Elementos Traza: Mn, Fe, Co, Cu, Zn, B, Al, V, Mo, I, Si,Ni, Cr,

Se, F.

¿Qué es la vida? La lógica molecular de los organismos vivos (Lehninger)

• Los sujetos vivos están formados por materia inanimada, ¿cómo funcionan las biomoléculas?

• Atributos particulares:– Alta complejidad y organización– Especificidad funcional (a veces por componentes)– Extracción, transformación y utilización de enegía (nutrientes o luz solar)

• Transporte de membranas • Mantenimiento de estructuras• Locomoción

– Autorreplicación

• La mayor parte de los componentes químicos en organismos vivos son compuestos orgánicos (en base al carbono, con enlaces covalentes con otros carbonos, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno).

EL METABOLISMO CELULAR

La célulacélula es una máquinamáquina que necesita energía para realizar sus

trabajostrabajos

FASES DEL METABOLISMO

• CATABOLISMOReacciones destructivasMoléculas orgánicas

complejas (del ext. Heterótrofos) (Fabricación propia Autótrofos)

Se obtiene energía ATP.Se producen moléculas

sencillas de desecho.

• ANABOLISMO

Reacciones constructivas

Precursores sencillos se convierten en moléculas complejas

Se gasta energía ATP.

CATABOLISMO DE AZÚCARESCATABOLISMO DE AZÚCARES

Es la primera fase del Catabolismo de los azúcares, tiene lugar en el citoplasma de la célula y no necesita la

presencia de Oxígeno = Es un proceso Anaerobio.Lo realizan todas las células vivas =

PROCARIONTES Y EUCARIONTES

Ciclo de Krebs El producto más importante de la degradación de los carburantes metabólicos es el acetil-CoA, (ácido acético activado con el coenzima A), que continúa su proceso de oxidación hasta convertirse en CO2 y H2O, mediante un conjunto de reacciones que constituyen el ciclo de Krebs punto central donde confluyen todas las rutas catabólicas de la respiración aerobia. Este ciclo se realiza en la matriz de la mitocondria

El ciclo de krebs

La cadena transportadora de electrones: fosforilación oxidativa.

LA CADENA TRANSPOTADORA DE ELECTRONES

Las enzimas de la cresta mitocondrial transportan los H hasta el Oxigeno formándose agua.

Hipótesis quimiosmótica

1. La ATP sintetasa es un gran complejo proteico con canales para protones que permiten la re-entrada de los mismos.

2. La síntesis de ATP se produce como resultado de la corriente de protones fluyendo a través de la membrana:ADP + Pi ---> ATP

3. Los protones son transferidos a través de la membrana, desde la matriz al espacio intermembrana, como resultado del transporte de electrones que se originan cuando el NADH cede un hidrogeno. La continuada producción de esos protones crea un gradiente de protones.

CATABOLISMO DE LÍPIDOSCATABOLISMO DE LÍPIDOSEn el citoplasma los triglicéridos son hidrolizados por las lipasas en Glicerina+ Ácidos Grasos.

La glicerina se transforma en Gliceraldehido 3P y se incorpora a la Glucolisis.

Los Ácidos Grasos van liberando fragmentos de 2 carbonos en la matriz mitocondrial en forma de Acetil CoA en un proceso llamado:

CATABOLISMO DE CATABOLISMO DE PROTEÍNASPROTEÍNAS

No se utilizan normalmente como fuente de energía.1.Hidrólisis de la proteína produciendo aminoácidos libres.

2.Desaminación : el NH2 se elimina de diversas formas.

3.Esqueleto carbonado: Acetil CoA

METABOLISMO

A B C

D

F

G

I F

ATP

a b

c

d

a'

g

A

H

h

Ee

METABOLISMOTRANSFORMACION DE LA ENERGIA

energíaenergía para

trabajo

degradaciónenzimática

sustancias de desecho

ingreso de nutrientes a la célula

ATP

ADP+Pi

energia liberada

METABOLISMO• Conjunto de reacciones químicas que ocurren dentro de

la célula , cada una de las cuales es catalizada por una enzima.

• Tipos:

• Anabolismo: Síntesis de moléculas complejas a partir de sustancias simples. Ej.: proteínas a partir de aa, polisacáridos a partir de monosacáridos.

• Son reacciones que requieren de energía (endergónicas).

• Catabolismo: Degradación de moléculas complejas en moléculas simples. Ej.: degradación de proteínas en aa, o polisacáridos en monosacáridos.

• Son reacciones que liberan energía ( exergónicas).

CATABOLISMO Y ANABOLISMO

ATP

CO2 + H2O

Glucosa

Polisacárido

Catabolismo

Anabolismo

Energía consumida

Energíaliberada Catabolismo

Energíaliberada

RELACION REACIONES CATABOLICA Y ANABOLICA

E E E

Reacción catabólica(exergónica)

Reacción anabólica(endergónica)

ADP+ Pi

ATP +

H20

ADP+ Pi

GE1

e1

+ -E2

e2

ATP Y ADP

CLASIFICACION DE LAS CELULAS SEGÚN SUS CARACTERISTICAS METABOLICAS

I. Según la fuente de Energía que utilizan:

• a) Fototróficas: Obtienen la energía de la luz: células vegetales.

eA + B -------------> C

luz

CLASIFICACION DE LAS CELULAS SEGÚN SUS CARACTERISTICAS METABOLICAS

• b) Quimiotróficas: Obtienen la energía de la oxidación de los alimentos: c. animales.

SH2 + D---------> S + DH2

e

A + B -------------> C

CLASIFICACION DE LAS CELULAS SEGÚN SUS CARACTERISTICAS METABOLICAS

II.Según la fuente de Carbono que utilizan:• a) Autotróficas: Utilizan CO2 como fuente de C para

formar sus moléculas orgánicas. Se alimentan a sí mismas. : c. vegetales y algunas bacterias.

AUTOTROFOS

CO2 + H2O ---------> CH2O + O2

CLASIFICACION DE LAS CELULAS SEGÚN SUS CARACTERISTICAS METABOLICAS

• b) Heterotróficas: Utilizan moléculas previamente elaboradas por los autótrofos: Se alimentan de otros: células animales y microorganismos.

AUTOTROFOS

HETEROTROFOS

CH2O + O2 ---------> CO2 + H2O

CELULAS HETEROTROFICAS

2SH2 + O2 ---------> 2S + 2H2O E

CLASIFICACION:

• a) Aeróbicas: Utilizan el O2 como

aceptor final de hidrógeno y obtienen mucha energía.

CELULAS HETEROTROFICAS

• b) Anaeróbicas: Utilizan moléculas orgánicas como aceptores finales de hidrógeno y obtienen poca energía.

SH2 + B ---------> S + BH2

eB = molécula orgánica

CELULAS HETEROTROFICAS

• Células Anaeróbicas: • Tipos:

• b1) Anaeróbicas facultativas: pueden usar el O2 si esta disponible y si no otros

aceptores de H.

• b2) Anaeróbicas estrictas: no pueden usar el O2 por ser tóxico para ellas.

METABOLISMOCELULAS AUTOTROFAS Y FOTOTROFAS

ATP ATPEnergía

lumínicaEnergía química

CO2

H2O

Actividades vitales

Sales minerales NO3, NH3,

SO4, PO4

Sales minerales NH4, PO4,

SO4

PROTEINASACIDOS

NUCLEICOSGLUCIDOS

LIPIDOS

construcción destrucción

ANABOLISMO CATABOLISMO

CO2

H2O

METABOLISMOCELULAS HETEROTROFAS Y QUIMIOTROFAS

ATP ATP Actividades vitales

NH3, urea,

PO4, SO4

PROTEINASACIDOS

NUCLEICOSGLUCIDOS

LIPIDOS

construcción destrucción

ANABOLISMO CATABOLISMO

CO2

H2O

Aminoácidosmonosacáridosác. grasosglicerina

REACCIONES QUIMICAS

• Elementos: Reactantes o sustratos y productos.

• Las moléculas reactantes en una solución están en movimiento y poseen un instante un determinado nivel de energía.

• Si tienen la suficiente energía para colisionar alcanzarán el estado de transición llevándose a cabo una rx. química.

Ene r ía

libre

Avance de la Rx

S

P

Estado de transición

Energía deactivación

.La cantidad de E que hay que aplicar para que gran # de moléculas alcancen el estado de transición se llama Energía de activación.

REACCIONES QUIMICAS

• Mecanismos para la velocidad de una rx. química:• 1. Aumentar la [de los reactantes ]: más moléculas

alcanzan el estado de transición.• 2. Aumentar la T: Incrementa el movimiento térmico de

la moléculas permitiendo que alcancen el estado de transición.

• 3. Adición de un catalizador: Disminuye la E. de activación lo que facilita que se alcance el estado de transición. Los catalizadores pueden ser :

• a) inorgánicos: Pt, Mg.• b) orgánicos : enzimas.