COMPOSICION QUIMICA COMPOSICION QUIMICA DE LOS SERES VIVOSDE LOS SERES VIVOS

• Toda la materia está compuesta de elementos químicos.

• De los más de 100 que existen, sólo unos pocos forman la mayor parte de la materia viva “los bioelementos” (por ejemplo el C, H, O, N, P y S).

• Éstos constituyen el 99% del peso de los organismos vivos.

• Combinándolos se obtienen todos los compuestos orgánicos.

Los elementos químicos (los átomos) son capaces de:

Ganar o perder electrones. Cuando ganan o pierden electrones se les llama iones.

Interaccionar y quedar unidos formado moléculas. Esta unión es lo que se denomina enlace químico. Los electrones juegan un papel decisivo en los enlaces. Existen muchos tipos, pero el enlace más común en los seres vivos es el enlace covalente (aunque entre las bases de la doble cadena de ADN son enlaces de hidrógeno).

BIOELEMENTOSBIOELEMENTOSBioelementos fundamentales o primarios:  Entre todos ellos suman el 98 % del peso de cualquier ser vivo. Son indispensables para la formación de las biomoléculas. Son O, C, H, N, P y S.

Bioelementos secundarios. Son Ca, Na, K y Cl. Aparecen formando sales minerales o como iones.  Oligoelementos (del griego oligo, que significa poco, escaso). Están presentes en una proporción comprendida entre el 0,5 y el 0,0001% del peso de un ser vivo.Se han aislado unos 60 oligoelementos, pero de ellos sólo 14 se consideran comunes en casi todos los seres vivos.Entre otros se incluyen silicio (Si), magnesio (Mg),cobre (Cu), el yodo (I), el manganeso (Mn) o el cobalto (Co).

BIOMOLECULASBIOMOLECULASINORGANICAS• AGUA• SALES MINERALES

ORGANICAS

• GLUCIDOS• LIPIDOS• PROTEINAS• ACIDOS NUCLEICOS

GLUCIDOSGLUCIDOS

•Sufijo “-osa”. •Función energética y estructural para las células. •Se trata de compuestos orgánicos cuyas moléculas están compuestas por C, O, H; y su estructura química es homogénea.•El número de átomos de C va de 3 a cientos de ellos. Los más sencillos son los azúcares simples o monosacáridos

CLASIFICACIONCLASIFICACIONPor el numero de monosacáridos:

- Monosacáridos (1)- Disacáridos (2)-Oligosacaridos (3-10)-Polisacáridos (> 10)

Los monosacáridos son azúcares simples, no hidrolizables, son solubles en el agua, dulces, solidos y blancos.

Número de

Carbonos

Categoría

Ejemplos

3 Triosas Gliceraldehido , Dihidroxiacetona

4 Tetrosa Eritrosa, Treosa

5 Pentosa Arabinosa, Ribosa, Ribulosa, Xilosa, Xilulosa, Lixosa

6 HexosaAlosa, Altrosa, Fructosa, Galactosa, Glucosa, Gulosa, Idosa, Manosa, Sorbosa, Talosa, Tagatosa

Los disacáridos son carbohidratos formados por dos azúcares simples, son cristalizables, dulces, solubles, se hidrolizan.

Disacárido Descripción

sacarosa azúcar común(caña de azucar y la remolacha)

maltosaproducto de la hidrólisis del almidón y

glucogeno

celobiosa Producto d ela hidrólisis de la celulosa

trehalosa se encuentra en los hongos

lactosa el azúcar principal de la leche

melibiosa se encuentra en plantas leguminosas

OLIGOSACARIDOS: Estas moléculas son responsables del reconocimiento entre células , ligadas a lípidos y proteínas

POLISACARIDOS:Son polímeros de azúcares simples. Tienen elevados peso molecular, son hidrolizables, no son dulces y son insolubles al agua.

La fibra dietética consiste de polisacáridos y oligosacáridos que resisten la digestión y la absorción en el intestino delgado, pero son completamente o parcialmente fermentados por microorganismos en el intestino grueso.

PolisacáridoPolisacárido DescripciónDescripción

ALMIDONALMIDONPolímetro de la glucosa.Polímetro de la glucosa.Presenta dos formas estructurales: Amilasa y Amilopectina.Presenta dos formas estructurales: Amilasa y Amilopectina.Forma los amiloplastos.Forma los amiloplastos.

GLUCOGENOGLUCOGENO Reserva energetica en animales, se acumula en higado y en Reserva energetica en animales, se acumula en higado y en los musculos.los musculos.

CELULOSACELULOSA

Es la molecula mas abundante de la naturaleza. Es la molecula mas abundante de la naturaleza. Funcion estructural en los vegetales (principal componente Funcion estructural en los vegetales (principal componente de la pared celular).de la pared celular).Dificil digerible.Dificil digerible.

QUITINAQUITINA Componente principal de la pared celular de hongos y del Componente principal de la pared celular de hongos y del exoesqueleto de artrópodos.exoesqueleto de artrópodos.

PolisacáridosPolisacáridos• Los polisacáridos son polímeros de azúcares simples. Tienen elevados

peso molecular, son hidrolizables, no son dulces y son insolubles al agua.

• La fibra dietética consiste de polisacáridos y oligosacáridos que resisten la digestión y la absorción en el intestino delgado, pero son completamente o parcialmente fermentados por microorganismos en el intestino grueso.

• Los polisacáridos que se describen a continuación son muy importantes en la nutrición, la biología, o la preparación de alimentos.

PolisacáridoPolisacárido DescripciónDescripción

ALMIDONALMIDONPolímetro de la glucosa.Polímetro de la glucosa.Presenta dos formas estructurales: Amilasa y Amilopectina.Presenta dos formas estructurales: Amilasa y Amilopectina.Forma los amiloplastos.Forma los amiloplastos.

GLUCOGENOGLUCOGENO Reserva energetica en animales, se acumula en higado y en los Reserva energetica en animales, se acumula en higado y en los musculos.musculos.

CELULOSACELULOSAEs la molecula mas abundante de la naturaleza. Funcion estructural Es la molecula mas abundante de la naturaleza. Funcion estructural en los vegetales (principal componente de la pared celular).en los vegetales (principal componente de la pared celular).Dificil digerible.Dificil digerible.

QUITINAQUITINA Componente principal de la pared celular de hongos y del Componente principal de la pared celular de hongos y del exoesqueleto de artrópodos.exoesqueleto de artrópodos.

LIPIDOSLIPIDOSEs a un grupo bastante heterogéneo de moléculas compuestas por C, H O (en emnor cantidad) , también pueden contener P, S y N.

Su único rasgo común claro es el ser hidrófobos (poco solubles en agua), aunque sí se disuelven en disolventes orgánicos (éter, cloroformo, benceno).

Crean regiones de exclusión del agua: forman barreras que separan la célula del exterior, o crean compartimentos internos. Son componentes estructurales de la membrana, aunque también tienen una función energética.

Es difícil clasificarlos, uno de los criterios más útiles se basa en su estructura: lípidos complejos y lípidos sencillos.

Los lípidos son un grupo muy heterogéneo que usualmente se clasifican en dos grupos, atendiendo a que posean en su composición ácidos grasos (lípidos saponificables) o no lo posean (lípidos insaponificables).

ClasificaciónClasificación• Lípidos saponificables

o Simples. • Acilglicéridos. • Céridos

o Complejos. • Fosfolípidos

o Fosfoglicéridos o Fosfoesfingolípidos

• Glucolípidos o Cerebrósidos o Gangliósidos

• Lípidos insaponificableso Terpenoides o Esteroides o Eicosanoides

Lípidos saponificables

Simples. Lípidos que sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno.

Acilglicéridos. Cuando son sólidos se les llama grasas y cuando son líquidos a temperatura ambiente se llaman aceites.

FUNCION: Reserva energetica en animales y vegetales, se depositan en la piel de animales de sangre caliente y evitan la perdida de calor.

Céridos (ceras): FUNCION: Estructural y protectora. Impermeabiliza la superficie

de las hojas y frutos de platas, en los animales de la piel, pelo y plumas. Asi como de exoesqueleto de muchos insectos.

Complejos. Son los lípidos que además de contener en su molécula C, H, O también contienen otros elementos como N, P, S u otra biomolécula como un glúcido. A los lípidos complejos también se les llama lípidos de membrana pues son las principales moléculas que forman las membranas celulares.

Fosfolípidos Fosfoglicéridos Fosfoesfingolípidos

Glucolípidos Cerebrósidos Gangliósidos

Lípidos insaponificables

Isoprenos o Terpenos Son abundantes en células vegetales, son moléculas coloreadas.Son pigmentos fotosinteticos que complementan a la clorofila.Carotenoides: B-caroteno: anaranjado, xantofila: Amarillo, Licopeno: rojoSon precursores de las vitaminas A, E y K.

Esteroides Tiene función dinámica debido a las acciones de las hormonas Función estructural ya que el colesterol forma parte de la membrana plasmatica.El colesterol es precursor de otros esteroides, como los ácidos biliares.Funcion Vitaminica: Ergosterol es precursor de la vitamina D.Hormonal: Progestreona y estardiol (hormonas sexuales femeninas); testosterona (hormona sexual masculina) ; aldosterona (corticoide)

EicosanoidesEestán agrupados en prostaglandinas, tromboxanos, leucotrienos, y ciertos hidroxiácidos precursores de los leucotrienos. Constituyen las moléculas involucradas en las redes de comunicación celular más complejas del organismo animal, incluyendo el ser humano.

PROTEINASPROTEINAS• Son polimeros de elevado P.M,

constituidas basicamente de C, H, O, N aunque pueden contener S y P y en menor proporcion Fe, Cu, Mg, etc.

• Forman unidades estructurales llamados AMINOACIDOS.

Los Aa estan unidos mediante enlaces peptidicos y se clasifican:

• PEPTIDOS (1)• OLIGOPEPTIDOS (< 10)• POLIPEPTIDOS (> 10-100)• PROTEINAS (> 100)

Aa esenciales:

El organismo no puede sintetizar ytienen que ser suminsitardos en la dieta.

8 aa: treonina, metionina, lisina, valina, triptofano, leucina, isoleucina y fenilalanina (histidina)

Aa no esenciales: Son aquellos que el organismo puede sintetizar.

Su estructura es tridimensional de una proteina.Es un factor determinante en su actividad biológica, tiene un carácter jerarquizado que implica niveles de complejidad creciente que dan lugar a 4 tipos de estructuras.

Funciones:

• Función ESTRUCTURALLas histonas, forman parte de los cromosomas que regulan la expresión de los genes.El colágeno del tejido conjuntivo fibroso.La elastina del tejido conjuntivo elástico.La queratina de la epidermis.Las arañas y los gusanos de seda segregan fibroina para fabricar las telas de araña y los capullos de seda, respectivamente.

• Función ENZIMATICALas proteinas con función enzimática son las más numerosas y especializadas. Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas del metabolismo celular.

• Función HORMONALAlgunas hormonas son de naturaleza protéica, como la insulina y el glucagón (que regulan los niveles de glucosa en sangre) o las hormonas segregadas por la hipófisis como la del crecimiento o la adrenocorticotrópica (que regula la síntesis de corticosteroides) o la calcitonina (que regula el metabolismo del calcio).

• Función DE RESERVA

La ovoalbúmina de la clara de huevo, la gliadina del grano de trigo y la hordeina de la cebada, constituyen la reserva de aminoácidos para el desarrollo del embrión.

La lactoalbúmina de la leche.

• Función REGULADORAAlgunas proteinas regulan la expresión de ciertos genes y otras regulan la división celular (como la ciclina).

• Función DEFENSIVALas inmunoglogulinas actúan como anticuerpos frente a posibles antígenos.La trombina y el fibrinógeno contribuyen a la formación de coágulos sanguíneos para evitar hemorragias.Las mucinas tienen efecto germicida y protegen a las mucosas.Algunas toxinas bacterianas, como la del botulismo, o venenos de serpientes, son proteinas fabricadas con funciones defensivas.

• Función de TRANSPORTE

La hemoglobina transporta oxígeno en la sangre de los vertebrados.La hemocianina transporta oxígeno en la sangre de los invertebrados.La mioglobina transporta oxígeno en los músculos.Las lipoproteinas transportan lípidos por la sangre.Los citocromos transportan electrones.

• Función CONTRACTIL

La actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracción muscular.La dineina está relacionada con el movimiento de cilios y flagelos.

• F

ACIDOS NUCLEICOSACIDOS NUCLEICOS• Biomoleculas compuestas por C,H,O,N y P.• Formadas por la polimerización de

nucleótidos (monómeros)• Son responsables de almacenamiento,

interpretación y transmisión de la información genética.

• Los nucleótidos están formados por:• una base nitrogenada• un grupo fosfato • un azúcar; ribosa en caso de ARN y

desoxiribosa en el caso de ADN.

• Las bases nitrogenadas son las que contienen la información genética y los azúcares y los fosfatos tienen una función estructural formando el esqueleto del polinucleótido.

• En el caso del ADN las bases son dos purinas y dos pirimidinas.

• Las purinas son A (Adenina) y G (Guanina). • Las pirimidinas son T (Timina) y C (Citosina) . • En el caso del ARN también son cuatro bases, dos purinas y

dos pirimidinas. Las purinas son A y G y las pirimidinas son C y U (Uracilo).

Comparación entre el ARN y el ADN

ARNARN ADNADN

Pentosa RibosaRibosa DesoxirribosaDesoxirribosa

Purinas Adenina y GuaninaAdenina y Guanina Adenina y GuaninaAdenina y Guanina

Pirimidinas Citosina y UraciloCitosina y Uracilo Citosina y TiminaCitosina y Timina

ARNARN

• El ARN es un filamento de una sola cadena, no forma doble hélice. La presencia de un oxígeno en la posición 2' de la ribosa impide que se forme la doble cadena de la manera en que se forma en el ADN. El filamento de ARN se puede enrollar sobre sí mismo mediante la formación de pares de bases en algunas secciones de la molécula.

• Existen varios tipos de ARN cada uno con función distinta.

o Los que forman parte de las subunidades de los ribosomas se les denomina ARN ribosomal (rARN).

o Los ARN que tienen la función de transportar los aminoácidos activados, desde el citosol hasta el lugar de síntesis de proteínas en los ribosomas; se les conoce por ARN de transferencia (tARN)

o y los ARN que son portadores de la información genética y la transportan del genoma (molécula de ADN en el cromosoma) a los ribosomas son llamados ARN mensajero (mARN).

El tamaño de las moléculas de ARN es mucho menor que las del ADN..

ADNADN

De izquierda a derecha, las estructuras de ADN A, B y Z.

Estructuralmente la molécula de ADN se presente en forma de dos cadenas helicoidales arrolladas alrededor de un mismo eje (imaginario); las cadenas están unidas entre sí por las bases que la hacen en pares. Los apareamientos son siempre adenina-timina y citosina-guanina. El ADN es la base de la herencia.