INTRODUCCIÓN A LA BIOQUÍMICA

CÉLULA

AGUA

UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA

FACULTAD DE AGRONOMÍA

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Y TECNOLOGÍA

CÁTEDRA DE BIOQUÍMICA

INTRODUCCIÓN A LA BIOQUÍMICA

BIOQUÍMICA (QUÍMICA DE LA VIDA).

Componentes

QuímicosRegulación

Estructura y Función

Reacciones (Síntesis y Degradación)

CÉLULA

(Unidad estructural y funcional

de los organismos vivos)

Localización

Célula procariótica Célula eucariótica

Pequeñas y menos estructuradas. Grandes y más complejas.

Célula Vegetal Célula Animal

a-. De acuerdo a su complejidad estructural:

PARTES DE LA CÉLULA Y SUS FUNCIONES

Célula Vegetal Célula Animal

Nombre Función principales Observaciones

Pared celular • Brindar protección y rigidez. Solo células vegetales

Membrana

Plasmática

• Controlar el paso de sustancias que ingresan

o salen.

• Dar forma a la célula,

Citoplasma • Dispersar los organelos. Citosol (parte soluble

del citoplasma)

Ribosomas • Sintetizar las proteínas.

Centriólo • Interviene en el proceso de separación de

cromosomas en la division celular.

Solo en células

animales.

Retículo

endoplasmático(liso y granulado)

• Sintetizar proteínas (R.E granular)

• Sintetizar lípidos (R.E liso)

Solo en células

eucariotas.

Se encuentra

asociado al ribosoma.

Aparato de golgi • Transformar sustancias producidas en el R.E.

• Acumular los polisacaridos.

• Secreción celular.

Solo en células

eucariotas

PARTES DE LA CÉLULA Y SUS FUNCIONES

Nombre Función principales Observaciones

Lisosomas • Almacenar enzimas que se encargan de

degradar moléculas orgánicas intracelulares.

Solo en células

animales

Vacuolas • Almacenar sustancias como pigmentos,

sustancias de reservas, desechos y agua.

Solo células

vegetales

Mitocondria • Oxida compuestos para producir energía (ATP).

Cloroplastos • Realizar la fotosíntesis.

• Sintetizar la glucosa.

• Acumular sustancias de reserva y pigmentos

Solo en células

vegetales

Núcleo

• Almacenar el material genético de la célula o

ADN.

• Dirigir las funciones celulares.

• Formación de ribosomas.

Solo en células

eucarióticas (animal

y vegetal)

b-. De acuerdo a la fuente de carbono:

Fuente de carbono

CO2 Atmosférico Compuestos orgánicos preexistentes

Autótrofos

A partir de C del CO2 construyen otras

moléculas orgánicas.

Ej: Plantas y algas.

Heterótrofos

Usan el C de moléculas orgánicas

complejas.

Ej:Animales, hongos, algunas

bacterias.

c-. De acuerdo a la fuente de energía:

Fuente de energía

Luz solar Reacciones químicas de oxido reducción

Fotótrofas

Plantas y algunas bacterias.

Quimiotrofas

Animales, hongos, algunas

bacterias.

c-. De acuerdo al aceptor electrónico final:

Aceptor electrónico

Oxígeno Molécula orgánica

Aeróbicas FacultativasAnaeróbicas

Oxígeno o

Molécula orgánica

MICROCOMPONENTESMACROCOMPONENTES

AGUA VitaminasMACROMOLÉCULAS Minerales

MACROMOLÉCULAS

PROTEÍNAS CARBOHIDRATOSÁCIDOS

NUCLEICOS

LIPIDOS

(TRIACILGLICERIDO)

Aminoácidos MonosacáridosÁcidos grasos

+Glicerol

Nucleótidos

Aminoácidos Monosacáridos Ácido Graso + Glicerol Nucleótidos

Nivel 1: Unidades monoméricas

Enlaces covalentes

Proteínas Polisacáridos Lípidos Ácidos nucleicos

Nivel 2: Macromoléculas

Puentes de hidrógeno Interacciones hidrófobas Fuerzas de Van der Waals

Membrana Pared celular Lipoproteínas Cromosomas

plasmática

Nivel 3: Complejos supramoleculares

Ribosomas Mitocondrias Cloroplastos

Nivel 4: Célula y sus organelos

Puentes de hidrógeno Interacciones hidrófobas Fuerzas de Van der Waals

Nivel 4La Célula y sus

Organelos

Nivel 3 Complejos

SupramolécularesNivel 2

Macromoléculas

Nivel 1 Unidades

Monoméricas

CH3 (CH 2) COOH

Acido Graso

9. Mitocondria

10.Vacuola

11. Citosol

12. Lisosoma

13. Centríolo

1. Nucléolo

2. Núcleo celular

3. Ribosoma

4. Vesículas de secreción

Materia Energía

5. Retículo endoplasmático rugoso

6. Aparato de Golgi

7.Citoesqueleto

8. Retículo endoplasmático liso

REACCIONES QUÍMICAS DE LA CÉLULA VIVA

METABÓLISMO

CÉLULA (UNIDAD FUNDAMENTAL DEL METABOLISMO)

MACROMOLÉCULAS

PROTEÍNAS CARBOHIDRATOSÁCIDOS

NUCLEICOS

LIPIDOS

(TRIACILGLICERIDO)

Aminoácidos MonosacáridosÁcidos grasos

+Glicerol

Nucleótidos

Enlaces

PeptídicosEnlaces

Peptídicos

COOH

R

N

H

H

C N C

C

C

C

H2N

C

HO

C

N C

N

R

C

O

O

O

H

H

R H

H

R

R

H

H

Sillar estructural: AMINOÁCIDOS

Macromolécula: PROTEÍNA

H2N C

H O

C OH

R amino carboxilico

Amino

terminal

Carboxilico

terminal

PROTEÍNAS

N C

H

COOH

R

H

H

CARBOHIDRATOS

Sillar estructural: MONOSACÁRIDO

C

H – C – OH

HO – C – H

H – C – OH

H – C – OH

H2 – C – OH

OH

CH2OH

OH

OH

OH

OH

1

ALDOSAS

Grupo Aldehído

CETOSAS

H2 – C – OH

C = O

H – C – OH

H – C – OH

H – C – OH

H2 – C – OH

POLIHROXIALDEHíDOS

Grupo hidróxidos

Grupo Cetónico

Grupo hidróxidos

POLIHIDROXICETONAS

CHO

H – C – OH

HO – C – H

H – C – OH

H – C – OH

H2 – C – OH

O CH2OH

OH

HO-CH2

Macromolécula: POLISACÁRIDO

OH

CH2OH CH2OHCH2OH CH2OH

OHOH

OH

OH

OH

OH

OH

OH

Enlaces -1,4

Glucosídico

Sillares estructurales: ACIDO GRASO Y GLICEROL

Macromolécula: TRIACILGLICÉRIDO

CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 COOH ACIDO GRASO

GLICEROL

H2COH

H2COH

H COH

Enlaces esteres

Grupo

Ácido

carboxílico

H2C

H2C

H C

C

O

O

C

O

O

C

O

O CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

LÍPIDOS

Sillar estructural: NUCLEOTIDO

Macromolécula: ACIDO NUCLEICO

Base nitrogenadaFosfato

Pentosa

ADN

ÁCIDOS NUCLEICOS

Sillar estructural: NUCLEOTIDO

ATP (ADENOSIN TRIFOSFATO)

EL AGUA

IMPORTANCIA DEL AGUA

Constituye alrededor del 70% o mas del peso corporal de la mayoríade organismos.

Es el medio para la mayoría de las reacciones bioquímicas: Losreactivos y productos de las reacciones metabólicas, los nutrientes, asícomo los productos de desechos, dependen del agua paratransportarse dentro de las células y entre ellas.

Propiedades como: elevado punto de ebullición, bajo punto de fusión,elevada constante dieléctrica y gran capacidad calórica, hacen delagua el solvente más apropiado para la mayoría de biomoléculas,sales, iones, etc.

ESTRUCTURA MOLECULAR DEL AGUA

• Los elementos que la constituyen H-O-H,se disponen formando un ángulo de104,5°.

• La distribución de cargas permite laformación de enlaces de hidrógeno entrelas moléculas.

Na+

hidratado

Cl¯

hidratado

Disolvente de sales cristalizadas y otros compuestos iónicos

El agua posee una constante dieléctrica elevada, lo que le da lacapacidad de formar una capa de solvente que cubre al ionespositivos y negativos y de ese modo debilita las interaccioneselectrostática entre ellos permitiendo su disolución en el agua.Ej: sales, aminas protonadas (-NH3

+), ácidos carboxílicos

protonados (-COO-

PUENTES DE HIDROGENO CON SOLUTOS POLARES

Aceptor de Hidrógeno

Dador de Hidrógeno

Tipos comunes de Puentes de Hidrógeno en sistemas biológicos

Disolvente de moléculas anfipáticas

El agua dispersa o solubiliza muchos compuestos formandomicelas que contienen simultáneamente grupos fuertementeno polares y grupos fuertemente polares

Cabeza polar

Cola hidrófoba

Micela

Propiedades físico-químicas del agua y su significado

biológico en animales

Alto calor específico (1 cal/g):Contribuye a mantener latemperatura corporal.

Alto calor de Fusión (80 cal/g):El alto calor de fusión del aguaofrece a los seres vivos unsistema eficiente para evitar lacongelación.

Alto calor latente deevaporación (540 cal/g):Minimiza las perdidas de aguapor evaporación, protegiendocontra la deshidratación.Mantiene la temperatura delorganismo más baja que la delambiente al permitir eliminarexceso de calor, por el sudor,por medio de la piel.

Alta conductividad térmica:Conduce fácilmente el calor y por lotanto iguala con rapidez latemperatura de todos los sectoresdel medio interno de las células.

Elevado calor específico:Proporciona un sistema reguladorde temperatura.

Alta tensión superficial:La cohesión y la adhesiónpermiten la continuidad de unacolumna de agua vital para eltransporte de agua de la raíz alas hojas.

Alto calor de vaporización:La planta puede disipar la mitadde la energía solar que recibe portranspiración.

Sustrato:El agua interviene en el procesode fotosíntesis.

Cohesión:Permite formar un sistemacontinuo dentro la célula.

Propiedades físico-químicas del agua y su significado

biológico en plantas

El agua corporal está repartida en dos sistemas:

2. En el exterior de la células (16 - 20 %). De esta el 15 % liquidointersticial y 5 % al plasma

El agua representa

1. En el interior de la célula, aproximadamente el 30 - 40 % del peso corporal

84 % del tejido nervioso

73 % del hígado

71 % de la piel

60 % tejido conectivo

30 % tejido adiposo

99 % del plasma, saliva o los jugos gástrico

• Principal componente tejidos 85-90%• Madera (35-75%), semillas (5-15%)

• Los procesos de transporte y distribuciónde nutrientes y metabolitos dependen de losmovimientos del agua.• En plantas: el transporte de agua es pasivo• Flujo depende de la cantidad de aguaabsorbida por las raíces y la perdida portranspiración.• Pequeñas fluctuaciones de este flujo:Déficit hídricos.• Principal factor limitante productividadcultivos.

El agua como reactivoParticipación del agua en reacciones biológicas

Reacciones de hidrólisis y Condensación:

Anhídrido fosfato

Acil fosfato

ANEXOS

Amino

Amido

Guanidino

Imidazol

Sulfidril

Disulfuro

Tioester

Fosforil

Fosfoanhidrido

Anhidrido mixto

(ácido carboxílico y ácido

fosfórico, también

llamado acilfosfato)

GRUPOS FUNCIONALES COMUNES EN COMPUESTOS

BIOLÓGICOS

Carbonil

(aldehído)

Carbonil

(cetónico)

Carboxil

Hidroxil

(alcohol)

Eter

Ester

Anhidrido

(dos ácidos

carboxilicos)

Metil

Etil

Fenil

GRUPOS FUNCIONALES COMUNES EN COMPUESTOS

BIOLÓGICOS

Teoría celular

1-. La Materia viva consiste de células.

2-. Las células se originan de otras

preexsitentes.

3-. Se llevan a cabo procesos que producen

energía y reacciones biosinteticas.

4-. Contienen información hereditaria

que se transmite.

Es la unidad anatómica,

fisiológica y

reproductiva de todo ser

vivo.