ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS

LOS BIOELEMENTOS

Elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Son

unos 70.

Primarios: 96% de la materia viva. C, H, O, N, P y S. Forman

biomoléculas.

Secundarios: En menor proporción. Ca, Na, K, Mg, Cl, …

Oligoelementos: Concentraciones muy pequeñas. Fe, Cu, Co, Zn,

I, F, … Desempeñan funciones muy importantes

LA BASE QUÍMICA DE LA VIDA

Composición química característica: agua, glúcidos, lípidos,

proteínas y ácidos nucleicos.

Complejidad y organización superior a la materia inerte.

Necesidad de materia y energía, que obtienen del medio.

Catálisis: regulación de las reacciones químicas.

Homeostasis: Mantenimiento de las condiciones internas.

Crecimiento y desarrollo: los seres vivos crecen y se desarrollan

Relación: Respuesta a estímulos

Reproducción. Precisan moléculas que contienen información.

Evolución: Cambio que permite su adaptación al medio

Características de los seres vivos:

El C, el H, el O y el N son elementos de pequeña masa atómica y

pueden formar entre si enlaces covalentes fuertes y estables. Debido a

esto dan lugar a una gran variedad de moléculas y de gran tamaño. De

todos ellos el carbono es el mas importante. Este átomo es la base de la

química orgánica y de la química de los seres vivos

Azufre Se encuentra en dos aminoácidos , presentes en todas las

proteínas.

Fósforo Forma parte de los nucleótidos, de coenzimas y fosfolípidos

Bioelementos primarios

Magnesio Forma parte de la molécula de clorofila.

Calcio Forma parte 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

Bioelementos secundarios

Hierro Fundamental para la síntesis de clorofila, 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.

Oligoelementos

BIOMOLÉCULAS O PRINCIPIOS INMEDIATOS

Inorgánicas

No tienen cadenas de

carbono y también

aparecen en la

materia inerte

Agua

Sales minerales

Orgánicas

Formadas por cadenas de

carbono, exclusivas de seres

vivos

Glúcidos

Lípidos

Proteínas

Ácidos nucleicos

Agua

Funciones:

1. Disolvente de sustancias. Medio donde se producen

reacciones químicas.

2. Función transportadora: Sangre, savia.

3. Reactivo en reacciones bioquímicas.

4. Termorreguladora: Sudor

5. Esqueleto hidráulico debido a la presión osmótica.

En promedio supone el 75 % de la masa de los organismos

Contenido en agua de diferentes órganos

Cerebro.................85%

Sangre..................79%

Músculo ..............75%

Hígado..................70%

Cartílago....... ......55%

Huesos..................22%

Dientes..................10%

Sales minerales

Precipitadas, en estado sólido: Función esquelética o de sostén (Huesos, conchas, etc.)

Disueltas, disociadas en iones. Funciones:

Mantenimiento de la presión osmótica

Mantenimiento del pH

Transmisión impulso nervioso, etc.

Sales minerales: Ósmosis

Sales minerales: Ósmosis

Sales minerales: pH

El pH mide la cantidad de

iones H+ en un medio

líquido.

En nuestro organismo, el pH

óptimo es alrededor de 7.

Si se separa de éste valor,

algunas sales reaccionan

entre sí y compensan la

variación de iones H+.

Parte de las moléculas de agua (10-7 moles por litro de agua) están disociadas en iones H+ e iones OH-. (hidroxilo) En el agua pura (neutra) la concentración de protones es de 10-7 moles por litro lo que nos indica que su pH=7. Por lo tanto: es una sustancia neutra

Las sales se unen a Protones o a grupos hidroxilo para controlar las variaciones del PH

Biomoléculas orgánicas

Hidratos de carbono o glúcidos

Formados por H, C y O; monosacáridos (glucosa), polisacáridos (glucógeno ó almidón en plantas). Energía!

Lípidos Formados por C,H y O. Diversas formas y funciones: protección, membranas (fosfolípidos), aislamiento térmico (grasas), reserva de energía.

Proteínas Formadas por 20 tipos distintos de aminoácidos (esenciales y no esenciales). Diversas funciones: transporte, receptores, estructural (algunas proteínas de membrana), catalizando procesos (enzimas).

Ácidos nucleicos Formado por nucleótidos (adenina, guanina, citosina, timina). Se empaqueta en cromosomas. Información genética!!!. Ubicación celular: núcleo.

Glúcidos

Formados por C, H y O.

Funciones: Energética: proporcionan

energía a los seres vivos.

Estructural: forman parte de estructuras de los organismos (paredes celulares, etc.)

Tipos: Monosacáridos

Disacáridos

Polisacáridos

Glúcidos: Monosacáridos

Formados por una única molécula.

Se nombran según su número de carbonos: Triosas (3), tetrosas (4), pentosas (5), hexosas (6).

Tienen color blanco, sabor dulce y son solubles en agua (son azúcares).

Más importantes: hexosas y pentosas

Hexosas

• Glucosa: Sangre, músculos, etc. • Fructosa: Frutas • Galactosa: Leche

Pentosas

RIBOSA

Función estructural. Forman parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN)

Pentosas

RIBOSA

Función estructural. Forman parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN)

Glúcidos: Disacáridos

Formados por la unión de dos monosacáridos.

Función energética.

Color blanco, sabor dulce y solubles en agua (también son azúcares).

Pueden descomponerse en dos monosacáridos, liberando energía (son hidrolizables).

Glúcidos: Disacáridos

Sacarosa: Glucosa + Fructosa. Azúcar de caña.

Lactosa: Glucosa + Galactosa. Presente en la leche

Maltosa: Glucosa + Glucosa. Azúcar de malta (cebada germinada)

Glúcidos: Polisacáridos

Se forman por la unión de varios monosacáridos.

Con función energética: Enlaces α. Almidón: Mezcla de amilosa y

amilopectina. Reserva en vegetales.

Glucógeno: Reserva en animales. Con función estructural: Enlaces β.

No podemos digerirla, forma la fibra alimentaria. Celulosa: Forma paredes

celulares de vegetales. Quitina: Forma exoesqueletos de

artrópodos. Polímero de un derivado de la glucosa, la N-acetil-D-glucosamina.

Lípidos

Formados por C, H, y O, este último en menor proporción, y en algunos casos por P, N o S.

Químicamente son muy heterogéneos.

Se caracterizan por sus propiedades físicas:

Untuosos al tacto,

Insolubles en agua

Solubles en disolventes orgánicos (cloroformo, alcohol, etc.).

Lípidos: ácidos grasos

Son moléculas hidrocarbonadas lineales, con número par de átomos de carbono y un grupo ácido en un extremo.

Pueden ser saturados, si sólo tienen enlaces simples entre los C, e insaturados si tienen uno o varios enlaces dobles. En este caso los dobles enlaces se indican a partir del carbono terminal, llamado ω; así, un ácido graso ω3 tendrá un doble enlace entre los carbonos 3 y 4 contados a partir de este último carbono.

Los ácidos grasos se caracterizan por tener una zona hidrófila, soluble en agua, correspondiente al grupo ácido, y una zona lipófila (e hidrófoba), insoluble en agua, correspondiente a la cadena hidrocarbonada (son anfipáticos).

Lípidos: ácidos grasos

Los ácidos grasos saturados están presentes en alimentos de origen animal y elevan el colesterol en sangre.

Los insaturados son de origen vegetal y hacen descender el colesterol, principalmente el LDL.

Lípidos: triglicéridos.

Son ésteres de la glicerina con diferentes ácidos grasos.

Aceites: líquidos, formados principalmente por ácidos grasos insaturados, de origen vegetal.

Sebos: sólidos, formados por ácidos grasos saturados, de origen animal.

Mantecas, formados por una mezcla de ambos ácidos grasos.

Fosfolípidos

Parecidos a los triglicéridos en su estructura. Contienen una molécula de ácido fosfórico.

También son anfipáticas

Funciones de los lípidos

Estructural: forman parte de las membranas celulares (fosfolípidos, colesterol). Consistencia y protección (ceras). Protección (grasas).

Reserva energética: Grasas y aceites.

Otras: Hormonas, pigmentos fotosintéticos, áidos biliares, etc.

Proteínas

Compuestos por C, H, O y N, aunque suelen tener también otros elementos como S, P, Fe, etc.

Son polímeros de aminoácidos, unidos mediante enlaces peptídicos.

La unión de aminoácidos da lugar a péptidos, si el peso molecular es pequeño, y a proteínas, si el peso molecular es mayor de 5000 dalton.

Proteínas: Los aminoácidos

Se caracterizan por tener un grupo amino y un grupo ácido (carboxilo).

En los seres vivos hay alrededor de 20 aminoácidos, que son comunes a todos ellos, y que se diferencian unos de otros por el radical R unido al carbono .

Funciones de las proteínas

Estructural: Membranas, citoesqueleto, pelo, uñas, etc.

Transportadora: Hemoglobina, proteínas de membrana.

Enzimática: regulan las reacciones químicas en el organismo.

Hormonal: Insulina, hormona del crecimiento.

Inmunitaria: Anticuerpos Contráctil: Contracción de

los músculos (actina y miosina).

Propiedades de la proteínas:

Son específicas: Cada individuo tiene sus propias proteínas. Por eso existe rechazo en la donación de órganos.

Se desnaturalizan: Pierden su estructura tridimensional debido al calor, ácidos, etc, y no pueden desempeñar su función.

ENZIMAS

Son los catalizadores biológicos que facilitan las reacciones químicas que

tienen lugar en los seres vivos.

Las enzimas aumentan la velocidad de una reacción disminuyendo la

energía de activación necesaria para que dicha reacción comience.

En las reacciones enzimáticas la sustancia que reacciona y sobre la cual actúa

la enzima se llama sustrato.

La unión del sustrato a la enzima tiene lugar en una pequeña parte de la

molécula de enzima que tiene forma de hueco o cavidad, denominada centro

activo.

Esquema del centro activo de una enzima.

MODO DE ACCIÓN ENZIMAS

Las enzimas se unen temporalmente a sus sustratos formando un complejo

enzima-sustrato. Luego se rompen esos complejos, liberando el producto y

recuperándose la enzima intacta, por lo que puede volver a actuar.

Reacción de hidrólisis de la sacarosa por acción de la sacarasa. La enzima se une temporalmente al sustrato y

no se altera durante la reacción.

E + S Complejo ES E + P

Ácidos nucleicos: ADN y ARN

Formadas por C, H, O, N y P.

Sus monómeros son los nucleótidos.

Un nucleótido está formado por: Un azúcar: Ribosa

o desoxirribosa. Acido fosfórico Una base

nitrogenada: A, T, G, C y U.

Nucleótidos: componentes

ADN

Su azúcar es desoxirribosa Nunca tiene uracilo (U) Cadena doble unida por puentes

de hidrógeno entre sus bases nitrogenadas.

Emparejamiento de bases: A-T G-C

La cadena se enrolla en forma de doble hélice.

Se encuentra en el núcleo y en orgánulos como las mitocondrias o los cloroplastos.

Portador y transmisor de la Información genética.

ARN

Su azúcar es Ribosa.

Tiene Uracilo en lugar de Timina y el resto de bases igual que el ADN: adenina, citosina y guanina.

Es una cadena simple de nucleótidos.

Se encuentra en el núcleo y en el citoplasma de la célula.

Transmite la información genética hasta el citoplasma, donde sintetiza proteínas.