Tema 7 niveles de organización de seres vivos eat(2016)

1.1. Características de los seres vivosCaracterísticas de los seres vivos2.2. Componentes químicosComponentes químicos3.3. Biomoléculas inorgánicasBiomoléculas inorgánicas4.4. Biomoléculas orgánicasBiomoléculas orgánicas

NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS

1. Características de los seres vivos

1. Características de los seres vivosUn ser vivo es un sistema aislado de su entorno que mantiene constantes sus condiciones básicas, se transforma a partir del medio y es capaz de perpetuarse y de reaccionar ante los cambios ambientales. Para mantener la estabilidad interna se están produciendo continuamente reacciones químicas que requieren de energía externa.

El mantenimiento de las condiciones internas del organismo, independientes del medio, es lo que se conoce como HOMEOSTASIS.La homeostasis mantiene una variedad de mecanismos y funciones vitales en condiciones estables y dentro de un rango apropiado, tales como:Niveles de O2 y CO2

Nutrientes (concentración de glucosa).Eliminación de desechos orgánicos.Temperatura corporal.Cantidades de agua y sal.pH.

1.1. propiedades de los seres vivos Uniformidad en su composición química: solo 20 de los

elementos químicos son los bioelementos que formaran las biomoléculas de los seres vivos.

Organización en niveles de complejidad crecientes:

Capacidad de realizar las funciones vitales: nutrición, relación y reproducción

1.2. Funciones vitales de los seres vivos NUTRICIÓN: Los seres vivos intercambian materia y energía con el medio para

crecer, renovar estructuras y obtener energía con que realizar las funciones vitales. Para ello realizan reacciones químicas que constituyen el METABOLISMO.

RELACIÓN: Los seres vivos detectan cambios del medio, tanto interno como externo, y reaccionar en consecuencia.

REPRODUCCIÓN: Todo ser vivo da lugar a individuos similares a él mediante la transmisión de la información genética contenida en su ADN. La reproducción puede ser:

Asexual: solo interviene un individuo y el nuevo individuo es genéticamente idéntico al progenitor.

Sexual: intervienen dos individuos que intercambian material genético y los nuevos individuos son distintos genéticamente a sus progenitores.

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2ESO/Reprodycoordinacion/contenidos7.htm

1.2. Funciones vitales de los seres vivosAsexual: solo interviene un individuo y el nuevo individuo es genéticamente

idéntico al progenitor.Sexual: intervienen dos individuos que intercambian material genético y los

nuevos individuos son distintos genéticamente a sus progenitores.

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2ESO/Reprodycoordinacion/contenidos7.htm

2. Componentes químicos de los seres vivos

• Unidad de composición y estructura• Relación con la composición terrestre (solo unos pocos elementos están en los seres vivos)

2. Componentes químicos de los seres vivosCARBONO SI SILICIO NO

• Es accesible a todos los seres vivos.• El C tiene masa atómica baja pudiendo

compartir electrones con otros átomos y formar enlaces covalentes y fuertes.

• El C se puede combinar con muchos elementos diferentes formando compuestos estables pero también fácilmente rompibles

• El C puede compartir más de un par de electrones y formar dobles y triples enlaces con otros C pudiendo formar largas cadenas carbonadas lineales, ramificadas o anillos

• Los átomos de C pueden fácilmente unirse al H, O, N, S, formando moléculas orgánicas con diferentes grupos funcionales y, por tanto, propiedades diferentes.

• Los enlaces Si-Si no son estables• El enlace Si-O es prácticamente

inalterable, lo que dificulta la capacidad de reacción

• El SiO2 es un compuesto sólido e insoluble (contrario al CO2)

• El Si no forma enlaces dobles y triples, lo que limita el número de compuestos que puede formar.

2. Unidad química de los seres vivos2. Componentes químicos de los seres vivosSe denominan elementos biogénicos o bioelementos a aquellos elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Atendiendo a su abundancia (no importancia) se pueden agrupar en tres categorías: Bioelementos primarios o principales (97%): C, H, O, N. Bioelementos secundarios (3%): S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl. Oligoelementos (elementos traza <0,1%): Fe, Mn, Cu, Zn, I, Ni, Cu, F, B, Si, V, Cr, Co, Se, Mo, Sn (conjunto de elementos químicos que son indispensables para el desarrollo del organismo)

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

FósforoForma 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.

Magnesio Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador, junto con las enzimas , en muchas reacciones químicas del organismo.

Calcio Forma 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 muscularPotasio Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscularCloro Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluído intersticial

Hierro Fundamental para la 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 metabolismoFlúor 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.

2. Unidad química de los seres vivos2. 1. Enlaces químicos en las biomoléculasLos enlaces que intervienen manteniendo las estructuras de las biomoléculas y sus funciones son:•El enlace covalente: es un enlace más fuerte. Permite que las moléculas se mantengan estables en el medio acuoso, porque comparten electrones.

•Enlace iónico, en moléculas que presentan grupos que en agua están ionizados, de manera que se establecen fuerzas de carácter eléctrico.

•Enlace de puente de hidrógeno, enlaces débiles que se da entre dos zonas de una molécula muy próximas pero de diferente electronegatividad. Sirve para estabilizar estructuras como la doble hélice, las proteínas, etc.

•Fuerzas de Van der Waals, son interacciones eléctricas, débiles y temporales, fundamentales para mantener la estructura tridimensional de las macromoléculas.

•Uniones hidrofóbicas. Ciertas sustancias insolubles en agua cuando están en un medio acuoso van a mantenerse unidas entre sí por su repulsión al medio en el que se encuentran. Estas uniones, aunque son muy débiles, van a ser de gran importancia en el mantenimiento de los componentes lipídicos de la membranas celulares y en la configuración de muchas proteínas.

•Los puentes disulfuro, se llama así a los enlaces covalentes que se forman al reaccionar entre sí dos grupos -S-H para dar -S-S- . Este tipo de enlaces son extraordinariamente resistentes. Los encontraremos en las proteínas.

2. Unidad química de los seres vivos2. 1. Enlaces químicos en las biomoléculas

DIMENSIONES DE LAS BIOMOLÉCULAS

UNIDADES DE MASA1 Dalton = masa de un átomo de H = 1,68x10-24 g1 picogramo(pg) = 1x10-12 g.

UNIDADES DE LONGITUD1 nanómetro (nm) = 10-9 m. = 10 ángstrom1 micrómetro (μm )= 10-6 m. = 1000 nm = 10.000 angstroms.

http://www.bionova.org.es/biocast/tema03.htm

http://www.bionova.org.es/biocast/tema03.htm

2.2. Clasificación de las biomoléculas

3. Agua y sales minerales

• Componente mayoritario• Variaciones según especie, tejido y actividad biológica

• Estructura molecular:• Dipolo permanente• Puentes de H.

3. Agua y sales mineralesPROPIEDADES DEL AGUA:1.Alta constante dieléctrica: la mayor parte de las moléculas de agua forman un dipolo, con un diferencial de carga negativo y un diferencial de carga positivo, esto le permite tener elevada capacidad disolvente:

• De sales: solvatación iónica• De sustancias covalentes polares, como

los glúcidos• Dispersa sustancias anfipáticas (con

grupos hidrófilos e hidrófobos): forma micelas y/o liposomas.

Esto permite al agua ser el medio donde se realizan las reacciones metabólicas.

3. Agua y sales mineralesPROPIEDADES DEL AGUA:2. Alto calor específico: se necesita mucha energía para aumentar la temperatura del agua 1ºC, para poder romper los puentes de hidrógeno que se generan entre las moléculas. El agua absorbe o libera grandes cantidades de calor sin que haya grandes variaciones de temperatura (amortiguador térmico)3. Alto calor de vaporización: el agua absorbe mucha energía (540 cal/g) cuando pasa de estado líquido a gaseoso. Se puede eliminar gran cantidad de calor con poca pérdida de agua (regulador térmico de vertebrados) 4. Alta tensión superficial (elevada fuerza de cohesión): las moléculas de agua están muy cohesionadas por acción de los puentes de hidrógeno, que la mantienen como una estructura compacta que lo convierte en un líquido casi incompresible. Esto produce una película de agua en la zona de contacto del agua con el aire y sirve como sustancia amortiguadora.


PROPIEDADES DEL AGUA:5. Elevada adhesión molecular: debido a los enlaces puente de hidrógeno entre las moléculas de agua y otras molécula polares. Como consecuencia se produce capilaridad: el agua tiene capacidad de ascender por las paredes de un capilar (conducto de diámetro pequeño)6. Bajo grado de ionización: la mayor parte de las moléculas de agua no están disociadas. En el agua pura, a 25ºC, sólo una molécula de cada 10.000.000 está disociada, por lo que la concentración de H+ es de 10-7. Por esto, el pH del agua pura es igual a 7.

2H2O H3O+ + OH-

7. Estado líquido a temperatura ambiente: debido a la gran cohesión entre sus moléculas el agua está líquida, pudiendo actuar como medio de transporte.8. La densidad del agua: en estado líquido, el agua es más densa que en estado sólido. Por ello, el hielo flota en el agua. Esto es debido a que los puentes de hidrógeno formados a temperaturas bajo cero unen a las moléculas de agua ocupando mayor volumen. Permite la vida debajo del hielo.


FUNCIONES DEL AGUA:1.Disolvente polar universal: el agua, debido a su elevada constante dieléctrica, es el mejor disolvente para todas aquellas moléculas polares. Sin embargo, moléculas apolares no se disuelven en el agua.2.Lugar donde se realizan reacciones químicas: debido a ser un buen disolvente, por su elevada constante dieléctrica, y debido a su bajo grado de ionización. El agua también participa en reacciones de hidrólisis.3.Función estructural: por su elevada cohesión molecular, el agua confiere estructura, volumen y resistencia.4.Función de transporte: por ser un buen disolvente, debido a su elevada constante dieléctrica, y por poder ascender por las paredes de un capilar, gracias a la elevada cohesión entre sus moléculas, los seres vivos utilizan el agua como medio de transporte por su interior.5.Función amortiguadora: debido a su elevada cohesión molecular, el agua sirve como lubricante entre estructuras que friccionan y evita el rozamiento.6.Función termorreguladora: al tener un alto calor específico y un alto calor de vaporización el agua es un material idóneo para mantener constante la temperatura, absorbiendo el exceso de calor o cediendo energía si es necesario.

3. Agua y sales mineralesFUNCIONES DE LAS SALES MINERALES:Constitución de estructuras duras y de sostén. Fosfatos, carbonatos y sílice precipitados,

presentes en esqueletos, caparazones, espículas, ciertas semillas y frutos, paredes celulares vegetales.

Funciones fisiológicas y bioquímicas. Para realizarlas correctamente se deben mantener en equilibrio las concentraciones de los diferentes iones.

Mantienen el grado de salinidad en los organismos: La concentración de sales de los distintos organismos se mantienen más o menos constante.

Regulan la actividad enzimática: determinados iones activan o inhiben reacciones químicas.

FUNCIONES DE LAS SALES MINERALES


Generan potenciales eléctricos: Intervienen en la transmisión del impulso nervioso.

Regulan los cambios de pH en el organismo (SISTEMAS TAMPÓN)

Regulan los procesos osmóticos: se produce entrada o salida de agua de los compartimentos fisiológicos en función de la concentración de sales

http://www.edumedia-sciences.com/es/a80-la-sinapsis



Como consecuencia de las reacciones metabólicas, se están produciendo continuamente en el organismo sustancias ácidas o básicas que alteran el pH de los líquidos fisiológicos. Esta alteración del pH puede desnaturalizar las proteínas (dejan de hacer su función).

Para evitarlo algunas sales disueltas contribuyen a disminuir estas variaciones, manteniendo el pH constante.

Existen sistemas tampón en todos los fluidos biológicos. Los más importantes son:

- El sistema tampón fosfato/bifosfato, en líquidos intracelulares.

- El sistema tampón carbonato/bicarbonato, en el medio extracelular.


TAMPONES O DISOLUCIONES AMORTIGUADORAS

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+.

Sales minerales: pH

http://biomodel.uah.es/biomodel-misc/anim/memb/osmosis.html

http://biomodel.uah.es/biomodel-misc/anim/memb/osmosis.html

• Cuando el medio externo celular es hipertónico con respecto al interior, sale agua por ósmosis

En células vegetales, se produce PLASMOLISIS

En células animales como los glóbulos rojos, se arrugan

• Cuando el medio externo celular es hipotónico con respecto al interior, entra agua por ósmosis (TURGENCIA O TURGESCENCIA)

En células animales, se produce HEMOLISIS

En células vegetales, la vacuola se hincha y presiona el citoplasma contra la pared, sin llegar a reventar

• Cuando ambos medios son isotónicos, no se produce intercambio de agua a través de la membrana semipermeable.

4. Los Glúcidos

http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/carbohydrates/glucose.swf

4. Los Glúcidos

CLASIFICACIÓN DE LOS GLÚCIDOS

• Disacáridos: Función energética Sacarosa (glucosa+fructosa)Lactosa (glucosa+galactosa)Maltosa (glucosa+glucosa)

• PolisacáridosEnergéticos: almidón, glucógenoEstructurales: celulosa, quitina

• Monosacáridos: Energéticos: glucosa, fructosa, galactosa, etc.Estructural: ribosa y desoxirribosa

4. Los Glúcidos

4. Los Glúcidos

FUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS:•Fuente de energía: los monosacáridos se pueden oxidar totalmente, obteniendo unas 4 KCal/g.•Reserva energética: el almidón (en vegetales) y el glucógeno (en animales) son polisacáridos que acumulan gran cantidad de energía en su estructura, por lo que sirven para guardar energía excedente y utilizarla en momentos de necesidad.•Formadores de estructuras: la celulosa (paredes vegetales) o la quitina (en hongos y exoesqueletos de artrópodos y crustáceos)son ejemplos de polisacáridos que otorgan estructura resistente al organismo que las posee. La ribosa y la desoxirribosa forman parte de los ácidos nucleicos.

Monosacáridos: Aldosas y cetosas

Aldosas

D-gliceraldehído (C3)

D-eritrosa (C4)

D-ribosa (C5)

D-glucosa (C6)

D-manosa (C6)

D-galactosa (C6)

Cetosas

dihidroxiacetona (C3)

D-ribulosa (C5)

D-fructosa (C6)

4. Los Glúcidos: monosacáridos Sólidos cristalinos, blancos,

solubles en agua y dulces (son azúcares).

Principal función energética (aunque también ADN, ATP).

Son polihidroxialdehídos (aldosas:grupo aldehído en C1) o polihidroxicetonas (cetosas: grupo cetona en C2).

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

Todos tienen carácter reductor porque los grupos funcionales pueden oxidarse a carboxilos

Más importantes: hexosas y pentosas.

4. Los Glúcidos: monosacáridos

ALDOTRIOSAS CETOTRIOSA

PROYECCIÓN DE FISCHER(El grupo funcional arriba, y los –OH y –H a

la derecha o izquierda)

4. Los Glúcidos: monosacáridosMuchos monosacáridos pueden tener la misma fórmula empírica pero son distintos, se dice que presentan ISOMERÍA. Existen varios tipos: ISOMERIA DE FUNCIÓN: idéntica fórmula, pero son diferentes

C3H6O3

ESTEREOISOMERÍA: idéntica fórmula y mismas propiedades físico-químicas, pero presentan diferencias en los carbonos asimétricos (unidos a 4 radicales diferentes).

FORMA D: -OH del carbono asimétrico a la derecha FORMA L: -OH del carbono asimétrico a la izquierda

4. Los Glúcidos: monosacáridos La mayoría de los monosacáridos tienen más de un C asimétrico, por lo que

el número de estereoisómeros de cada sustancia es 2n, siendo n el número de C asimétricos (que es mayor en aldosas que las correspondientes cetosas).

Por convenio se ha establecido que los prefijos D y L se refieran a la posición del OH del C asimétrico más alejado del grupo funcional, es decir, del C asimétrico de mayor numeración.

4. Los Glúcidos: monosacáridosEntre los estereoisómeros se distinguen: ENANTIÓMEROS: La posición de todos los –OH varía. Son imágenes

especulares entre sí. Conservan el mismo nombre anteponiendo D o L. EPÍMEROS: Se diferencian en la posición de un grupo –OH de un C

asimétrico. No son imágenes especulares y tienen nombres diferentes.

ACTIVIDAD: Dibujar los enantiómeros y epímeros de la aldopentosa y buscar los nombres.

4. Los Glúcidos: monosacáridos• Otra propiedad que presentan los monosacáridos es la ACTIVIDAD

ÓPTICA, debido a que contienen C asimétricos. Consiste en que cuando se hace pasar la luz polarizada (que vibra en un solo plano) por una disolución de monosacáridos, el plano de la luz se desvía:

Si se desvía hacia la derecha se llaman DEXTRÓGIRAS (se representa con el signo +) Si se desvía hacia la izquierda se llaman LEVÓGIRAS (se representa con el signo -)

NO EXISTE RELACIÓN ENTRE LA ACTIVIDAD ÓPTICA, DEXTRÓGIRA Y LEVÓGIRA, Y EL CARÁCTER D O L DE UN DETERMINADO ESTEREOISÓMERO.

4. Los Glúcidos: monosacáridos• Otra característica que presentan los

monosacáridos de 5 o más carbonos que están en disolución acuosa (lo que ocurre siempre que se encuentran en un ser vivo), es que la mayoría presentan estructuras cíclicas, que se forman porque reaccionan el grupo carbonilo (-C=O) con uno de los grupos hidroxilo (-OH). Se obtiene así un HEMIACETAL O HEMICETAL (según se trate de un aldehído o cetona, respectivamente).

• Los ciclos hexagonales se llaman piranosas y los pentagonales furanosas.

• Como consecuencia de la ciclación, el C del grupo carbonilo, pasa a ser asimétrico, se le llama C ANOMÉRICO y, por tanto, se forman dos nuevos estereoisómeros que se llaman ANÓMEROS.

4. Los Glúcidos: monosacáridosPara realizar la ciclación se suele seguir el método de proyección de Haworth:1.La forma abierta se gira 90º y se proyecta sobre un plano horizontal.2.La molécula se representa plegada, quedando el C del grupo carbonilo cercano al penúltimo carbono, que sufre una rotación, quedando el último C unido a él por encima del plano de proyección.3.Se cicla de forma hexagonal o pentagonal.4.Los grupos -OH o -H que en la proyección de Fischer están situados a la derecha, quedan ahora abajo, y los de la izquierda se sitúan hacia arriba.5.Si el -OH del C anomérico está hacia abajo se llama alfa () y si se representa hacia arriba, el anómero se llama beta ().

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


HEXOSAS

RIBOSA

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

PENTOSAS


Formados por la unión de dos monosacáridos mediante un enlace O-glucosídico (entre grupos –OH de dos monosacáridos, desprendiéndose agua)

Función energética. Color blanco, sabor dulce y solubles en agua (también son azúcares). Pueden descomponerse en dos monosacáridos, liberando energía (son hidrolizables). La unión entre dos monosacáridos puede ser de dos tipos:

Enlace monocarbonílico: entre el –OH del C anomérico del primer monosacárido y otro –OH del segundo monosacárido. Ej: lactosa, maltosa, celobiosa.

Enlace dicarbonílico: entre los C anoméricos de dos monosacáridos, por eso pierden el poder reductor, como le ocurre a la sacarosa.

4. Los Glúcidos: disacáridos

4. Los Glúcidos: disacáridosMALTOSA:Azúcar de maltaFormada por dos glucosasResulta de la hidrólisis del glucógenoTiene poder reductorEl enzima que rompe el enlace O-glucosídico es la maltasa

LACTOSA:Azúcar de la lecheFormada por glucosa+galactosa (no forma polímeros)Tiene poder reductorEl enzima que rompe el enlace O-glucosídico es la lactasa, que si falta provoca intolerancia a la lactosa

SACAROSA:Azúcar de caña (se extrae de la caña o de remolacha)Formada por glucosa+fructosaReserva energética en células vegetalesNo tiene poder reductorEl enzima que la rompe se llama sacarasa

-D-Glucopiranosil (1→2)--D-Fructofuranósido

4. Los Glúcidos: polisacáridos Se forman por la unión de varios monosacáridos. No tienen sabor dulce y son insolubles en agua La celulasa y la amilasa hidrolizan la celulosa y el almidón, pero la quitina

es difícil de hidrolizar

POLISACARIDO ESTRUCTURA FUNCIÓN LOCALIZACIÓN

CELULOSA Polímero de glucosa lineal Pared celular de vegetales En todos los órganos de plantas

ALMIDÓN Polímero de glucosa ramificado Reserva energética en vegetales

En semillas, raíces y tallos

GLUCÓGENO Polímero de glucosa ramificado Reserva energética en animales

En hígado y músculo y algunos hongos

QUITINA Polímero de N-acetil glucosamina ramificado

Exoesqueleto de artrópodos y pared celular de hongos

Exoesqueletos y células de hongos

4. Los Glúcidos: polisacáridos de reserva

ALMIDÓN

GLUCÓGENO

CELULOSA

4. Los GlúcidosFUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS

Aportar energía: la glucosa es la molécula universal a partir de la cual los seres vivos obtienen energía.

Almacenar energía: el almidón en vegetales y el glucógeno en animales. Cuando se hidrolizan se obtiene glucosa.

Conferir soporte estructural: Celulosa: Forma paredes celulares

de vegetales. Quitina: Forma exoesqueletos de

artrópodos y paredes celulares de hongos

Ribosa y desoxirribosa forman parte de los ácidos nucleicos

5. Los lípidos• Formados por C, H y O (algunos con S, P o N)• Químicamente son muy heterogéneos (ni forman

polímeros ni tienen un grupo funcional característico)• Se caracterizan por sus propiedades físicas:No se disuelven en agua, formando estructuras

denominadas micelas.Se disuelven en disolventes orgánicos, tales como

cloroformo, benceno, aguarrás o acetona.Son menos densos que el agua, por lo que flotan

sobre ella.Son untuosos al tacto.

Se clasifican según : Su composición química: Lípidos simples, contienen C, H y O Lípidos complejos, contienen C, H, O, P y N

Su comportamiento en la hidrolisis (si tienen o no ácidos grasos): Lípidos saponificables (con ácidos grasos), que pueden hidrolizarse Grasas (acilglicéridos) Fosfolípidos o fosfoglicéridos Ceras Lípidos insaponificables (sin ácidos grasos), que no pueden

hidrolizarse Esteroides Terpenos o isoprenoides

5. Los lípidos: clasificación

5. Los lípidos: los 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.

Cuanto más larga y saturada es la cadena del ácido graso mayor es su punto de fusión:Las cadenas sin dobles enlaces se empaquetan mejor, por eso a Tª ambiente son sólidos. Las cadenas con dobles enlaces se empaquetan peor y a Tª ambientes son líquidos

5. Los lípidos: los ácidos grasos 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).

Esto les ha permitido formar micelas, en donde las cabezas están en contacto con el agua y las colas en un ambiente sin agua. Se piensa que las micelas son las precursoras de las membranas celulares.

5. Los lípidos: los ácidos grasos

5. Los lípidos: triglicéridos (grasas)

• Principal reserva energética• Proporcionan aislamiento térmico y físico

1, 2, 3 propanotriol

5. Los lípidos: ceras

• Proporcionan protección y revestimiento

5. Los lípidos: fosfolípidos o fosfoglicéridos• Componentes principales de las membranas

biológicas (esfingolípidos en neuronas)• Algunos actúan como segundos mensajeros• La fosfatidil colina o la lecitina son precursores

de neurotransmisores• Formados por el glicerol + 2 ácidos grasos +

fosfato unido mediante enlace fosfodiéster a colina, serina o etanolamina

5. Los lípidos: fosfolípidos

5. Los lípidos: esfingolípidos

• Componentes de membranas celulares, sobre todo en células del tejido nervioso

5. Los lípidos: esteroides• Derivados del

ciclopentanoperhidrofenantreno• El colesterol forma parte de membranas

celulares, es precursor de alguna hormonas, de ácidos biliares y de la provitamina D3

• Son los componentes básicos de algunas vitaminas (D)

• Algunos son hormonas (sexuales, aldosterona, cortisol)

5. Los lípidos: terpenos o isoprenoides

• Derivados del isopreno (o 2-metil-1,3-butadieno)

• Forman pigmentos vegetales: clorofilas, carotenos

• Algunos son vitaminas (Vit. A o retinol)

5. Los lípidos: Funciones Energética:

Los acilglicéridos (aceites y grasas) actúan como reserva energética. Acumulan mucha energía en poco peso (1g de grasa=9Kcal más del doble de energía que los glúcidos).

Estructural: Los fosfolípidos, los esfingolípidos y el colesterol son moléculas que aparecen

formando parte de la estructura de las membranas celulares. Estas moléculas presentan una parte polar (cabeza polar) y una parte apolar (colas apolares). Por este motivo, se dice que son anfipáticos.

Reguladora: Vitaminas: A(en procesos de visión), D (metabolismo del Ca), K (coagulación de la

sangre) Hormonas: sexuales (estradiol, progesterona, testosterona, etc. Que son esteroides,

derivados del ciclopentano – perhidrofenantreno).

5. Los lípidos: FuncionesOtras funciones:Sirven como aislantes térmicos. Conducen mal el calor. Los animales de zonas frías presentan, a veces, una gran capa de tejido adiposo.Son buenos amortiguadores mecánicos. Absorben la energía de los golpes y, por ello, protegen estructuras sensibles o estructuras que sufren continuo rozamiento.La ceras recubren hojas y frutos para protegerlos.

Los isoprenoides o terpenos se forman por la unión de moléculas de isopreno y están relacionadas con la recepción de estímulos lumínicos o químicos. Los carotenoides son pigmentos que participan en la fotosíntesis asociados a la clorofila.

La prostaglandinas actúan como vasodilatadores regulando la presión arterial, intervienen en procesos inflamatorios, estimulan la contracción del músculo liso, intervienen en la coagulación de la sangre (agregación plaquetaria).

6. Las proteínas• C, H, O y N (S)• Son polímeros de aminoácidos unidos mediante

enlaces peptídicos. • La unión de aminoácidos da lugar a péptidos, que

se nombran según el número de aminoácidos, dipéptido, tripéptido, tetrapéptido o polipéptido

• Los aminoácidos se caracterizan por tener un grupo amino y un grupo ácido (carboxilo), que en los aminoácidos naturales se unen ambos al mismo carbono, al que se llama por eso carbono .

• 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 .

Los 20 aminoácidos proteicos

6. Las proteínas

6. Las proteínasENLACE PEPTÍDICO• Es un enlace covalente• Se forma entre el C del grupo carboxilo de un aminoácido y el N del grupo

amino de otro aminoácido, liberándose una molécula de agua.• Es una reacción de síntesis que requiere energía• La hidrólisis del enlace peptídico requiere una molécula de agua y enzimas

específicos localizados en lisosomas y en aparato digestivo.

Presentan diferentes estructuras: Para ser funcionales adoptan una conformación en el espacio, que es una estructura tridimensional. Ésta depende de la secuencia lineal de aminoácidos, llamada estructura primaria, que se pliegan gracias a los enlaces puente de hidrógeno, originando una estructura secundaria, que se volverá a plegar gracias a fuerzas de van der waals o de naturaleza electrostática, originando la estructura terciaria funcional.

Son específicas: Cada individuo tiene sus propias proteínas. Por eso existe rechazo en la donación de órganos. Y cada proteína tiene una secuencia específica.

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

6. Las proteínas: Propiedades

6. Las proteínas: Funciones• ESTRUCTURAL: Suelen ser fibrilares: queratina,

fibroína, etc. Forman parte de membranas, citoesqueleto, pelo, uñas, etc.

• TRANSPORTADORA: Suelen ser globulares como hemoglobina, proteínas de membrana, la HDL.

• HORMONAL: Algunas hormonas son proteínas como la insulina, hormona del crecimiento, adrenalina.

• INMUNOLÓGICA: Suelen ser globulares o en forma de Y. Son anticuerpos o inmunoglobulinas (Ig). Se unen al antígeno y lo inactivan.

• CONTRÁCTIL: Contracción de los músculos (actina y miosina).

• ENZIMÁTICA: Los enzimas regulan las reacciones químicas en el organismo, uniéndose a un sustrato y catalizando su transformación.

• HOMEOSTÁTICA: Intervienen en la coagulación de la sangre (fibrina) o colaboran manteniendo las constantes fisiológicas porque se unen a un ligando y activan algún proceso.

6. Las proteínas: FuncionesENZIMAS•Son biocatalizadores naturales, es decir aceleran la velocidad de las reacciones químicas, sin consumirse ni alterarse.•Actúan sobre los sustratos y se forman los productos, sin desgastarse los enzimas, por ello se requieren en poca cantidad.•Son muy específicos, es decir, que cada enzima cataliza una reacción determinada. Por ejemplo, la lactasa solo hidroliza enlaces O-glucosídicos en la lactosa y no en otro disacárido.•Todos los enzimas son proteínas, pero no todas las proteínas son enzimas.

Complejo enzima-sustrato Complejo enzima-productoEnzimaProducto

glucosa

fructosa

Sustrato(sacarosa)

Enzima(sacarasa)

agua

6. Las proteínas: Funciones

7. Los ácidos nucleicos• ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN y ARN

• C, H, O N y P• Son cadenas de nucleótidos

• Un nucleótido está formado por tres componentes unidos covalentemente:

• Un azúcar (ribosa o desoxirribosa)• Ácido fosfórico• Una base nitrogenada: A, G, C, T, U.

OO

O

N

NC

O

O

P

O

O

BASE NITROGENADAAZUCAR

FOSFATO

7. Los ácidos nucleicos

7. Los ácidos nucleicos• Los nucleótidos se unen formando cadenas, con enlace covalentes entre la

pentosa de un nucleótido y el fosfato del siguiente, llamados enlaces nucleotídicos (enlace fosfodiéster 5´-3´)

• En la cadena alternan Pentosa y Fosfato, con las bases hacia el lado.• Pueden ser polirribonucleótidos (ARN) o polidesoxirribonucleótidos (ADN)


Su azúcar es desoxirribosa Nunca tiene uracilo (U), y las bases se

emparejan: A-T G-C

Formado por dos cadenas polinu-cleotídicas, enrolladas en doble hélice, unidas por puentes de hidrógeno entre sus bases nitrogenadas.

Se encuentra en el núcleo (ADNnuclear), formando la cromatina, y en orgánulos como las mitocondrias (ADN mitocondrial) o los cloroplastos (ADN plastidial).

Portador y transmisor de la información necesaria para la síntesis de proteínas.

La estructura se debe a J. Watson y F. Crick (1953), junto con R. Franklin y M. Wilkins

ADN

7. Los ácidos nucleicosDEL ADN

Su azúcar es ribosa. Nunca tiene la base nitrogenada timina (T). Es una cadena simple de nucleótidos. Se encuentra en el núcleo y en el citoplasma de la

célula. Transmite la información del ADN hasta el

citoplasma, donde se sintetizan proteínas.

7. Los ácidos nucleicosARN

Para realizar las funciones de los ácidos nucleicos hacen falta tres clases de RNA:

•RNA mensajero (mRNA), portador del mensaje genético desde el núcleo celular, donde se sintetiza, hasta los ribosomas

•RNA transferencia (tRNA), se produce en el citoplasma y transporta los aminoácidos hasta los ribosomas donde se sintetiza la proteína.

•RNA ribosómico (rRNA), se produce en el citoplasma y forma la estructura de los ribosomas.

7. Los ácidos nucleicosDIFERENCIAS ENTRE ARN Y ADN

ADN ARNEstructura molecular

Doble hélice de polinucleótidos unidos por las bases complementarias

Cadena sencilla de polinucleótidos

Estructura química

Formado por desoxirribonucleótidos de A, G, C o T

Formado por ribonucleótidos de A, G, C o U

Localización celular

En el núcleo, mitocondrias y cloroplastos

En el citoplasma

Tipos Nuclear, mitocondrial y plastidial

Mensajero, de transferencia y ribosómico

El dogma central de la Biología Molecular.

Transcripción inversa o retrotranscripción

Propiedades del ADN•Contiene la información genética, para que según un código genético se sinteticen las correspondientes proteínas, según la secuencia de bases del ADN•Puede autoduplicarse y así asegurarse de transmitir la información genética

7. Los ácidos nucleicos: FUNCIONES

• El ADN es el portador de la información genética• Debe pasar de una generación a otra REPLICACIÓN• Debe expresar el mensaje que contiene, en forma de proteínas:

• TRANSCRIPCIÓN o copia del mensaje en forma de ARNm• TRADUCCIÓN o síntesis de la proteína especificada en el ARNm.

Lleva la información de los genes hasta los ribosomas.

Transporta aminoácidos hasta los ribosomas para

formar proteínas.

Forma los ribosomas junto con ciertas proteínas.

ARN mensajeroARN transferente

ARN ribosómico

Transcripción inversa o retrotranscripción


TranscripciónAminoácidos

ADN

ARN mensajero

Ribosomas

Proteína

CÓDIGO GENÉTICO:http://cienciasnaturales.es/ANIMACIONESBIOLOGIA.swf

TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN:http://learn.genetics.utah.edu/es/

DUPLICACIÓN, TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN:http://www.bioygeo.info/AnimacionesBio1.htm

http://www.educa.madrid.org/web/cp.josesaramago.rivas/ciencias/genetica/adn2.swf

http://cienciasnaturales.es/ANIMACIONESBIOLOGIA.swf

http://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/2bach.html

http://www.lourdes-luengo.es/animaciones/animaciones.htm

http://www.lourdes-luengo.es/unidadesbio/

Tema 7 niveles de organización de seres vivos eat(2016)

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