La Base Molecular De La Vida 1

La base molecular de la vida

Bioelementos Sólo 27 elementos de la naturaleza forman parte de los seres vivos Son los bioelementos o elementos biogénicos

OLIGOELEMENTOS: PRIMARIOS: • Constituyen el 95 % del peso de cualquier organismo

Bioelementos

• Constituyen el 0,1 % del peso de cualquier organismo • Cu, Zn, Mn, Co, Mo, Ni Si, ……..

• C, H, O, N SECUNDARIOS: • Constituyen el 4 % del peso de cualquier organismo • P, S, Ca, Na, K, Cl, I, Mg, Fe

Biomoléculas Los bioelementos se unen originando las biomoléculas que forman la materia viva

• Agua • Sales minerale s

• Glúcidos Inorgánicos

Compuestos

Orgánicos

• Lípidos • Proteínas

Unión de numerosos monómeros

POLÍMEROS

• Ácidos nucleicos

Macromoléculas formadas a base de moléculas más sencillas

PRINCIPALES GRUPOS FUNCIONALES DE LAS BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS Hidroxil o

- OH

Alcoholes Aldehídos

Carbonil o Carboxil o Cetonas Ácidos orgánic os Éste r

Éstere s

Amino

Amina s

El agua y sus funciones biológicas Las especies

Por término medio constituye el 75 % del peso del organismo

Edad del individuo

El tipo de tejido

Vehículo de transporte

Propiedades del agua

Regulador térmico

Medio de reacción Reactivo, especialmente en las reacciones de hidrólisis

Las sales minerales y sus funciones biológicas En estado sólido

En disolución

Se pueden presentar

Forman estructuras esqueléticas como huesos y conchas

Disociadas en iones, cumplen funciones de regulación del pH, transmisión del impulso nervioso, y regulación de procesos osmóticos

Las células deben encontrarse en un medio isotónico con su citoplasma

Medio Hipotónico

Medio Hipertónico

La célula absorbe agua y puede llegar a estallar

La célula pierde agua y se arruga

Los glúcidos, carbohidratos o hidratos de carbono Bioelementos

C:H:O

Monómeros

1:2:1

• Moléculas no hidrolizables

• Solubles y de sabor dulce • Se unen formando disacáridos y polisacáridos

Función

Energétic a Estructur al

Su equivalente calórico = 4 Kcal/g Sólo algunos

Los monosacáridos H

O HOH

H

C

=

ALDOSAS

H

C=O OH

H

C

Un átomo de carbono unido por doble enlace al O, formando el grupo carbonilo

OH

. . . H

C H

OH

El resto de los átomos de Carbono posee un grupo alcohólico

Compuestos de 3 a 7 átomos de Carbono CETOSAS Un átomo de carbono unido por doble enlace al O, formando el grupo carbonilo, pero en el segundo carbono, formando un grupo cetónico en lugar de un grupo aldehído

El resto de los enlaces con el Hidrógeno

Triosa aldosa

Triosa cetosa

GLICERALDEHIDO

DIHIDROXIACETONA

Principales monosacáridos Triosas

 Gliceraldehído  Dihidroxiacetona

Uno es un aldehído, el otro es una cetona Se diferencia en la posición del doble enlace con el Oxígeno Son aldosas

Pentosas

 Ribosa  Desoxirribosa

 Glucosa Hexosas

 Galactosa  Fructosa

Se diferencian en que la desoxirribosa carece de grupo alcohólico en el 2º carbono Glucosa y galactosa son aldosas, la fructosa es cetosa Las aldosas se diferencian en la posición de los grupos alcohólicos de los carbonos 2 y 3

Disacáridos y polisacáricos DISACÁRIDOS

POLISACÁRIDOS

Sustancias hidrolizables

Polímeros hidrolizables

Unión de dos monosacáridos

Unión de n monosacáridos

 MALTOSA  Dos glucosas  LACTOSA  glucosa y galactosa  SACAROSA  glucosa y fructosa

 DE RESERVA ALMIDÓN en vegetales  GLUCÓGENO en animales  ESTRUCTURALES  CELULOSA, principal componente de la pared de la célula vegetal

LÍPIDOS De composición química variada Son sustancias orgánicas insolubles en agua Solubles en disolventes orgánicos

GLICÉRIDOS

 GRASAS y SEBOS  sólidos a temperatura ambiental  ACEITES  líquidos a temperatura ambiental

OTROS LÍPIDOS

 Reserva de energía a largo plazo  Su equivalente calórico es de 9 Kcal/g  Más adecuados que los glúcidos para almacenar energía, ahorrando espacio y peso

Los seres vivos emplean como fuente de energía los glúcidos, y una vez agotados, consumen las grasas almacenadas

GLICÉRIDOS Glicerina, Glicerol Alcohol propanotriol

Son ésteres de glicerina y diferentes ácidos grasos

Ácidos grasos

3 H2O

OTROS LÍPIDOS

Ceras

Fosfolípidos

Esteroides

 Función protectora

 Función estructural

 Recubren superficies de hojas y frutos

 Moléculas  Estructural: anfipáticas forma parte de : una cabeza hidrófila, una lascola membranas hidrófoba de células  forman una animales bicapa lipídica,  Regulador: estructura básica de las precursor de membranas otras sustancias biológicas como hormonas

 Recubren piel de vertebrados  Mantienen superficies flexibles e impermeables

 Destaca el colesterol

Carotenoides

 Dan lugar a los pigmentos vegetales, responsables de los colores rojizos y amarillentos de las plantas

Los compuestos orgánicos más abundantes Constituyen el 50% del peso seco de la materia viva

Proteínas Sus unidades básicas

Grupo amino

 Moléculas no hidrolizables  Ácidos orgánicos formados por un grupo amino y un grupo carboxilo

Grupo carboxilo

Grupo variable que diferencia los 20 aminoácidos que forman las proteínas

El enlace peptídico Se forman cadenas peptídicas o péptidos de longitud variable Cada proteína es una macromolécula formada por una o varias cadenas peptídicas En cada célula existen miles de proteínas distintas con funciones específicas

Cualquier alteración en la secuencia de aminoácidos, incluso la sustitución de un solo aa por otro, proporciona una proteína diferente

Se unen aas entre el grupo carboxilo de uno y el amino del siguiente

Especificidad de las proteínas Las proteínas son específicas

Dentro de una misma especie, cada individuo tiene proteínas exclusivas que le diferencian de otros individuos Una misma proteína tiene secuencias peptídicas distintas en distintos Cada ser vivo individuos tiene unas características El grado de diferencia determinadas, dependerá de su parentesco porque tienen evolutivo unas proteínas

Cada especie posee proteínas diferentes a las de otras especies

Función de las proteínas

ESTRUCTURAL



Son el principal material de construcción de los organismos  Forman parte de casi todas sus estructuras

ENZIMÁTICA

biocatalizadores  aumentar la velocidad de las reacciones biológicas  Todas las reacciones químicas celulares se realizan por enzimas

Los ácidos nucleicos ADN En el núcleo celular formando parte de los cromosom as

ARN En el núcleo celular (nucleolo y jugo nuclear), y en el citoplasma formando parte de los ribosomas ARNm ARNt

Químicamente son polímeros que resultan de la unión de otros monómeros: los nucleótidos

ARNr

Nucleótidos • Los nucleótidos son monómeros hidrolizables formados por tres componentes

ADENIN A GUANIN A CITOSINA TIMINA URACIL O

Forman parte del ADN y del ARN

Forma parte del ADN Forma parte del ARN

ARN: A, G, C, U PENTOSA RIBOSA ARN

DESOXIRRIBOS A ADN

ADN: A, G, C, T

Polinucleótidos • Los nucleótidos se unen formando largas cadenas de polinucleótidos

La unión se hace entre: El ácido fosfórico Une las ribosas de dos nucleótidos consecutivos El ARN está formado por una sola cadena El ADN por dos cadenas enrolladas formando una doble hélice

Bases nitrogenadas en los ácidos nucleicos En el ADN la unión de bases nitrogenadas se hace por parejas: A-T

G-C

Enlaces entre bases en el ADN 3 enlaces entre G y C 2 enlaces entre A y T

Funciones de los ácidos nucleicos Dirigir la síntesis de proteínas

Un gen es un fragmento de ADN que dirige la síntesis de una proteína, responsable de la aparición de un carácter. Cada molécula de ADN está constituida por numerosos genes sucesivos A un gen con una determinada secuencia de nucleótidos le corresponde una proteína con una determinada secuencia de aas. El ARN es el encargado de ejecutar la información contenida en el ADN, y el encargado de sintetizar las proteínas.

Transmitir la información hereditaria El ADN se duplica o replica Gracias a ello los caracteres hereditarios se transmiten de padres a hijos Replicación: Se desenrolla el ADN Cada hebra sirve de molde para la síntesis de la cadena complementaria Se vuelven a enrollar en la doble hélice

Las mutaciones • Una mutación es un cambio hereditario producido por la modificación del material genético

Células somáticas

La mutación sólo afecta a la parte del cuerpo donde se ha producido la mutación y no se transmite a los hijos

Se manifiestan en las células que las sufren y en su descendencia

Las mutaciones son causa de variabilidad genética en las poblaciones Constituyen la base del proceso de evolución

Células reproductoras No se manifiesta en el individuo pero sí en la descendencia

Las biomoléculas orgánicas están formadas a base de MONÓMEROS que pueden ser:

NO HIDROLIZABLES

HIDROLIZABLES

Nucleótidos

Aminoácidos

Forman polímeros de ácidos nucleicos: Polinucleótidos ADN ARN

Glicerina y Ácidos grasos

Forman polímeros de Proteínas: Péptidos Polipéptidos Proteínas

Monosacáridos

Forman polímeros de Lípidos: Triglicéridos

Forman polímeros de Glúcidos: Disacáridos Polisacáridos