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Resúmen del primer cuatrimestre de biología...

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facimed

Resumen: Introducción a la Biología Humana 2017

TODO ES POSIBLE, SI ASI LO CREES.

Biología: ciencia que estudia la estructura de los seres vivos y sus procesos vitales. Características de los seres vivos:    

Crecimiento y desarrollo Homeostasis Metabolismo Adaptación

   

Reproducción Excitabilidad o irritabilidad Movimiento TIENE CELULAS/es una célula

Niveles de organización:

Átomos elementos (H,C,O,N)

moléculas

organelas

molecular:

estructuras que posee una celula que posee una funcion definida

(agua,sustancias simples) macromolecular: (proteinas, virus)

célula

La célula: Es la unidad estructural y funcional de los seres vivos.

Poblacion

Tejidos

Órganos

Aparatos y sistemas

Individuo

(conjunto de individuos de la misma especie)

Comunidad (conjunto de poblaciones)

Ecosistema

Propiedades emergentes: Atributos que surgen como resultado de la interacción de las partes, que no se reconocen a nivel de las propiedades de los componentes. Ej.: el nivel celular está integrado por componentes químicos asociados formando estructuras celulares o secuencias de reacciones químicas, que da como consecuencia LA VIDA. (Cada nivel tiene propiedades que no se haya en los niveles inferiores)

Biosfera

Procariotas

MONERA

(sin nucleo)

Heterotrofo

SERES VIVOS

ANIMALIA (ingestion)

multicelular Eucariotas

FUNGI (absorision)

autotrofo

PLANTAE

(con nucleo) unicelular

PROTISTA

BASES QUIMICAS: Átomo: Unidad básica que compone la materia. Elemento: sustancia pura compuesta por un solo tipo de átomo Los elementos químicos más importantes de los organismos son el Carbono, Hidrogeno, Oxigeno, Nitrógeno (memo-técnica: CHON) y en menor medida Fosforo y Azufre, aunque existen otros elementos importantes, tales como el Sodio y el Potasio (esenciales para la función nerviosa), el Calcio (puede actuar como una señal química), el Iodo (componente de una hormona vital), el Magnesio, Hierro y Cloro. Nitrogeno 1%

Elementos

Carbono 10%

OXIGENO 25%

HIDROGENO 63%

otros(Ca,P,Fe,K, Na) 1%

Molécula: Es la combinación de dos o más átomos. Ion: Es un átomo con carga positiva o negativa puesto que tiene un numero desigual de protones y electrones Enlaces: que forman BIOMOLECULAS (interatómicos) (entre Átomos) Iónico: Atracción por diferencia de carga En general, los componentes iónicos se presentan

en forma sólida, con los iones ordenados en forma repetida y ordenada. Este tipo de enlaces se encuentran en huesos y dientes, donde otorgan firmeza. Los componentes iónicos que se disocian en aniones y cationes en soluciones se denominan electrolitos . La mayor parte de los iones se encuentran en los líquidos corporales bajo la forma de electrolitos. (NO METAL con un METAL) Covalente: compartiendo para de e-, Cuanto mayor sea el número de pares de e-

compartidos, más fuerte será el enlace. Cuando dos átomos comparten los electrones por igual el enlace covalente es no polar. Cuando la forma en la que comparten los electrones es desigual el enlace covalente es polar (el núcleo de un átomo atrae con mayor fuerza el par de e- que el otro núcleo del otro átomo (NOME con otro NOME) Fuerzas intermoleculares (ENTRE MOLECULAS) Fuerzas de Van der Waals: son las fuerzas atractivas o repulsivas entre moléculas London (débil): Fuerzas que atracción que poseen TODAS las moléculas Dipolo-dipolo inducido: entre una molécula POLAR y una molécula NO POLAR Dipolo-dipolo (fuerte): entre moléculas POLARES -> Puente hidrogeno (débil) Moléculas: Moleculas ORGANICAS

CÉLULA Moleculas INORGANICAS

Orgánicas: (biomoleculas) Glúcidos, lípidos, Proteínas, Ácidos nucleicos. Inorgánicas: Agua, sales minerales.

AGUA: Sustancia más abundante en el ser humano, Molécula polar (H2O) que puede formar puentes de hidrogeno. Ocupa un 70% del peso corporal (en hombres y mujeres una diferencia del -10% en mujeres) La mayor cantidad de reacciones bioquímicas ocurren en medio acuoso, Muchas de las moléculas importantes de los sistemas biológicos son polares y solubles en agua, La química de la vida comenzó en el agua. Es un componente importante del moco y otros líquidos lubricantes del cuerpo.

PROPIEDADES: Polaridad: consecuencia de la distribución desigual de sus electrones de valencia que le confiere una densidad de carga negativa cerca del único átomo de oxígeno y 2 densidad de cargas positivas cerca de sus 2 átomos de hidrogeno. Gracias a esta propiedad el agua es un excelente solvente para otras sustancias iónicas o polares, le otorga cohesión a las moléculas de agua y resistencia a los cambios de temperatura. Esta distribución de cargas se da gracias a la diferencia de electronegatividad que presentan sus átomos y a la geometría de la molécula. Capacidad calorífica: El agua puede absorber o liberar una gran cantidad de calor mediante un ligero cambio de temperatura. Esto se debe a que a medida que absorbe energía térmica, parte de esta energía se utiliza para romper los enlaces puente de hidrogeno, por lo tanto queda menor energía para aumentar el movimiento de las moléculas. Gracias a esta propiedad también el agua disminuye el impacto de los cambios de temperatura del ambiente y ayuda a mantener la homeostasis de la temperatura corporal. Cohesión y tensión superficial: La cohesión es la capacidad de las moléculas de agua de resistir la separación cuando se las coloca bajo tensión, gracias a las uniones puente de hidrogeno. Esta cohesión genera una alta tensión superficial (medida de dificultad para separar o alterar la superficie de un líquido). Estos dos fenómenos dan lugar a la capilaridad, que es la capacidad de que las moléculas de agua se desplacen juntas.

Equilibrio acido-base mantiene y asegura la homeostasis Acido: Es una sustancia capaz de donar protones Base: Es una sustancia capaz de aceptar protones PH: Nivel de alcalinidad (basicidad) o acidez de una solución Sistema amortiguador (buffer): Se encargan de convertir ácidos o bases fuertes en ácidos o bases débiles extrayendo o agregando protones. Si estos sistemas no existieran, los ácidos o bases fuertes se ionizarían con facilidad aportando H+ (protones) u OH- (oxidrilos), cambiando así drásticamente el pH y alterando el metabolismo corporal. EL agua ocupa entre el 55 y 70% de la masa corporal, demás compuestos inorgánicos entre el 1 o 2 %. El 40% restante son BIOMOLECULAS

Carbono:

Capacidad para formar cadenas de CH (hidratos de carbono), unirse con Oxigeno, alógenos y demás elementos. Puede formar 4 enlaces covalentes con otros elementos y consigo mismo (combinaciones infinitas).

GRUPOS FUNCIONALES: diferentes asociaciones entre átomos que proporcionan características funcionales a las moléculas. (R =cadena carbonada)

Pertenece a los alcoholes, es polar e hidrófilo por su átomo electronegativo de oxígeno. Las moléculas con muchos grupos hidroxilos se disuelven fácilmente en agua.

Pertenece a las cetonas y a los aldehídos. Las cetonas contienen grupos carbonilos dentro de su esqueleto de carbono. El grupo carbonilo es polar e hidrófilo por su átomo electronegativo de oxígeno. Los aldehídos tienen un grupo carbonilo al final de su esqueleto de carbono.

Pertenece a los ácidos carboxílicos. Los ácidos carboxílicos contienen un grupo carboxilo al final del esqueleto de carbono. Todos los aminoácidos tienen un grupo carboxilo en uno de sus extremos. La forma con carga negativa predomina en el pH de las células corporales y es hidrófila.

Amino: Presentan un grupo amino, que puede actuar como base, dándole carga positiva. En el pH de las células corporales la mayoría de todos los aminos tienen una carga de 1+. Los aminoácidos tienen un grupo amino en un extremo.

Fosfato: El grupo fosfato es muy hidrófilo por su doble carga negativa.

Sulfhidrilo: Algunos aminoácidos contienen grupo Sulfhidrilo, los cuales son polares e hidrófilos. Estos aminoácidos ayudan a estabilizar la forma de las proteínas.

Hidratos de carbono: Representan el 2 y 3% de la masa corporal. Los elementos constitutivos de los hidratos de carbono son C-H-O. La relación de H y O es de 2:1, la misma que la del agua. Por esto mismo se denominan HIDRATOS de carbono. Funciones: 

Son la fuente de energía que puede liberarse en forma utilizable por los tejidos corporales (ATP)



Se utilizan en la elaboración de unidades estructurales, gracias a los esqueletos de carbono

Clasificación Monosacáridos

Disacáridos

Polisacáridos

Explicación Ejemplos Azucares simples que  Glucosa contienen entre 3 y 7  Fructosa átomos de carbono. A  Galactosa partir de ellos se  Desoxirribosa (ADN) construyen los hidratos de  Ribosa (ARN) carbono de mayor complejidad. La mayoría de estos que están en el organismo pertenecen a la serie D de los isómeros ópticos Azucares simples formados  Sacarosa(glucosa+fructosa) por la combinación de dos  Lactosa(glucosa+galactosa) monosacáridos mediante  Maltosa(glucosa+glucosa) reacciones de deshidratación Azucares compuestos por  Almidón decenas o centenas de  Glucógeno monosacáridos unidos por  Celulosa reacciones de  Quitina deshidratación

Glucosa: Actúa como fuente de energía, las células la degradan (catalizan) liberando la energía almacenada y produciendo agua y dióxido de carbono. Existe en dos formas: lineal y cíclica. La cíclica predomina en las circunstancias biológicas porque es más estable en condiciones fisiológicas.

Fructosa: La función de la fructosa es brindar energía (es una pentosa) Ribosa: Se encuentra en las moléculas de ARN (pentosa) Desoxirribosa: Se encuentra en las moléculas de ADN (pentosa) Sacarosa: (azúcar de mesa) compuesta por glucosa y fructosa Almidón: Polisacárido elaborado por los vegetales a partir de la glucosa. Es el principal hidrato de carbono de la dieta. Almacena energía Glucógeno: Es un polisacárido altamente ramificado formado por glucosa. Es el principal polisacárido en el cuerpo humano. Su función es almacenar glucosa en el hígado y los músculos de los animales. Almacena energía. Tanto el almidón como el glucógeno se hidrolizan con rapidez a monómeros de glucosa, lo que pueden a su vez degradarse y liberar su energía almacenada. Celulosa: Se encuentra en las paredes de las células vegetales y es el componente orgánico más abundante de la tierra. Es químicamente más estable por sus uniones glucosidicas beta (el almidón y glucógeno están formados por uniones glucosidicas alfa). Así, la celulosa es un excelente material estructural que puede soportar condiciones adversas del ambiente sin modificarse. Le otorga volumen a las heces para la eliminación porque no podemos digerirla. Quitina: Forma parte de las paredes celulares de los hongos El enlace que une hidratos de carbono de 2 o más monómeros se denomina enlace o-glucosidico (dos monosacáridos unidos por un átomo de Oxigeno). Los monosacáridos y disacáridos son solubles en agua debido a las posiciones de los grupos hidroxilo. Los polisacáridos son insolubles en agua. La solubilidad de los disacáridos depende de la ubicación de los grupos hidroxilo. Lípidos: conforman entre el 18 a 25% de la masa corporal total en adultos no obesos Son insolubles en agua, es decir, son hidrófobicos. Esto se debe a que, aunque están formados por C-H-O, tienen menos cantidad de oxígenos electronegativos. Por esto solo algunos lípidos pequeños (algunos ácidos grasos) pueden disolverse en el plasma sanguíneo acuoso. Para aumentar su solubilidad en plasma, se unen a moléculas proteicas hidrófilas. Funciones: FUENTE DE ENERGIA: Las grasas y aceites almacenan energía ESTRUCTURALES: Los fosfolípidos, glucolipidos y colesteroles desempeñan papeles estructurales en las membranas celulares

MENSAJEROS QUIMICOS: (hormonas) Los esteroides y ácidos grasos modificados desempeñan funciones de regulación como hormonas y vitaminas FUNCIOENS DIVERSAS: La grasa de los animales actúa como aislante térmico, Una cubierta de lípidos alrededor de los nervios actúa como aislante eléctrico, El aceite o la cera en la superficie de la piel, de pelajes y plumas repelen el agua. Se clasifican en SAPONIFICABLES (formado por esteres de AG, pueden INSAPONIFICABLES (no contienen AG).

formar jabones)

Ácidos grasos (AG): está constituido por una larga cadena hidrocarbonada no polar y un grupo carboxilo polar (-COOH) AG saturado: Enlaces covalentes simples entre los átomos de carbono, no hay dobles ligaduras. Así todos los enlaces están saturados con átomos de hidrogeno. Son rígidos y rectos. AG insaturado: En la cadena hidrocarbonada existen uno o más enlaces dobles. Los mono insaturados tienen un enlace covalente doble. Los poliinsaturados tienen muchos dobles enlaces covalentes y múltiples pliegues en la molécula. Los pliegues impiden que las moléculas se empaqueten en forma apretada una junto a la otra. (Los pliegues de los AG determinan la fluidez y el punto de fusión de un lípido). Triglicéridos: están compuestos por 3 ácidos grasos y una molécula de glicerol unidos por un enlace Ester. Son los que más energía química aportan al cuerpo. En grasas animales tienen muchos AG saturados de cadena larga, son sólidos a temperatura ambiente y tienen un elevado punto de fusión. En las plantas son AG cortos e insaturados, tienen bajo punto de fusión y son líquidos a temperatura ambiente.

Fosfolípidos: tienen una parte hidrofilica que corresponde a la “cabeza de los fosfolípidos”, y una “cola” de AG hidrofobica.

Esteroides: Contiene múltiples anillo que comparten carbono (4 anillos). El principal esteroide es el colesterol, el cual es un constituyente importante de las membranas, se sintetiza en el hígado, a partir de él se fabrica testosterona y otras hormonas esteroideas, entre otras características. Los esteroides más comunes son el colesterol, estrógeno, testosterona, cortisol, sales biliares y vitamina D. Son conocidos como esteroles por la presencia de al menos un grupo hidroxilo (muy poco antipáticos) Los AG esenciales deben obtenerse a través de la dieta, debido a que el organismo no los puede sintetizar. Son AG poliinsaturados con los dobles enlaces en posición CIS (ver nota). NOTA: La isomería cis-trans (o isomería geométrica) es un tipo de estereoisometría (isómero que tiene la misma fórmula molecular y cuadricula, también la misma secuencia de átomos enlazados, con los mismos enlaces entre sus átomos, pero difieren en la orientación tridimensional de sus átomos en el espacio) de los alquenos y ciclo alcanos. Se distingue entre el isómero cis, en el que los sustituyentes están en el mismo lado del doble enlace o en la misma cara del ciclo alcano, y el isómero trans, en el que están en el lado opuesto del doble enlace o en caras opuestas del ciclo alcano. PROTEINAS: son las estructuras más complejas y consecuentemente con más funciones, representan entre el 12 o 18% de la masa corporal. Sus funciones son:      

CATALITICAS: enzimas (favorecen reacciones químicas) ej: lipasa, ligasa, ARN-polimerasa. REGULADORAS: hormonas (mensajeros químicos) ej: insulina, ACTH, somatotropina. TRANSPORTE: transporta sustancias ej: Hemoglobina (transporta oxigeno), seroalbumina (transporta AG) ESTRUCTURALES: forman estructuras EJ: queratina (uñas, piel, pelo), Elastina (ligamentos) colágeno (huesos y cartílagos) CONTRACTILES: Participan en la contracción muscular EJ: Actina y miosina. Defensa: Constituye los anticuerpos (inmunoglobulinas) Ej: IG A, IG E, IG M.

Los AMINOACIDOS son las unidades elementales constitutivas de las PROTEINAS.

Clasificación según grupo de cadena lateral: alifáticos, aromáticos, tioAminoacidos, HidroxiAminoacidos, Ácidos, Aminos, Alcalinos. Clasificación en: HIDROFOBICOS O HDRIFILICOS. El enlace entre Aminoácidos se denomina enlace PEPTIDICO: Se forma por Deshidratación (H2O) un enlace entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino de otro aminoácido. Dipeptídico (dos aminoácidos). Polipeptídico (más de 2 aminoácidos).

Existen 20 aminoácidos que componen las proteínas del cuerpo HUMANO, 9 son esenciales (no se pueden sintetizar): Esenciales: Valina (Val, V), Leucina (Leu, L), Treonina (Thr, T), Lisina (Lys, K), Triptófano (Trp, W), Histidina (His, H), Fenilalanina (Phe, F) Isoleucina (Ile, I) Arginina (Arg, R) Metionina (Met, M) A los aminoácidos que pueden sintetizarse en el propio organismo se los conoce como no esenciales y son: Alanina (Ala, A) , Prolina (Pro, P), Glicina (Gly, G), Serina (Ser, S),Cisteína (Cys, C) , Asparagina (Asn, N), Glutamina (Gln, Q), Tirosina (Tyr, Y), Ácido aspártico (Asp, D), Ácido glutámico (Glu, E),Selenocisteína (Sec, U), Pirrolisina (Pyl, O). Niveles de organización de las proteínas: Primaria: Secuencia precisa de aminoácidos. Todos los otros niveles de organización estructural derivan del nivel primario. Esta secuencia precisa de aminoácidos determina de qué manera la proteína puede girar, plegarse y adoptar así una estructura estable específica que la distingue de cualquier proteína. Estos enlaces se unen por unión covalente peptídica. La estructura primaria está determinada por los genes. La secuencia de aminoácidos determina la función que se cumplen

Secundaria: Es la forma en la cual se pliegan los aminoácidos vecinos en una cadena Polipeptídica. Dos tipos de estructura secundaria, ambos determinados por los puentes de hidrogeno, existen entre los aminoácidos. Hélice alfa: Los grupos R se extienden hacia afuera del esqueleto peptídico de la hélice. Estas espirales tienen el sentido de las agujas del reloj. La presencia de aminoácidos con grandes grupos R que impiden la formación de los puente de hidrogeno evitara que se forme. Un ejemplo de hélice alfa es la queratina Hoja plegada beta: Se forma a partir de 2 o más cadenas Polipeptídica extendidas y alineadas casi por completo. Puede formarse entre diferentes cadenas Polipeptídica o entre diferentes regiones de una misma cadena Polipeptídica que se repliega sobre si misma

Terciaria: Formación a partir de curvaturas y plegamientos. Forma tridimensional definida. Puede haber pequeñas partes con hélice alfa y hoja plegada beta. Estas estructuras son determinadas por las interacciones entre los grupos R: Puentes di sulfuro covalentes (son los más fuertes), Cadenas laterales hidrófobas, Puentes de hidrogeno. Fuerzas de van der Waals, Enlaces iónicos.

Dado que las proteínas del cuerpo están en un medio acuoso, durante el proceso de plegamiento se orientan los aminoácidos con cadenas hidrófobas hacia el núcleo central. Las “chaperonas” (moléculas) ayudan a ese proceso de plegamiento Cuaternaria: Se forma cuando existen 2 o más cadenas Polipeptídica, donde cada una es una subunidad (cada una se pliega en su estructura terciaria única). Las interacciones son las mismas que las de la estructura terciaria (Ejemplo: hemoglobina) Proteínas globulares y fibrosas: Proteínas globulares: son más o menos solubles en soluciones acuosas, tienen forma esférica y desempeñan funciones estructurales, pueden actuar como enzimas, mensajeros, transportadores y almacenaje. Ejemplo: Insulina, hidrolasa, etc. Proteínas fibrosas: son insolubles en soluciones acuosas, tienen forma alargada y cumplen función estructural. Ejemplo: Colágeno, Queratina, etc. Solubilidad al agua: Depende de si quedo un grupo hidrófilo o hidrófobo expuesto. Serán más solubles aquellas proteínas en las que prevalezcan las estructuras secundarias hélice alfa que la de hoja plegada beta, debido a que en las hélices alfa hay más puente de hidrogeno expuestos. La solubilidad puede ser afectada con cambios de pH, alteraciones en la concentración, cambios de temperatur...