TEMA 2. Principales Biomoléculas QUE Componen LA Materia VIVA PDF

Preview

Summary

Profesora Valentina Ladera Fernández...

Description

TEMA 2: PRINCIPALES BIOMOLÉCULAS QUE COMPONEN LA MATERIA VIVA. 1.Introducción. La bioquímica es la ciencia que estudia los constituyentes químicos de los seres vivos, sus funciones y transformaciones, así como los procesos que controlan estas. 2.Bioelementos y biomoléculas.  Los bioelementos son elementos químicos que constituyen la materia viva. No se pueden desdoblar ni descomponer en otros más simples. Se conocen más de 100 elementos químicos y 30 son esenciales para los organismos vivos y de estos cuatro: C, H, N, O constituyen el 99,3% del peso total. Clasificación:  Cantidad: Primarios: son los más abundantes, 99,3% de la materia del cuerpo. C, H, N, O. H junto con el 0, es el más abundante ya que ambos forman parte de la biomolécula más abundante en el organismo H20. Secundarios: deben estar incluidos en la dieta, son el 0,7% de la materia. Na, K, Ca, Cl. Oligoelementos: fundamentales para el funcionamiento del organismo, en pequeñas cantidades. Su ausencia determina la aparición de enfermedades carenciales o síntomas de déficit.  Función: Estructural: mantenimiento de la estructura del organismo. Esquelética: confieren rigidez. Enérgica: parte de las moléculas energéticas. Catalítica: catalizan reacciones y procesos bioquímicos. Osmótica y electrolítica: mantienen y regulan fenómenos osmóticos y de potencial químico y eléctrico. Características del carbono ◦ Es un elemento ligero: atrae con fuerza a los electrones de otros átomos, establece enlaces fuertes y variables ◦ Los cuatros electrones en su capa más externa pueden establecer: 4 enlaces covalentes (comparte los electrones) simples, un doble enlace y dos simples, dos enlaces dobles, un triple enlace y otro simple. Puede ganar o perder electrones. ◦ Enlaces iónicos: uno cede electrones y se queda con menos carga y el otro coge. Importancia del carbono: ◦ Las características del carbono permiten formar gran diversidad de moléculas en tamaños, formas y variedad de grupos funcionales ◦ Jerarquía molecular en la organización celular:

Los “sillares”-> aa, nucleótidos y monosacáridos son idénticas en todos los seres vivos

3.Biomoléculas – Moléculas que componen a los seres vivos. *Inorgánicas: se encuentran en la materia viva y en la materia inerte. Son el agua, sales minerales y gases. *Orgánicas: son las que caracterizan a los seres vivos.  Azúcares simples: unidades básicas de los glúcidos. Compuestos orgánicos formados por C, H, 0.  Ácidos grasos: unidades básicas de los lípidos. Se diferencian dos regiones: 1)Una cadena larga hidrocarbonada (H y de 4 a 24 átomos de C), hidrofóbica y químicamente poco reactiva. 2)Un grupo carboxilo (COOH), hidrofílico y químicamente reactivo. Se clasifican en -Insaturados: procedencia vegetal, y tienen uno o mas enlaces dobles entre los átomos de carbono. -Saturados: procedencia animal. Se caracterizan porque todos sus enlaces disponibles están ocupados, saturados por H. La cadena no tiene enlaces dobles. Pueden ser cadena larga (>12 átomos de C) y corta (8-10 átomos de C).

 Aminoácidos: unidades básicas de las proteínas. Están formados por un grupo carboxilo y un grupo amino unidos a un único átomo de C. Pueden comportarse como ácidos y como bases. El grupo R determina las propiedades químicas y biológicas de cada aminoácido. Son 20 aminoácidos.

 Nucleótidos: unidades básicas de los ácidos nucleicos (ADN y ARN) formados por la unión del nucleótido (base nitrogenada y un azúcar) y un grupo fosfato. El azúcar puede ser ribosa (ARN) y desoxirribosa (ADN). La base nitrogenada la componen: Adenina, Guanina, citosina, timina y uracilo.

4.Principales macromoléculas orgánicas.  Glúcidos: conocidos como azúcares, sacáridos, carbohidratos o hidratos de carbono. Formados por C, H y O. Sus funciones biológicas son: -Reserva energética. -Papel estructural en vegetales y tejidos animales -Fuente inmediata de energía. -Forman parte de los anticuerpos y de las moléculas de los ácidos nucleicos (ADN, ARN). Las principales hormonas que intervienen en el metabolismo de los glúcidos son: insulina, glucagón, cortisol y adrenalina. En función de su longitud se clasifican en:  Monosacáridos (azucares simples): cadenas de 3-7 átomos y que no pueden dar lugar a azúcares mas simples mediante la hidrolisis. En función del numero de carbonos se clasifican en triosas, tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas. Los monosacáridos más destacados son: -Ribosa (pentosa que forma parte del ARN y de las coenzimas nucleotídicas). -Desoxirribosa (pentosa que forma parte del ADN). -Galactosa (hexosa que forma parte del azúcar de la leche) -Fructosa (hexosa, azúcar de la fruta). -Glucosa (hexosa). +Es una importante fuente de energía celular. +Único monosacárido presente en la sangre en cantidades apreciables. +Junto con el oxígeno, es indispensable para la vida celular. +Única fuente de alimento del cerebro. +Se utiliza para fines energéticos, aunque pueda almacenarse en forma de glucógeno. +La homeóstasis del nivel de glucosa en sangre es básica para la conservación del estado de salud. +Las enfermedades más destacadas relacionadas con el nivel de glucosa en sangre son la glucemia (cantidad de glucosa en sangre), la hipoglucemia (Agitación, apatía, cansancio, poca atención, temblores, descoordinación motora, trastornos del sueño…) y diabetes mellitus (enfermedad caracterizada por el deterioro de la regulación de glucosa en sangre debido a una disminución de la insulina). +En el mantenimiento de este equilibrio van a participar el glucagón (libera glucosa almacenada) y la insulina (inhibe la liberación de glucosa). 

Disacáridos: son compuestos formados por la unión de dos monosacáridos simples a través De una reacción química denominada síntesis de condensación. Los más importantes son: +Maltosa (glucosa + glucosa. Azúcar de la malta). +Lactosa (galactosa + glucosa. Azúcar de la leche). +Sacarosa (fructosa + glucosa. Azúcar común de mesa obtenida de la caña de azúcar o remolacha.



Polisacáridos: están formados por la unión de muchos monosacáridos. Son polímeros (gran molécula formada por pequeñas moléculas iguales) de los monosacáridos. Desempeñan funciones básicas en las células: reserva energética actúan como elementos estructurales. Clasificación en función de su composición: +Homopolisacáridos: formados solo por monosacáridos. los principales son los glucanos e incluyen el glucógeno (es el polisacárido de reserva animal más importante, que se almacena en el hígado y los músculos), el almidón (cumple la misma función que el glucógeno en los animales, pero en los vegetales; representa más de la mitad de los glúcidos que ingerimos), la celulosa (es el componente fundamental en las paredes celulares de los vegetales; es el compuesto orgánico más abundante en la naturaleza y el único que el ser humano es incapaz de degradar) y la quitina.

+Heteropolisacáridos: formados por monosacáridos y por una o varias moléculas de otra naturaleza diferente. Clasificación teniendo en cuenta su función: +Polisacáridos estructurales: confieren estabilidad mecánica a las células de los organismos. +Polisacáridos hidrófilos: impiden que las células o tejidos se deshidraten. +Polisacáridos de reserva.  Lípidos: -Son una fuente de energía. -Formados por C, H, O y en algunos casos, N, P y S. -Son sustancias de naturaleza química muy variable: son insolubles en agua y solubles en compuestos orgánicos (característica común). -Se utilizan como fuente de energía de reserva. -Están formados por un alcohol y uno o mas ácidos grasos; el alcohol principal es la glicerina o glicerol. -Son el grupo de biomoléculas más heterogéneo, no existe un monómero común a todos. -Sus funciones son: reserva energética, estructural, absorben vitaminas, protege, regulan, aíslan, hormonales y forman sustancia de reserva alimenticia. Clasificación teniendo en cuenta su composición química:  Simples: grasas o glicéridos y ceras.  Complejos: fosfolípidos, glucolípidos, lípidos conjugados.  Derivado: carotenos, esteroides. Clasificación en función de su composición química: 

    

Las grasas o glicéridos resultan de la esterificación de la glicerina con ácidos grasos. En función del número de ácidos grasos unidos a la glicerina se habla de monoglicéridos, diglicéridos y triglicéridos. Los lípidos compuestos son esteres de ácidos grasos con alcohol y algún otro elemento químico. Los fosfolípidos se caracterizan por contener en su molécula ácido fosfórico. Los glucolípidos contienen moléculas de glúcidos. Los lípidos conjugados son macromoléculas: lipoproteínas y lipopolisacáridos. Entre los lípidos derivados del compuesto químico isopreno se encuentros los carotenos y esteroides. En este último, se encuentra el colesterol.

 Proteínas: -Compuestas por C, H, O, N, y casi todas S. -Polímeros formadas por 20 aminoácidos (esenciales y no esenciales) que se unen entre sí mediante enlaces peptídicos, en donde el grupo amino de un aminoácido se une al grupo carboxilo del aminoácido adyacente y se libera una molécula de agua. -La longitud de las cadenas puede oscilar entre unos cientos de unidades hasta varios miles de aminoácidos. -Al ser macromoléculas su estructura tridimensional es muy compleja y se describen cuatro niveles de organización de las proteínas: 1. Estructura primaria: secuencia de aminoácidos en cadena 2. Estructura secundaria: plegado y retorcimiento de la cadena de aminoácidos. 3. Estructura terciaria: nuevo plegamiento para formar una estructura tridimensional. 4. Estructura cuaternaria: más de una cadena de aminoácidos plegada. -Sus funciones son: hormonales, factores tróficos, receptoras, cromosómicas, toxinas, defensa de infecciones microbacterianas, estructurales, contráctiles, reserva, transportadoras y enzimáticas.

 Ácidos nucleicos: formados por C, H, O, N y P. Polímero formado por nucleótidos. Hay dos tipos: ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN). -ADN: Watson y Crick descubrieron el ADN en 1953. Indicaron que el ADN “es la estructura química que contiene la mismísima clave de la naturaleza de la materia viva. Almacena la información hereditaria que se transmite de una generación a la siguiente y organiza el universo increíblemente complejo de la célula”. Es una doble cadena de polinucleótidos que contiene: azúcar (desoxirribosa), fosfato y 4 bases nitrogenadas (adenina, guanina, citosina y timina). Las bases que integran el ADN interaccionan con una regla sencilla: A=T, G=C. Gracias a esto, las dos cadenas se pueden asociar siempre y cuando todas sus bases sean complementarias desempeñado así su papel fundamental de portador de la información genética. El ADN debe ser fielmente duplicado en cada división celular con la finalidad de que la información genética pase de generación a generación. Para ellos tiene lugar un proceso mediante el cual a partir de una molécula de ADN progenitora se sintetiza una nueva, originándose así dos moléculas de ADN hijas, de secuencia idénticas al ADN original, denominado “replicación de ADN” base de la perpetuación de la vida a lo largo del tiempo. -ARN: cadena sencilla de polinucleótidos enlazados cuya molécula tiene: azúcar (ribosa), fosfato y 4 bases nitrogenadas (adenina, guanina, citosina y uracilo). Se sintetiza en el núcleo a partir del ADN y se desplaza fuera de él hasta el citoplasma. Hay tres tipos de ARN: ARNm o ARN Mensajero: transfiere el mensaje genético desde el núcleo del citoplasma. Es una copia de la información del ADN. Se une al ribosoma actuando como molde para la síntesis de proteínas. ARNr o ARN de transferencia: presentan gran complejidad. Actúa como moléculas adaptadoras en la síntesis de proteínas ARNr o ARN Ribosómico: soporte estructural y componente fundamental de los ribosomas. -Expresión génica: ver tema 3. Diferencias entre ADN y ARN TAMAÑO ESTRUCTURA DISPOSICIÓN TIPOS DE PENTOSA BASES PÚRICAS BASES PIRIMIDINICAS FUNCIÓN

LOCALIZACIÓN

ADN MUY GRANDE DOBLE CADENA ABIERTA Y CIRCULAR DEXOSIRRIBOSA ADENINA, GUANINA CITOSINA, TIMINA DICTA LAS ÓRDENES, DUPLICACIÓN, TRANSCRIPCIÓN, ALMACENA LA INFO GENÉTICA NÚCLEO DE LAS MITOCONDRIAS

ARN PEQUEÑO CADENA SIMPLE ABIERTA RIBOSA ADENINA, GUANINA CITOSINA, URACILO RECIBE ÓRDENES, EJECUTA LAS ÓRDENES. TRADUCCIÓN NÚCLEO DEL CITOPLASMA

COMPOSICIÓN DEL CUERPO HUMANO (%PESO) EN NUTRIENTES. NUTRIENTE Hidratos de Carbono Proteínas Grasas Minerales Agua

VARÓN SANO...