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© J. L. Sánchez Guillén
IES Pando - Oviedo – Departamento de Biología y Geología
                                                           1
0- ÍNDICE
1- Técnicas de estudio de la materia viva
2- Bioelementos
3- El enlace covalente
4- Las cadenas carbonadas
5- Grupos funcionales
6- Fórmulas
7- Interacciones intra e intermoleculares
0- ÍNDICE
1- Técnicas de estudio de la materia viva
2- Bioelementos
3- El enlace covalente
4- Las cadenas carbonadas
5- Grupos funcionales
6- Fórmulas
7- Interacciones intra e intermoleculares


                                            3
Organismos animales y vegetales estamos constituidos por……


                           células

                Las células están formadas
                por moléculas.


                .. y las moléculas por
                átomos.                                      4
¿Qué
moléculas
constituyen
las células de
los seres
vivos?




                 5
Los medios internos de los seres vivos son una compleja mezcla de moléculas.




                                                                               6
Algunas
biomoléculas
son de
pequeño
tamaño como
es el caso
del….

agua




 O Oxígeno
 H     Hidrógeno
                   7
EL agua es la biomolécula más abundante en los seres vivos. Los medios internos de los
seres vivos son medios acuosos en los que la molécula de agua es predominante.




                                                                                     8
Otras moléculas son grandes
moléculas: la hemoglobina, una
proteína.




 Carbono


 Oxígeno


 Nitrógeno


 Azufre
                                 ir            9
                                      enlace
Macromoléculas: Se llaman así a las moléculas que tienen una masa molecular superior
a 10 000 da.
El ADN es una gran molécula orgánica formada en la mayoría de los casos por cientos de
millones de átomos, es una macromolécula.




                                                                                  10
Fragmento de la doble hélice del ADN, cada esfera es un átomo.
BIOMOLÉCULAS

• El medio interno de los seres vivos es una compleja mezcla de moléculas.
• Miles de moléculas se encuentran dispersas en el medio celular
interaccionando entre sí.
• Desentrañar este complejo mundo ha sido una tarea titánica.
• Hoy en día, después de más de 300 años de intensa búsqueda y
descubrimiento, empezamos a conocer las moléculas que constituyen los seres
vivos.



• Las biomoléculas han sido clasificadas tradicionalmente en una serie de
grupos conocidos como principios inmediatos. Llamados así porque podían
extraerse fácilmente mediante técnicas sencillas, como disoluciones,
filtraciones, etc.



                                                                             11
LAS BIOMOLÉCULAS: CLASIFICACIÓN

    Inorgánicas            Orgánicas

-Agua               -Glúcidos
-CO2                -Lípidos
-Sales minerales    -Prótidos o proteínas
                    -Ácidos nucleicos




                                            12
LAS BIOMOLÉCULAS

REPARTICIÓN DE LOS COMPONENTES MOLECULARES DE
                  LA CÉLULA
           (en % sobre masa total)
Principios         PROCARIOTAS   EUCARIOTAS
inmediatos
Glúcidos                3             3
Lípidos                 2           4,5
Prótidos               15            18
Ácidos Nucleicos
    ARN                 6          1,25
    ADN                 2          0,25
Precursores             1             2
Agua                   70            70
Sales minerales         1             1


                                                13
I) Técnicas para el estudio fisicoquímico: sirven para conocer la
    composición y relacionar esta composición con las estructuras
    celulares. Estos métodos son:

    a)   Destilación
    b)   Filtración
    c)   Decantación
    d)   Centrifugación
    e)   Cromatografía
    f)   Electroforesis

II) Técnicas para el estudio morfológico de la célula. Nos permiten
     conocer cómo es su forma, su tamaño y su estructura. Son,
     fundamentalmente:

    a) Microscopía óptica
    b) Microscopía electrónica
        1) Microscopio electrónico de Trasmisión (MET)
        2) Microscopio electrónico de barrido (MEB)


                                                                      14
Destilación: Sirve para separar por evaporación y conden-
sación posterior, dos liquidos miscibles.




                                                            15
Decantación: Sirve para separar, por ejemplo, mezclas de
líquidos no solubles de densidad diferente.




                                                           16
Homogeneizador
Se trata de un aparato que sirve
para triturar y disgregar el material
biológico, rompiendo las
membranas celulares para dejar
libres los orgánulos y el resto del
contenido celular para posteriores
tratamientos.




                                        17
FILTRACIÓN: Separa la fase líquida de la parte sólida.




                                                         18
Centrifugación: Los materiales biológicos sometidos a fuertes
aceleraciones se desplazan hacia el fondo de los recipientes que los
contienen con velocidades que dependen de su masa, de su forma y
volumen, y de la naturaleza del medio en el que se realice la
centrifugación.




                                                                       19
20
21
Cromatografía de gases




                         22
ELECTROFORESIS
 En este método, la mezcla a separar se deposita en una cubeta sobre un
soporte de tipo poroso (acetato de celulosa o también gel de almidón). A
continuación se establece una diferencia de potencial entre los extremos del
soporte. Las sustancias que componen la mezcla se desplazarán en función
de su carga eléctrica.




                                                                               23
Cultivos in vitro:




  Bacterias en cápsulas de Petri


                                   Frascos para cultivos celulares




                                                                     24
25
El microscopio
electrónico,
desarrollado a
mediados del siglo
XX, permite más de
100 000 aumentos




                     26
Fundamento del microscopio óptico y del microscopio electrónico


                                                                       imagen
       Cañón de
       electrones
                                                             o
                 c


    electrones
                                                             b

                                       objeto                          objeto

                 b



    visor                                                    c
                 o
                                                             luz

                                  imagen


             Microscopio electrónico            Microscopio óptico



c) condensador; b) objetivo; o) ocular.                              interruptor
                                                                             27
Diferencias entre el microscopio óptico y del microscopio electrónico

          Microscopio óptico                Microscopio electrónico

     Fuente de iluminación: La luz     Fuente de iluminación: electrones

       Se pueden ver seres vivos        No se pueden ver los seres vivos

        Poco aumento (X1000)              Mucho aumento (X300 000)

        Se observa la estructura          Se observa la ultraestructura

        Preparaciones sencillas            Preparaciones complejas

     Aparato relativamente barato            Instrumento muy caro




                                                                           28
Unidades de medida en microscopía


1 micrometro*= 1 µm = 0,001 mm (milésima de milímetro)
1 nanometro = 1 nm = 0,000 001 mm (millonésima de milímetro)
1 amstrong = 1 Å = 0,1 nm (diez millonésima de milímetro)


* También se llama micra




                   Tamaños usuales en microscopía


átomo = 1 Å
virus = 25 nm a 300 nm
bacteria =1 µ
Célula = 10 µm a 100 µm


                                                               29
0- ÍNDICE
1- Técnicas de estudio de la materia viva
2- Bioelementos
3- El enlace covalente
4- Las cadenas carbonadas
5- Grupos funcionales
6- Fórmulas
7- Interacciones intra e intermoleculares
Concepto de Bioelemento: Elemento químico que constituye
las moléculas de los seres vivos

CLASES DE BIOELEMENTOS

    Primarios: C, H, O, N, S, P. Los más abundantes, 96’2%
   del total de la masa de un ser vivo.

     - Secundarios: Na+, K+, Mg++, Ca++, Cl - . En menor
   porcentaje, pero también imprescindibles para los seres
   vivos.

    Oligoelementos: En proporción menor al 0,1%.
           Indispensables: en todos los seres vivos: Mn, Fe,
         Cu;
           Variables: en algunos organismos: B, Al, V.
                                                             31
BIOELEMENTOS              OLIGOELEMENTOS

Primarios     Secundarios   Indispensables Variables


     O             Na+            Mn             B
     C              K+            Fe            Al
     H             Mg2+           Co             V
     N             Ca2+           Cu            Mo
     P             Cl-            Zn             I
     S                                          Si




                                                       32
Tabla de los Bioelementos

H                                                                                                      He


Li     Be                                                                   B    C     N     O    F    Ne


Na     Mg                                                                   Al   Si    P     S    Cl   Ar


K      Ca   Sc      Ti   V      Cr     Mn   Fe   Co      Ni   Cu   Zn       Ga   Ge    As    Se   Br   Kr


Rb     Sr    Y      Zr   Nb     Mo     Tc   Ru   Rh     Pd    Ag   Cd       In   Sn    Sb    Te   I    Xe


Cs     Ba   La      Hf   Ta     W      Re   Os   Ir      Pt   Au   Hg       Tl   Pb    Bi    Po   At   Rn


Fr     Ra   Ac

                    Cs   Pr     Nd     Pm   Sm   Eu     Gd    Tb       Dy   Ho   Er    Tm    Yb   Lu


                    Th   Pa      U     Np   Pu   Am     Cm    Bk       Cf   Es   Fm    Md    No   Lw




                              Primarios                                          Indispensables
     Bioelementos                                     Oligoelementos
                              Secundarios                                        Variables             33
CARACTERÍSTICAS DE LOS BIOELEMENTOS PRIMARIOS

    Cierta abundancia en la corteza terrestre.

    Sus compuestos son polares ( partes de la molécula con
  carga + y otras con cargas - ) lo que hace a estos
  compuestos solubles en agua.

    C y N pasan con facilidad del estado de oxidado a
  reducido y viceversa. Lo que es importante en los procesos
  de obtención de energía (fotosíntesis y respiración celular).

    C, H, O y N tienen pequeña masa atómica lo que permite
  variabilidad de valencias dando lugar a moléculas grandes,
  estables y variadas.

                                                            34
Los elementos químicos más abundantes en la corteza
  terrestre y en los seres vivos (en % en peso).



Elementos    Corteza      Elementos     Seres vivos
               (%)                          (%)

Oxígeno        47      Oxígeno              63
Silicio        28      Carbono              20
Aluminio        8      Hidrógeno           9,5
Hierro          5      Nitrógeno             3




                                                      35
0- ÍNDICE
1- Técnicas de estudio de la materia viva
2- Bioelementos
3- El enlace covalente
4- Las cadenas carbonadas
5- Grupos funcionales
6- Fórmulas
7- Interacciones intra e intermoleculares


                                            36
EL ENLACE COVALENTE

• Los átomos que constituyen las moléculas orgánicas están unidos entre sí mediante enlaces
covalentes.
• Este enlace se forma cuando átomos del mismo o diferente elemento comparten electrones
para poder completar su última capa.
• Los electrones que puede compartir un átomo para completar su última capa los llamaremos
electrones de valencia.
• Los enlaces covalentes se representan mediante una raya que simboliza el par de electrones
compartido.
• Los enlaces covalentes son muy resistentes en medio acuoso.




       C                          C                              C
 El átomo de carbono                                      Es por esto que el carbono
                             Esta capa se                 tiene cuatro electrones de
 tiene 4 electrones en       completa con 8
 su última capa.                                          valencia y puede forma
                             electrones.                  cuatro enlaces covalentes.
                                                                                       37
UNIÓN DE DOS ÁTOMOS DE CARBONO MEDIANTE UN ENLACE
COVALENTE.



           electrón




                                        enlace
                                        covalente




Los electrones de valencia no pueden quedar libres, por lo que otros átomos con electrones38
de valencia libres se unen al átomo que disponga de electrones libres hasta completarlos.
FORMACIÓN DEL ETANO.




                                          Molécula de etano
                                                C2H6




Los electrones de valencia no pueden quedar libres, por lo que otros átomos con electrones39
de valencia libres se unen al átomo que disponga de electrones libres hasta completarlos.
ENLACES COVALENTES SIMPLES , DOBLES Y TRIPLES.

• Enlace covalente simple: Cuando un átomo comparte con otro dos electrones,
uno de cada átomo.
• Enlace covalente doble: Cuando un átomo comparte con otro cuatro electrones,
dos de cada átomo.
• Enlace covalente triple: Cuando un átomo comparte con otro seis electrones,
tres de cada átomo.




         C H                       C O                      C C

    Enlace covalente simple   Enlace covalente doble   Enlace covalente triple
    Carbono-Hidrógeno.        Carbono-Oxígeno.         Carbono-Carbono.


                                                                                 40
GIRO ALREDEDOR DE LOS ENLACES SIMPLES , DOBLES Y TRIPLES.

Es de destacar que alrededor de un enlace simple está permitido el giro, algo que no sucede
alrededor de los enlaces dobles o triples.




                                                                                        41
LOS ENLACES COVALENTES DE LOS BIOELEMENTOS PRIMARIOS (I)

• El carbono tiene cuatro electrones de valencia. Debido a esto formará 4 enlaces
covalentes que podrán ser:
     • Cuatro simples.
     • Uno doble y dos simples.
     • Dos dobles.
     • Uno simple y uno triple.




       C                   C                     C                  C

   Cuatro simples    Uno doble y dos         Dos dobles.        Uno triple y uno
                     simples                                    simple.


                                                                                   42
LOS ENLACES COVALENTES DE LOS BIOELEMENTOS PRIMARIOS (II)




    H                      O                       S                   N
                                                                       N
                           O                       S
                                                                       N

El hidrógeno tiene   El oxígeno tiene dos   El azufre tiene dos   El nitrógeno tiene
un electrón de       electrones de          electrones de         tres electrones de
valencia.            valencia.              valencia.             valencia.

                                                                                       43
EJEMPLOS DE LOS ENLACES COVALENTES DEL CARBONO.



       H                 H
H C H               H C O             H C C H
       H              Formaldehído         Etino
      Metano
                      Dos simples y     Uno simple y
   Cuatro simples      uno doble         uno triple.




                                                       44
En el pirúvico podemos observar diferentes combinaciones de enlaces
dobles y simples del carbono con otros elementos.




                  H O O
            H C C C O H
                  H

                                                               45
Polaridad de los enlaces covalentes: Cuando los átomos unidos por un enlace
covalente pertenecen a elementos de electronegatividad muy diferente, por ejemplo, el O y el
H. El más electronegativo atrae hacia sí más el par de electrones del doble enlace, quedando
con cierta carga negativa y el menos electronegativo queda con una cierta cantidad de carga
positiva. En este caso, diremos que el enlace es polar, lo que tendrá una gran
importancia en los procesos biológicos: polaridad del agua, estabilidad de las
proteínas y del ADN, solubilidad.




                                        δ+


                        δ-                                        δ-              δ+


                                                      Polaridad del enlace –N-H
            Polaridad del enlace –O-H


                                                                                        46
Aunque las fórmulas de
las moléculas se
representan en un plano,
los átomos se disponen
según una compleja
representación espacial.




Carbono


Oxígeno


Nitrógeno


Azufre


Hidrógeno
                           La cisteína, un aminoácido.
                                                         47
LA DISPOSICIÓN ESPACIAL DE LOS ENLACES EN EL CARBONO:
HIBRIDACIONES:

Aunque representaremos los átomos en el plano, estos en realidad se encuentran orientados
en el espacio. El carbono, dependiendo de los enlaces covalentes, puede tener tres tipos de
disposición espacial o hibridaciones.
     • Hibridación tetraédrica: Cuatro enlaces simples
     • Hibridación trigonal: Uno doble y dos simples.
     • Hibridación digonal: Dos dobles o uno simple y uno triple.




                              C                        C                      C
        C



   H. tetraédrica          H. trigonal             H. digonal              H. digonal

                                                                                        48
º Hibridaciones del átomo de carbono. Hibridación tetraédrica.
  En este tipo de hibridación el carbono se dispone en el centro de un tetraedro y los
  otros átomos en los vértices.




 Molécula de metano. En el metano (CH4) el
 carbono tiene hibridación tetraédrica                                             49
No obstante el metano lo representaremos en el plano en su fórmula desarrollada o
en su fórmula empírica.




             H
     H C H                                         CH4
             H
       Fórmula desarrollada                       Fórmula empírica




                                                                             50
Representación tridimensional del etano (verde=C;    51
gris=H). Cada carbono es el centro de un tetraedro
Representación tridimensional del etano (verde=C;
gris=H). Cada carbono es el centro de un tetraedro   52
No obstante el etano lo representaremos en el plano en su fórmula desarrollada, en
su fórmula semidesarrollada o en su fórmula empírica.




                                                   CH3-CH3
             H H                                   Fórmula semidesarrollada



     H C C H
             H H                                         C2H6
       Fórmula desarrollada
                                                       Fórmula empírica




                                                                              53
Carbonos tetraédricos en el propano (verde=C;
gris=H).                                        54
Carbonos tetraédricos en el propano (verde=C;
gris=H).                                        55
Carbonos tetraédricos en el propano (verde=C;
gris=H).                                        56
Representación tridimensional del butano
(verde=C; gris=H).                         57
Representación tridimensional del eteno. Hibridación trigonal:
Cada carbono es el centro de un triángulo (verde=C; gris=H).     58
No obstante el eteno lo representaremos en el plano en su fórmula desarrollada, en
su fórmula semidesarrollada o en fórmula empírica.




                                                   CH2=CH2
             H H                                   Fórmula semidesarrollada



     H C C H
       Fórmula desarrollada
                                                         C2H4
                                                       Fórmula empírica




                                                                              59
0- ÍNDICE
1- Técnicas de estudio de la materia viva
2- Bioelementos
3- El enlace covalente
4- Las cadenas carbonadas
5- Grupos funcionales
6- Fórmulas
7- Interacciones intra e intermoleculares


                                            60
Las cadenas carbonadas


Las diferentes biomoléculas van a estar constituidas básicamente por
átomos de carbono unidos entre sí mediante enlaces covalentes. La
resistencia y versatilidad de los enlaces carbono-carbono y del carbono
con otros elementos: oxígeno, nitrógeno o azufre, va a posibilitar el que
se puedan formar estructuras que serán el esqueleto de las principales
moléculas orgánicas.




                                                                            61
Tipos de esqueletos de las moléculas orgánicas


-C- C- C- C- C- C- C- C-
 1) Cadena lineal saturada




-C- C- C=C- C- C=C- C-
 2) Cadena lineal insaturada       4) Doble ciclo mixto.




            -C- C- C-
-C- C- C- C- C-
                  -C- C- C-
  3) Cadena ramificada.
                                5) Ciclo mixto.            62
Las moléculas orgánicas, como este
fosfoglicérido, están formadas por cadenas
carbonadas constituídas por: C, H, O, N, P…..




                                                63
Carbono


                                                             Hidrógeno




Hidrocarburo de cadena lineal saturada (no olvidar que alrededor de los
enlaces simples está permitido el giro).
                                                                       64
Carbono


                                                     Oxígeno


                                                     Hidrógeno




Este compuesto presenta una cadena lineal saturada
                                                                 65
Carbono

                            Doble enlace
                                             Oxígeno


                                             Hidrógeno




Ácido orgánico de cadena lineal insaturada             66
Dobles enlaces




                                             Carbono


                                             Oxígeno


                                             Hidrógeno
Ácido orgánico de cadena lineal insaturada           67
Carbono


                                      Oxígeno


                                      Hidrógeno




La glucosa tiene una cadena cíclica               68
Los monosacáridos,
como la glucosa,
presentan una cadena          CH2OH
cíclica mixta carbono-
oxígeno.
                              C       O
                         H                 OH
                              H
                         C                 C

                         OH   OH      H    H
                              C       C

                              H       OH
                                                69
Doble ciclo de un disacárido   70
Cadenas cíclicas de un
compuesto orgánico




                         71
Cadenas cíclicas de un
compuesto orgánico




                         72
0- ÍNDICE
1- Técnicas de estudio de la materia viva
2- Bioelementos
3- El enlace covalente
4- Las cadenas carbonadas
5- Grupos funcionales
6- Fórmulas
7- Interacciones intra e intermoleculares


                                            73
FUNCIONES ORGÁNICAS

Concepto: Agrupaciones características de átomos.

Las principales son:

        Alcohol:       -O-H
        Cetona:        >C=O
        Aldehído:      -CHO
        Ácido:         -COOH
        Amino:         -NH2
        Amida:         -CONH2
        Tiol:          -S-H

                                                    74
H                        O
      C O H
                                                    C O C C C
        Función alcohol                          Función aldehído         Función cetona



                                                               O    Función ácido


      C S H
               Función tiol
                                                               C O H

           H                                                    O   Función amida


       C N                                                          H
           H                                                    C N
          Función amina                                             H                      75
* En los enlaces libres sólo puede haber o carbonos o hidrógenos.
alcohol




                   Carbono


                   Oxígeno


                   Hidrógeno
Etanol                         76
ácido



amina




                             Carbono
                             Oxígeno
                             Hidrógeno
Aminoácido: serina           Nitrógeno 77
Carbono
                          Oxígeno
                          Hidrógeno
                          Nitrógeno
                          Azufre




                       tiol



Aminoácido: cisteína                  78
Carbono

        ácido
                                           Oxígeno


                                           Hidrógeno




Ácido orgánico de cadena lineal saturada
                                                       79
Carbono

                            Doble enlace
                                             Oxígeno



ácido                                        Hidrógeno




Ácido orgánico de cadena lineal insaturada             80
Dobles enlaces


ácido




                                             Carbono


                                             Oxígeno


                                             Hidrógeno
Ácido orgánico de cadena lineal insaturada           81
C= gris
O=rojo
H=gris




          82
0- ÍNDICE
1- Técnicas de estudio de la materia viva
2- Bioelementos
3- El enlace covalente
4- Las cadenas carbonadas
5- Grupos funcionales
6- Fórmulas
7- Interacciones intra e intermoleculares


                                            83
Representación en
                    esferas de una
                    biomolécula



                S
    C       H

O
        N




                                 84
C= verde
        N=azul
        O=rojo
        H=gris
O

C
    H



    N


             85
C= verde
                        N=azul
    H                   O=rojo
                        H=gris
            H
O

    C       C
                    H
                N


        O       H

                            86
FÓRMULAS DE LAS BIOMOLÉCULAS

  Desarrollada o estructural: indicando todos los átomos y
enlaces covalentes de la molécula.

  Semidesarrollada: indicando únicamente los enlaces de la
cadena carbonada.

  Empírica: indicando únicamente el número de átomos de
cada elemento de la molécula.

  Simplificadas: las cadenas carbonadas se representan
mediante una línea quebrada en la que no se indican
carbonos e hidrógenos pero si dobles enlaces u otras
variaciones que posee la molécula (funciones alcohol,
cetona,ácido, amino, etc).
                                                             87
El ácido pirúvico en su fórmula desarrollada.




                     H O O
             H C C C O H
                     H

    Memo: En la fórmulas desarrollada o estructural se indican todos los
    átomos y enlaces covalentes de la molécula.                            88
Fórmula semidesarrollada del ácido pirúvico.




              CH3-CO-COOH

Fórmula empírica del ácido pirúvico.




                      C3H4O3
                                               89
Veamos en conjunto cómo son las fórmulas desarrollada, semidesarrollada y
empírica del eteno.




                                                  CH2=CH2
             H H                                 Fórmula semidesarrollada



     H C C H
      Fórmula desarrollada
                                                       C2H4
                                                     Fórmula empírica




                                                                            90
Fórmula semidesarrollada de los principales grupos funcionales.




      CH2OH                       CHO C CO C
                                Función aldehído        Función cetona
     Función alcohol terminal



                                                   Función ácido

      CHSH                                  COOH
       Función tiol


                                                   Función amida


       CH2NH2                                CONH2                       91
    Función amina terminal
Ejemplo de molécula
biológica: el colesterol, en                CH3         CH2         CH2         CH3
su fórmula simplificada.
                                                  CH          CH2         CH

                                     CH2   CH3     CH                     CH3

                               CH2         C              CH2


                 CH2   CH3     CH          CH            CH2


          CH2          C             CH


          CH           C             CH2

    HO          CH2            CH
                                               …. y ahora en su fórmula
                                               semidesarrollada.
                                                                                92
Ejemplo de molécula biológica en su
     fórmula simplificada.




O
                                    COOH




OH
        OH




                                           93
La grandes moléculas se representan
esquemáticamente. Ejemplo de
representación de la estructura terciaria
de una proteína




                                    94
La grandes moléculas se representan
esquemáticamente. Ejemplo de
representación de la estructura del ADN.
                                           95
CONCEPTOS DE MACROMOLÉCULA, MONÓMERO Y
POLÍMERO

  Macromolécula: Grandes moléculas de masa superior a 104
da (1da=1uma).

 Polímero: Moléculas resultantes de la unión de unidades
menores (monómeros).

  Monómero: Unidades menores que forman los polímeros.




                                                           96
Ejemplo de macromolécula: fragmento de
almidón, un polisacárido.
El almidón es un polímero cuyo monómero
es la glucosa.




                                         97
0- ÍNDICE
1- Técnicas de estudio de la materia viva
2- Bioelementos
3- El enlace covalente
4- Las cadenas carbonadas
5- Grupos funcionales
6- Fórmulas
7- Interacciones intra e intermoleculares


                                            98
ENLACES INTER E INTRAMOLECULARES

Son aquellos enlaces que se dan entre moléculas o partes de una
molécula, que le dan una mayor estabilidad.

Así:

   Puentes disulfuro: -S-S- ( a partir de grupos tiol) muy resistentes
(proteínas).
   Enlace hidrógeno: ( N-H, O-H, C=O ) fuerzas eléctricas entre átomos
con diferente electronegatividad, lo que le da a la molécula una distribución
diferencial de cargas + y - (Ejemplo: Proteínas y ácidos nucleicos).
   Enlace iónico: se dan en moléculas que contienen -COO- y -
NH+3, que en agua se encuentran ionizados.
   Uniones hidrofóbicas: debidas a diferencias de solubilidad respecto al
agua (membranas celulares).
   Fuerzas de Van der Waals: debidas a pequeñas fluctuaciones en la
carga de los átomos.

                                                                         99
Los puentes disulfuro se forman cuando reaccionan dos grupos tiol (-S-H) dando –S-S- y H2.




                             H                  H

                     S                                  S




                                                                                     100
Las cadenas proteicas que forman los anticuerpos están unidas por puentes disulfuro.

                                                              Cadena pesada (H)

                                                                 Cadena ligera (L)

                              Zona bisagra




                Glúcido                       Glúcido



      Parte variable
      Parte constante                                                                  101
      Puentes disulfuro
Los enlaces de hidrógeno se forman al atraerse átomos unidos mediante enlaces
covalentes polares.




                                        δ+


                          δ-                      δ+                 δ-




       Formación de un enlace de hidrógeno entre un grupo –O-H y un grupo H-N<.



                                                                                  102
Enlaces de hidrógeno entre bases nitrogenadas en el ADN
Las bases de una de las cadenas se enlazan con las de la otra por medio de
enlaces de hidrógeno. La adenina se une a la timina y la citosina a la guanina.




    Adenina

                    Timina




 Guanina


                        Citosina


                                                                                  103
Enlaces iónicos o interacciones ácido-base: Los grupos ácidos, en medio
acuoso y en función del pH del medio, pierden H+ y se ionizan dando –COO-. Los
grupos amino son básicos y en medio acuoso captan H+ y quedan cargados
positivamente (-NH3+). El enlace iónico se establece cuando quedan próximos
grupos ácidos y amino cargados diferentemente, al atraerse las cargas eléctricas
que portan.




                       -                          +

        Grupo -COOH                            Grupo H2N-C-




Estas interacciones moleculares son relativamente débiles en medio acuoso, pero
van a tener gran importancia en la estabilidad de la estructura de ciertas moléculas
                                                                               104
como las proteínas.
CLASES DE BIOMOLÉCULAS O PRINCIPIOS INMEDIATOS

Concepto: moléculas que pueden extraerse de la materia viva
inmediatamente, por métodos físicos sencillos.

     Inorgánicos: agua (70%), dióxido de carbono, sales minerales.

     Orgánicas:
        Glúcidos
        Lípidos
        Proteínas (20%)
        Ácidos nucleicos.

         Biocatalizadores: Moléculas orgánicas de importancia pero
       necesarios en pequeña cantidad. Nunca tienen función energética ni
       estructural.
             Enzimas
             Vitaminas
             Hormonas                                                105
Practica con esta interesante web de Lourdes Luengo:


http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/materiales_tic/bio
moleculas/bioelementos.htm




                                                                      106
0- ÍNDICE
1- Técnicas de estudio de la materia viva
2- Bioelementos
3- El enlace covalente
4- Las cadenas carbonadas
5- Grupos funcionales
6- Fórmulas
7- Interacciones intra e intermoleculares


                                            107
108

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B1 biomoléculas pdf

  • 1. © J. L. Sánchez Guillén IES Pando - Oviedo – Departamento de Biología y Geología 1
  • 2. 0- ÍNDICE 1- Técnicas de estudio de la materia viva 2- Bioelementos 3- El enlace covalente 4- Las cadenas carbonadas 5- Grupos funcionales 6- Fórmulas 7- Interacciones intra e intermoleculares
  • 3. 0- ÍNDICE 1- Técnicas de estudio de la materia viva 2- Bioelementos 3- El enlace covalente 4- Las cadenas carbonadas 5- Grupos funcionales 6- Fórmulas 7- Interacciones intra e intermoleculares 3
  • 4. Organismos animales y vegetales estamos constituidos por…… células Las células están formadas por moléculas. .. y las moléculas por átomos. 4
  • 6. Los medios internos de los seres vivos son una compleja mezcla de moléculas. 6
  • 7. Algunas biomoléculas son de pequeño tamaño como es el caso del…. agua O Oxígeno H Hidrógeno 7
  • 8. EL agua es la biomolécula más abundante en los seres vivos. Los medios internos de los seres vivos son medios acuosos en los que la molécula de agua es predominante. 8
  • 9. Otras moléculas son grandes moléculas: la hemoglobina, una proteína. Carbono Oxígeno Nitrógeno Azufre ir 9 enlace
  • 10. Macromoléculas: Se llaman así a las moléculas que tienen una masa molecular superior a 10 000 da. El ADN es una gran molécula orgánica formada en la mayoría de los casos por cientos de millones de átomos, es una macromolécula. 10 Fragmento de la doble hélice del ADN, cada esfera es un átomo.
  • 11. BIOMOLÉCULAS • El medio interno de los seres vivos es una compleja mezcla de moléculas. • Miles de moléculas se encuentran dispersas en el medio celular interaccionando entre sí. • Desentrañar este complejo mundo ha sido una tarea titánica. • Hoy en día, después de más de 300 años de intensa búsqueda y descubrimiento, empezamos a conocer las moléculas que constituyen los seres vivos. • Las biomoléculas han sido clasificadas tradicionalmente en una serie de grupos conocidos como principios inmediatos. Llamados así porque podían extraerse fácilmente mediante técnicas sencillas, como disoluciones, filtraciones, etc. 11
  • 12. LAS BIOMOLÉCULAS: CLASIFICACIÓN Inorgánicas Orgánicas -Agua -Glúcidos -CO2 -Lípidos -Sales minerales -Prótidos o proteínas -Ácidos nucleicos 12
  • 13. LAS BIOMOLÉCULAS REPARTICIÓN DE LOS COMPONENTES MOLECULARES DE LA CÉLULA (en % sobre masa total) Principios PROCARIOTAS EUCARIOTAS inmediatos Glúcidos 3 3 Lípidos 2 4,5 Prótidos 15 18 Ácidos Nucleicos ARN 6 1,25 ADN 2 0,25 Precursores 1 2 Agua 70 70 Sales minerales 1 1 13
  • 14. I) Técnicas para el estudio fisicoquímico: sirven para conocer la composición y relacionar esta composición con las estructuras celulares. Estos métodos son: a) Destilación b) Filtración c) Decantación d) Centrifugación e) Cromatografía f) Electroforesis II) Técnicas para el estudio morfológico de la célula. Nos permiten conocer cómo es su forma, su tamaño y su estructura. Son, fundamentalmente: a) Microscopía óptica b) Microscopía electrónica 1) Microscopio electrónico de Trasmisión (MET) 2) Microscopio electrónico de barrido (MEB) 14
  • 15. Destilación: Sirve para separar por evaporación y conden- sación posterior, dos liquidos miscibles. 15
  • 16. Decantación: Sirve para separar, por ejemplo, mezclas de líquidos no solubles de densidad diferente. 16
  • 17. Homogeneizador Se trata de un aparato que sirve para triturar y disgregar el material biológico, rompiendo las membranas celulares para dejar libres los orgánulos y el resto del contenido celular para posteriores tratamientos. 17
  • 18. FILTRACIÓN: Separa la fase líquida de la parte sólida. 18
  • 19. Centrifugación: Los materiales biológicos sometidos a fuertes aceleraciones se desplazan hacia el fondo de los recipientes que los contienen con velocidades que dependen de su masa, de su forma y volumen, y de la naturaleza del medio en el que se realice la centrifugación. 19
  • 20. 20
  • 21. 21
  • 23. ELECTROFORESIS En este método, la mezcla a separar se deposita en una cubeta sobre un soporte de tipo poroso (acetato de celulosa o también gel de almidón). A continuación se establece una diferencia de potencial entre los extremos del soporte. Las sustancias que componen la mezcla se desplazarán en función de su carga eléctrica. 23
  • 24. Cultivos in vitro: Bacterias en cápsulas de Petri Frascos para cultivos celulares 24
  • 25. 25
  • 26. El microscopio electrónico, desarrollado a mediados del siglo XX, permite más de 100 000 aumentos 26
  • 27. Fundamento del microscopio óptico y del microscopio electrónico imagen Cañón de electrones o c electrones b objeto objeto b visor c o luz imagen Microscopio electrónico Microscopio óptico c) condensador; b) objetivo; o) ocular. interruptor 27
  • 28. Diferencias entre el microscopio óptico y del microscopio electrónico Microscopio óptico Microscopio electrónico Fuente de iluminación: La luz Fuente de iluminación: electrones Se pueden ver seres vivos No se pueden ver los seres vivos Poco aumento (X1000) Mucho aumento (X300 000) Se observa la estructura Se observa la ultraestructura Preparaciones sencillas Preparaciones complejas Aparato relativamente barato Instrumento muy caro 28
  • 29. Unidades de medida en microscopía 1 micrometro*= 1 µm = 0,001 mm (milésima de milímetro) 1 nanometro = 1 nm = 0,000 001 mm (millonésima de milímetro) 1 amstrong = 1 Å = 0,1 nm (diez millonésima de milímetro) * También se llama micra Tamaños usuales en microscopía átomo = 1 Å virus = 25 nm a 300 nm bacteria =1 µ Célula = 10 µm a 100 µm 29
  • 30. 0- ÍNDICE 1- Técnicas de estudio de la materia viva 2- Bioelementos 3- El enlace covalente 4- Las cadenas carbonadas 5- Grupos funcionales 6- Fórmulas 7- Interacciones intra e intermoleculares
  • 31. Concepto de Bioelemento: Elemento químico que constituye las moléculas de los seres vivos CLASES DE BIOELEMENTOS Primarios: C, H, O, N, S, P. Los más abundantes, 96’2% del total de la masa de un ser vivo. - Secundarios: Na+, K+, Mg++, Ca++, Cl - . En menor porcentaje, pero también imprescindibles para los seres vivos. Oligoelementos: En proporción menor al 0,1%. Indispensables: en todos los seres vivos: Mn, Fe, Cu; Variables: en algunos organismos: B, Al, V. 31
  • 32. BIOELEMENTOS OLIGOELEMENTOS Primarios Secundarios Indispensables Variables O Na+ Mn B C K+ Fe Al H Mg2+ Co V N Ca2+ Cu Mo P Cl- Zn I S Si 32
  • 33. Tabla de los Bioelementos H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac Cs Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lw Primarios Indispensables Bioelementos Oligoelementos Secundarios Variables 33
  • 34. CARACTERÍSTICAS DE LOS BIOELEMENTOS PRIMARIOS Cierta abundancia en la corteza terrestre. Sus compuestos son polares ( partes de la molécula con carga + y otras con cargas - ) lo que hace a estos compuestos solubles en agua. C y N pasan con facilidad del estado de oxidado a reducido y viceversa. Lo que es importante en los procesos de obtención de energía (fotosíntesis y respiración celular). C, H, O y N tienen pequeña masa atómica lo que permite variabilidad de valencias dando lugar a moléculas grandes, estables y variadas. 34
  • 35. Los elementos químicos más abundantes en la corteza terrestre y en los seres vivos (en % en peso). Elementos Corteza Elementos Seres vivos (%) (%) Oxígeno 47 Oxígeno 63 Silicio 28 Carbono 20 Aluminio 8 Hidrógeno 9,5 Hierro 5 Nitrógeno 3 35
  • 36. 0- ÍNDICE 1- Técnicas de estudio de la materia viva 2- Bioelementos 3- El enlace covalente 4- Las cadenas carbonadas 5- Grupos funcionales 6- Fórmulas 7- Interacciones intra e intermoleculares 36
  • 37. EL ENLACE COVALENTE • Los átomos que constituyen las moléculas orgánicas están unidos entre sí mediante enlaces covalentes. • Este enlace se forma cuando átomos del mismo o diferente elemento comparten electrones para poder completar su última capa. • Los electrones que puede compartir un átomo para completar su última capa los llamaremos electrones de valencia. • Los enlaces covalentes se representan mediante una raya que simboliza el par de electrones compartido. • Los enlaces covalentes son muy resistentes en medio acuoso. C C C El átomo de carbono Es por esto que el carbono Esta capa se tiene cuatro electrones de tiene 4 electrones en completa con 8 su última capa. valencia y puede forma electrones. cuatro enlaces covalentes. 37
  • 38. UNIÓN DE DOS ÁTOMOS DE CARBONO MEDIANTE UN ENLACE COVALENTE. electrón enlace covalente Los electrones de valencia no pueden quedar libres, por lo que otros átomos con electrones38 de valencia libres se unen al átomo que disponga de electrones libres hasta completarlos.
  • 39. FORMACIÓN DEL ETANO. Molécula de etano C2H6 Los electrones de valencia no pueden quedar libres, por lo que otros átomos con electrones39 de valencia libres se unen al átomo que disponga de electrones libres hasta completarlos.
  • 40. ENLACES COVALENTES SIMPLES , DOBLES Y TRIPLES. • Enlace covalente simple: Cuando un átomo comparte con otro dos electrones, uno de cada átomo. • Enlace covalente doble: Cuando un átomo comparte con otro cuatro electrones, dos de cada átomo. • Enlace covalente triple: Cuando un átomo comparte con otro seis electrones, tres de cada átomo. C H C O C C Enlace covalente simple Enlace covalente doble Enlace covalente triple Carbono-Hidrógeno. Carbono-Oxígeno. Carbono-Carbono. 40
  • 41. GIRO ALREDEDOR DE LOS ENLACES SIMPLES , DOBLES Y TRIPLES. Es de destacar que alrededor de un enlace simple está permitido el giro, algo que no sucede alrededor de los enlaces dobles o triples. 41
  • 42. LOS ENLACES COVALENTES DE LOS BIOELEMENTOS PRIMARIOS (I) • El carbono tiene cuatro electrones de valencia. Debido a esto formará 4 enlaces covalentes que podrán ser: • Cuatro simples. • Uno doble y dos simples. • Dos dobles. • Uno simple y uno triple. C C C C Cuatro simples Uno doble y dos Dos dobles. Uno triple y uno simples simple. 42
  • 43. LOS ENLACES COVALENTES DE LOS BIOELEMENTOS PRIMARIOS (II) H O S N N O S N El hidrógeno tiene El oxígeno tiene dos El azufre tiene dos El nitrógeno tiene un electrón de electrones de electrones de tres electrones de valencia. valencia. valencia. valencia. 43
  • 44. EJEMPLOS DE LOS ENLACES COVALENTES DEL CARBONO. H H H C H H C O H C C H H Formaldehído Etino Metano Dos simples y Uno simple y Cuatro simples uno doble uno triple. 44
  • 45. En el pirúvico podemos observar diferentes combinaciones de enlaces dobles y simples del carbono con otros elementos. H O O H C C C O H H 45
  • 46. Polaridad de los enlaces covalentes: Cuando los átomos unidos por un enlace covalente pertenecen a elementos de electronegatividad muy diferente, por ejemplo, el O y el H. El más electronegativo atrae hacia sí más el par de electrones del doble enlace, quedando con cierta carga negativa y el menos electronegativo queda con una cierta cantidad de carga positiva. En este caso, diremos que el enlace es polar, lo que tendrá una gran importancia en los procesos biológicos: polaridad del agua, estabilidad de las proteínas y del ADN, solubilidad. δ+ δ- δ- δ+ Polaridad del enlace –N-H Polaridad del enlace –O-H 46
  • 47. Aunque las fórmulas de las moléculas se representan en un plano, los átomos se disponen según una compleja representación espacial. Carbono Oxígeno Nitrógeno Azufre Hidrógeno La cisteína, un aminoácido. 47
  • 48. LA DISPOSICIÓN ESPACIAL DE LOS ENLACES EN EL CARBONO: HIBRIDACIONES: Aunque representaremos los átomos en el plano, estos en realidad se encuentran orientados en el espacio. El carbono, dependiendo de los enlaces covalentes, puede tener tres tipos de disposición espacial o hibridaciones. • Hibridación tetraédrica: Cuatro enlaces simples • Hibridación trigonal: Uno doble y dos simples. • Hibridación digonal: Dos dobles o uno simple y uno triple. C C C C H. tetraédrica H. trigonal H. digonal H. digonal 48
  • 49. º Hibridaciones del átomo de carbono. Hibridación tetraédrica. En este tipo de hibridación el carbono se dispone en el centro de un tetraedro y los otros átomos en los vértices. Molécula de metano. En el metano (CH4) el carbono tiene hibridación tetraédrica 49
  • 50. No obstante el metano lo representaremos en el plano en su fórmula desarrollada o en su fórmula empírica. H H C H CH4 H Fórmula desarrollada Fórmula empírica 50
  • 51. Representación tridimensional del etano (verde=C; 51 gris=H). Cada carbono es el centro de un tetraedro
  • 52. Representación tridimensional del etano (verde=C; gris=H). Cada carbono es el centro de un tetraedro 52
  • 53. No obstante el etano lo representaremos en el plano en su fórmula desarrollada, en su fórmula semidesarrollada o en su fórmula empírica. CH3-CH3 H H Fórmula semidesarrollada H C C H H H C2H6 Fórmula desarrollada Fórmula empírica 53
  • 54. Carbonos tetraédricos en el propano (verde=C; gris=H). 54
  • 55. Carbonos tetraédricos en el propano (verde=C; gris=H). 55
  • 56. Carbonos tetraédricos en el propano (verde=C; gris=H). 56
  • 57. Representación tridimensional del butano (verde=C; gris=H). 57
  • 58. Representación tridimensional del eteno. Hibridación trigonal: Cada carbono es el centro de un triángulo (verde=C; gris=H). 58
  • 59. No obstante el eteno lo representaremos en el plano en su fórmula desarrollada, en su fórmula semidesarrollada o en fórmula empírica. CH2=CH2 H H Fórmula semidesarrollada H C C H Fórmula desarrollada C2H4 Fórmula empírica 59
  • 60. 0- ÍNDICE 1- Técnicas de estudio de la materia viva 2- Bioelementos 3- El enlace covalente 4- Las cadenas carbonadas 5- Grupos funcionales 6- Fórmulas 7- Interacciones intra e intermoleculares 60
  • 61. Las cadenas carbonadas Las diferentes biomoléculas van a estar constituidas básicamente por átomos de carbono unidos entre sí mediante enlaces covalentes. La resistencia y versatilidad de los enlaces carbono-carbono y del carbono con otros elementos: oxígeno, nitrógeno o azufre, va a posibilitar el que se puedan formar estructuras que serán el esqueleto de las principales moléculas orgánicas. 61
  • 62. Tipos de esqueletos de las moléculas orgánicas -C- C- C- C- C- C- C- C- 1) Cadena lineal saturada -C- C- C=C- C- C=C- C- 2) Cadena lineal insaturada 4) Doble ciclo mixto. -C- C- C- -C- C- C- C- C- -C- C- C- 3) Cadena ramificada. 5) Ciclo mixto. 62
  • 63. Las moléculas orgánicas, como este fosfoglicérido, están formadas por cadenas carbonadas constituídas por: C, H, O, N, P….. 63
  • 64. Carbono Hidrógeno Hidrocarburo de cadena lineal saturada (no olvidar que alrededor de los enlaces simples está permitido el giro). 64
  • 65. Carbono Oxígeno Hidrógeno Este compuesto presenta una cadena lineal saturada 65
  • 66. Carbono Doble enlace Oxígeno Hidrógeno Ácido orgánico de cadena lineal insaturada 66
  • 67. Dobles enlaces Carbono Oxígeno Hidrógeno Ácido orgánico de cadena lineal insaturada 67
  • 68. Carbono Oxígeno Hidrógeno La glucosa tiene una cadena cíclica 68
  • 69. Los monosacáridos, como la glucosa, presentan una cadena CH2OH cíclica mixta carbono- oxígeno. C O H OH H C C OH OH H H C C H OH 69
  • 70. Doble ciclo de un disacárido 70
  • 71. Cadenas cíclicas de un compuesto orgánico 71
  • 72. Cadenas cíclicas de un compuesto orgánico 72
  • 73. 0- ÍNDICE 1- Técnicas de estudio de la materia viva 2- Bioelementos 3- El enlace covalente 4- Las cadenas carbonadas 5- Grupos funcionales 6- Fórmulas 7- Interacciones intra e intermoleculares 73
  • 74. FUNCIONES ORGÁNICAS Concepto: Agrupaciones características de átomos. Las principales son: Alcohol: -O-H Cetona: >C=O Aldehído: -CHO Ácido: -COOH Amino: -NH2 Amida: -CONH2 Tiol: -S-H 74
  • 75. H O C O H C O C C C Función alcohol Función aldehído Función cetona O Función ácido C S H Función tiol C O H H O Función amida C N H H C N Función amina H 75 * En los enlaces libres sólo puede haber o carbonos o hidrógenos.
  • 76. alcohol Carbono Oxígeno Hidrógeno Etanol 76
  • 77. ácido amina Carbono Oxígeno Hidrógeno Aminoácido: serina Nitrógeno 77
  • 78. Carbono Oxígeno Hidrógeno Nitrógeno Azufre tiol Aminoácido: cisteína 78
  • 79. Carbono ácido Oxígeno Hidrógeno Ácido orgánico de cadena lineal saturada 79
  • 80. Carbono Doble enlace Oxígeno ácido Hidrógeno Ácido orgánico de cadena lineal insaturada 80
  • 81. Dobles enlaces ácido Carbono Oxígeno Hidrógeno Ácido orgánico de cadena lineal insaturada 81
  • 83. 0- ÍNDICE 1- Técnicas de estudio de la materia viva 2- Bioelementos 3- El enlace covalente 4- Las cadenas carbonadas 5- Grupos funcionales 6- Fórmulas 7- Interacciones intra e intermoleculares 83
  • 84. Representación en esferas de una biomolécula S C H O N 84
  • 85. C= verde N=azul O=rojo H=gris O C H N 85
  • 86. C= verde N=azul H O=rojo H=gris H O C C H N O H 86
  • 87. FÓRMULAS DE LAS BIOMOLÉCULAS Desarrollada o estructural: indicando todos los átomos y enlaces covalentes de la molécula. Semidesarrollada: indicando únicamente los enlaces de la cadena carbonada. Empírica: indicando únicamente el número de átomos de cada elemento de la molécula. Simplificadas: las cadenas carbonadas se representan mediante una línea quebrada en la que no se indican carbonos e hidrógenos pero si dobles enlaces u otras variaciones que posee la molécula (funciones alcohol, cetona,ácido, amino, etc). 87
  • 88. El ácido pirúvico en su fórmula desarrollada. H O O H C C C O H H Memo: En la fórmulas desarrollada o estructural se indican todos los átomos y enlaces covalentes de la molécula. 88
  • 89. Fórmula semidesarrollada del ácido pirúvico. CH3-CO-COOH Fórmula empírica del ácido pirúvico. C3H4O3 89
  • 90. Veamos en conjunto cómo son las fórmulas desarrollada, semidesarrollada y empírica del eteno. CH2=CH2 H H Fórmula semidesarrollada H C C H Fórmula desarrollada C2H4 Fórmula empírica 90
  • 91. Fórmula semidesarrollada de los principales grupos funcionales. CH2OH CHO C CO C Función aldehído Función cetona Función alcohol terminal Función ácido CHSH COOH Función tiol Función amida CH2NH2 CONH2 91 Función amina terminal
  • 92. Ejemplo de molécula biológica: el colesterol, en CH3 CH2 CH2 CH3 su fórmula simplificada. CH CH2 CH CH2 CH3 CH CH3 CH2 C CH2 CH2 CH3 CH CH CH2 CH2 C CH CH C CH2 HO CH2 CH …. y ahora en su fórmula semidesarrollada. 92
  • 93. Ejemplo de molécula biológica en su fórmula simplificada. O COOH OH OH 93
  • 94. La grandes moléculas se representan esquemáticamente. Ejemplo de representación de la estructura terciaria de una proteína 94
  • 95. La grandes moléculas se representan esquemáticamente. Ejemplo de representación de la estructura del ADN. 95
  • 96. CONCEPTOS DE MACROMOLÉCULA, MONÓMERO Y POLÍMERO Macromolécula: Grandes moléculas de masa superior a 104 da (1da=1uma). Polímero: Moléculas resultantes de la unión de unidades menores (monómeros). Monómero: Unidades menores que forman los polímeros. 96
  • 97. Ejemplo de macromolécula: fragmento de almidón, un polisacárido. El almidón es un polímero cuyo monómero es la glucosa. 97
  • 98. 0- ÍNDICE 1- Técnicas de estudio de la materia viva 2- Bioelementos 3- El enlace covalente 4- Las cadenas carbonadas 5- Grupos funcionales 6- Fórmulas 7- Interacciones intra e intermoleculares 98
  • 99. ENLACES INTER E INTRAMOLECULARES Son aquellos enlaces que se dan entre moléculas o partes de una molécula, que le dan una mayor estabilidad. Así: Puentes disulfuro: -S-S- ( a partir de grupos tiol) muy resistentes (proteínas). Enlace hidrógeno: ( N-H, O-H, C=O ) fuerzas eléctricas entre átomos con diferente electronegatividad, lo que le da a la molécula una distribución diferencial de cargas + y - (Ejemplo: Proteínas y ácidos nucleicos). Enlace iónico: se dan en moléculas que contienen -COO- y - NH+3, que en agua se encuentran ionizados. Uniones hidrofóbicas: debidas a diferencias de solubilidad respecto al agua (membranas celulares). Fuerzas de Van der Waals: debidas a pequeñas fluctuaciones en la carga de los átomos. 99
  • 100. Los puentes disulfuro se forman cuando reaccionan dos grupos tiol (-S-H) dando –S-S- y H2. H H S S 100
  • 101. Las cadenas proteicas que forman los anticuerpos están unidas por puentes disulfuro. Cadena pesada (H) Cadena ligera (L) Zona bisagra Glúcido Glúcido Parte variable Parte constante 101 Puentes disulfuro
  • 102. Los enlaces de hidrógeno se forman al atraerse átomos unidos mediante enlaces covalentes polares. δ+ δ- δ+ δ- Formación de un enlace de hidrógeno entre un grupo –O-H y un grupo H-N<. 102
  • 103. Enlaces de hidrógeno entre bases nitrogenadas en el ADN Las bases de una de las cadenas se enlazan con las de la otra por medio de enlaces de hidrógeno. La adenina se une a la timina y la citosina a la guanina. Adenina Timina Guanina Citosina 103
  • 104. Enlaces iónicos o interacciones ácido-base: Los grupos ácidos, en medio acuoso y en función del pH del medio, pierden H+ y se ionizan dando –COO-. Los grupos amino son básicos y en medio acuoso captan H+ y quedan cargados positivamente (-NH3+). El enlace iónico se establece cuando quedan próximos grupos ácidos y amino cargados diferentemente, al atraerse las cargas eléctricas que portan. - + Grupo -COOH Grupo H2N-C- Estas interacciones moleculares son relativamente débiles en medio acuoso, pero van a tener gran importancia en la estabilidad de la estructura de ciertas moléculas 104 como las proteínas.
  • 105. CLASES DE BIOMOLÉCULAS O PRINCIPIOS INMEDIATOS Concepto: moléculas que pueden extraerse de la materia viva inmediatamente, por métodos físicos sencillos. Inorgánicos: agua (70%), dióxido de carbono, sales minerales. Orgánicas: Glúcidos Lípidos Proteínas (20%) Ácidos nucleicos. Biocatalizadores: Moléculas orgánicas de importancia pero necesarios en pequeña cantidad. Nunca tienen función energética ni estructural. Enzimas Vitaminas Hormonas 105
  • 106. Practica con esta interesante web de Lourdes Luengo: http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/materiales_tic/bio moleculas/bioelementos.htm 106
  • 107. 0- ÍNDICE 1- Técnicas de estudio de la materia viva 2- Bioelementos 3- El enlace covalente 4- Las cadenas carbonadas 5- Grupos funcionales 6- Fórmulas 7- Interacciones intra e intermoleculares 107
  • 108. 108