2. BIOELEMENTOS
SON AQUELLOS ELEMENTOS QUÍMICOS QUE
ENTRAN A FORMAR PARTE DE LA MATERIA VIVA
PRIMARIOS: C, H, O, N, S, P
95%
SECUNDARIOS: Ca, Na, K, Cl, Mg....
4,9%
OLIGOELEMENTOS: Fe, Si, Zn, Al, Cu...
0,1%
BIOELEMENTOS
Se agrupan en
BIOMOLÉCULAS
4. EL AGUA
El agua es el compuesto más abundante en los seres vivos
MEDUSAS
96%
FETO HUMANO
NEONATO
94%
70%
ADULTO
63%
AVELLANA
20%
5. EL AGUA
La molécula de agua es un DIPOLO.
DIPOLO significa que la molécula tiene 2 polos
claramente diferenciados: un polo positivo por las 2
cargas positivas de los hidrógenos y un polo
negativo por las 2 cargas negativas del oxígeno.
6. EL AGUA
Aquellas moléculas polares, se agrupan
en redes cristalinas que se estabilizan
por enlaces por puentes de hidrógeno.
Estos enlaces son sólo por atracciones
electrostáticas entre las cargas + y – de
moléculas distintas. Esta estructura de
red sólo la forman las moléculas polares.
RED DE AGUA
RED DE NaCl
7. EL AGUA
PROPIEDADES DEL AGUA
•
Disolvente “universal” (Disuelve moléculas polares)
•
Presente en todas las reacciones bioquímicas
de los seres vivos.
•
Gran capacidad térmica debido a su calor
específico.
•
Densidad máxima a los 4ºC
•
PH = 7 (Neutro)
8. EL AGUA
DISOLVENTE “UNIVERSAL”
El agua es el compuesto
que más sustancias puede
disolver pero SÓLO puede
disolver moléculas polares,
dada la naturaleza polar del
agua. Las cargas positivas
del agua se van a atraer
con las negativas de la
sustancia y las negativas
del agua con las positivas
de la sustancia.
Aquí un vemos cómo el
agua disuelve una sal como
el NaCl
9. EL AGUA
Presente en las reacciones
bioquímicas de los ss.vv.
Cuando las biomoléculas orgánicas enlazan, lo hacen
compartiendo alguna estructura y liberando una molécula de agua
10. EL AGUA
Gran capacidad térmica
El agua es un gran amortiguador de los cambios de temperatura;
cuesta mucho más variar la temperatura del agua que la del suelo
o la del ambiente.
Un buen ejemplo puede ser la temperatura que tiene el agua de
la playa un día de calor después de varios días de frío seguidos.
11. EL AGUA
Densidad máxima a los 4ºC
Que el agua tenga su máxima densidad a los
4ºC es fundamental porque significa que el
agua líquida a esa temperatura es más densa
que el hielo. En épocas de mucho frío tales
como glaciaciones, sólo se congela la capa
superficial y no se va al fondo por esta
característica. Si fuera más densa la capa
sólida se hundiría, se volvería a congelar la
capa superficial y así hasta que se congelará
todo el agua acabando con la vida en ese
ecosistema.
EL HIELO PERMITE QUE HAYA VIDA DEBAJO
12. EL AGUA
pH = 7
pH Neutro
Como hemos visto anteriormente, los ss.vv. están compuestos
en su mayor parte por agua.
El pH de los ss.vv. se encuentra entre 6,5 y 7,5. Si el pH
estuviera fuera de ese rango tan pequeño no sería posible la
vida tal y como la conocemos
13. SALES MINERALES
Las sales minerales (ss.mm) son compuestos inorgánicos
presentes en los ss.vv. en forma sólida (precipitados) o bien
en forma iónica (disoluciones)
•
Sales sólidas: Tienen función estructural. Dan solidez a
esqueletos y exoesequeletos. Por ejemplo: CaCO3 en
caparazones de moluscos y Ca3(PO4) en los huesos.
•
Las sales al disolverse en H2O dan:
–
Cationes: Na+, K+, Ca2+, Mg2+
–
Aniones: Cl-, CO32-, HCO3Estos iones tienen funciones reguladoras
14. SALES MINERALES
Funciones reguladoras de los iones
•
Evitan cambios bruscos de pH
•
Tienen gran importancia en la transmisión
del impulso nervioso: Bomba Na+/K+
•
Sin el Ca2+ no habría contracción muscular
•
Cofactores enzimáticos: NAD+, NADP+ que
forman parte por ejemplo de la respiración
celular por la vía oxidativa mitocondrial.
16. GLÚCIDOS
OLIGOSACÁRIDOS
Tienen sabor dulce, son solubles en agua y responden a la fórmula (CH2O)n
•
MONOSACÁRIDOS:Están formados por
una sola molécula. Según el número de carbonos
son: Triosas (3C), Tetrosas (4C), Pentosas (5C)...
•
DISACÁRIDOS: Están formados por 2
monosacáridos unidos entre sí por enlace
glucosídico. Por ejemplo: La lactosa está formado
por 2 monosacáridos como la galactosa y la
glucosa en enlace glucosídico 1-4
17. GLÚCIDOS
POLISACÁRIDOS
No tienen sabor dulce, no son solubles en agua y responden a la fórmula (C6H10O5)n
•
DE RESERVA
–
–
•
Almidón (Vegetales)
Glucógeno (Animales)
Σ Glu (1-4) con ramificaciones (1-6)
ESQUELÉTICOS
–
CELULOSA (Pared celular en vegetales)Σ Glu (1-4)
–
QUITINA (Exoesqueleto de artrópodos)
Σ n-Acetilglucosamina
18. GLÚCIDOS
Aldehido
Un glúcido es un polialcohol con un carbonilo
Cetona
Los glúcidos formados con aldehidos forman las series “ALDO”,
mientras que las que tienen cetona forman las series “CETO”
Aldohexosa
D-Glucosa
Cetohexosa
D-Fructosa
19. GLÚCIDOS
REGLA DE ROSANOFF
Para la obtención de monosacáridos las moléculas progenitoras
son: D-Gliceraldehido y el L-Gliceraldehido
20. GLÚCIDOS
Hexosas de la serie D
Todas las hexosas de la serie D provienen del D-Gliceraldehido
añadiendo un carbono con un OH en posición de primer carbono
secundario.
Aquí encontramos
- TRIOSAS que tienen 3 carbonos
- TETROSAS que tienen 4 carbonos
- PENTOSAS que tienen 5 carbonos
- HEXOSAS que tienen 6 carbonos
En la siguiente diapositiva vamos a obtener todos los azúcares de
la serie D desde el D-Gliceraldehido hasta las 8 hexosas
22. GLÚCIDOS
Ciclación de hexosas
En la ciclación de una hexosa, forman parte del
enlace el carbono 5 (último carbono secundario)
y el oxígeno del grupo carbonilo.
Para poder enlazar el carbono 5 tiene que perder
uno de los 4 que tiene, así que se libera del OH.
Del mismo modo el oxígeno del carbonilo que
tiene doble enlace con el carbono 1, mantiene un
enlace simple. De esta manera el oxígeno
dispone de un enlace libre para enlazar con el
carbono 5 que también tiene un enlace libre.
Con todo esto, el carbono 1(carbono anomérico)
se queda con 3 enlaces y queda suelto un OH
que antes tenía el carbono 5. Este OH va a
enlazar al carbono 1 y así quedan todos los
enlaces completos.
La posición de este OH del carbono 1 ahora no
viene definida de la forma lineal sino que puede
situarse en posición alfa (hacia abajo) o posición
beta (hacia arriba)
23. GLÚCIDOS
Enlace glucosídico
Los glúcidos compuestos, disacáridos o polisacáridos, se forman de
monosacáridos unidos entre sí por enlace glucosídico.
A la hora de nombrar el enlace se especifica qué carbonos entran a
formar parte del enlace. Suele ser 1-4, 1-1 o 1-6
24. GLÚCIDOS
Funciones de los glúcidos
•
Energética: Combustión por vía oxidativa mitocondrial
•
Estructural:
–
–
Celulosa forma parte de la pared celular en vegetales
–
•
Ribosa y Desoxirribosa son la base del DNA y RNA
Quitina: En hongos y exoesqueletos de artrópodos
Reserva:
LÍPIDOS > GLÚCIDOS > PROTEÍNAS
–
Almidón en vegetales
–
Glucógeno en animales
Tanto almidón como glucógeno son sumatorios de glucosas en
enlace 1-4 con ramificaciones 1-6
25. PROTEÍNAS
Las proteínas son cadenas de aminoácidos unidos por enlaces
peptídicos.
- EXISTEN 20 CLASES DE AMINOÁCIDOS
- HASTA MILES DE AMINOÁCIDOS PUEDEN FORMAR UNA
SOLA PROTEÍNA
Un aminoácido es una cadena orgánica con un grupo amino en
un extremo y con un grupo ácido en el otro:
26. PROTEÍNAS
Enlace peptídico
Lo más importante que tenemos que saber del enlace peptídico
es que el extremo amino de un aa enlaza con el extremo ácido de
otro aa y se desprende una molécula de H2O. En este tipo de
enlace no se quedan compartiendo un oxígeno.
27. PROTEÍNAS
Estructura de las proteínas
•
PRIMARIA: secuencia de aa
•
SECUNDARIA: se estabilizan por puentes de H
–
Hoja plegada
–
Hélice alfa
•
TERCIARIA: atracciones por puentes de H
entre hojas y hélices
•
CUATERNARIA: más de una cadena de aa
29. PROTEÍNAS
Propiedades de las proteínas
•
SOLUBILIDAD
•
CAPACIDAD ELECTROLÍTICA
•
ESPECIFICIDAD
•
AMORTIGUADOR DE pH (Efecto tampón)
•
DESNATURALIZACIÓN Y
RENATURALIZACIÓN
30. PROTEÍNAS
Solubilidad
Las proteínas son solubles en agua. Esta solubilidad se mantiene
siempre y cuando los enlaces fuertes y débiles estén presentes. Si
se aumenta la temperatura y el pH, se pierda la solubilidad y las
proteínas precipitan.
Capacidad electrolítica
Se determina a través de la electroforesis, técnica analítica en la
cual si las proteínas se trasladan al polo positivo es porque su
molécula tiene carga positiva y viceversa.
31. PROTEÍNAS
Especifidad
Cada proteína tiene una función específica que está determinada
por su estructura primaria.
Amortiguador de pH
También conocido como efecto tampón.
Actúan como amortiguadores de pH debido a su carácter anfótero,
es decir, pueden comportarse ácidos (aceptando electrones) o
como bases (donando electrones)
32. PROTEÍNAS
Desnaturalización y renaturalización
Si en una disolución de proteínas se producen cambios de pH,
alteraciones en la concentración, agitación molecular o
variaciones bruscas de temperatura, la solubilidad de las
proteínas puede verse reducida hasta el punto de producirse su
precipitación. Esto se debe a que los enlaces que mantienen la
conformación globular se rompen y la proteína adopta la
conformación filamentosa. De este modo, el agua no puede
seguir disolviéndolas y precipita. Además sus propiedades
biocatalizadoras desaparecen al alterarse el centro activo. Las
proteínas que se hallan en este estado no pueden llevar a cabo la
actividad para la que fueron diseñadas, no son funcionales.
Este es el proceso de desnaturalización.
Como la desnaturalización no afecta a los enlaces peptídicos, si se
recuperan las condiciones iniciales las proteínas son capaces de
renaturalizarse; recuperan la conformación primitiva y su función.
33. PROTEÍNAS
Clasificación de las proteínas
•
Según su forma
–
Fibrosas: Colágeno, queratina, fibrina
–
Globulares: Mayoría de las enzimas, anticuerpos y
proteínas de transporte.
–
Mixtas
•
•
Fibrosa en el centro
Globular en los extremos
34. PROTEÍNAS
Clasificación de las proteínas
•
Según su composición química
–
Simples: su hidrólisis nos da
aminoácidos
–
Conjugadas: su hidrólisis nos da
aa+grupo prostético
Un grupo prostético es el componente no aminoacídico que forma
parte de la estructura de algunas proteínas y que se halla
fuertemente unido al resto de la molécula.
Ejemplo
35. PROTEÍNAS
Funciones de las proteínas
•
Estructural: colágeno, queratina...
•
Reguladora: insulina, hormona de crecimiento...
•
Transportadora: hemoglobina
•
Defensiva: anticuerpos (=ab)
•
Enzimática
•
Contractil: actina y miosina
36. LÍPIDOS
Son sustancias no solubles en agua (son apolares o de muy baja
polaridad), pero sí se disuelven en disolventes orgánicos como
éter, cloroformo, benceno, gasolina, etc.
“Semejante disuelve a semejante”
Los lípidos se dividen en:
- Ácidos grasos
- Grasas
- Lipoides
37. LÍPIDOS
Ácidos grasos
Los ácidos grasos son los ácidos orgánicos:
- Butírico o butanoico: CH3-CH2-CH2-COOH
- Palmítico: CH3-(CH2)14-COOH
- Esteárico: CH3-(CH2)16-COOH
- Oleico: CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH
40. LÍPIDOS
Ceras: Monoalcohol + 1 ác. graso de cadena larga
(más de 10 carbonos) Se desprende H 2O
Por ejemplo la cera de abeja:
Alcohol miracílico: CH3-(CH2)28-CH2OH
Palmítico: CH3-(CH2)14-COOH
41. LÍPIDOS
Terpenos: son derivados del isopreno se usan en
alimentación y perfumería.
- Limoneno: Aceite de limón (esencias)
- Timol: Principio activo de tomillo y orégano
- Ác. Abiético: Se encuentra en la resina de pino
- Mirra: Resina de un arbusto que se encuentra en
Arabia e Irak, lugares muy secos. Se empleaba
antiguamente para embalsamar y para limpiar y
desinfectar el útero tras el parto.
42. LÍPIDOS
Carotenoides:
- β-Caroteno: Se encuentra en la zanahoria y es el
precursor de la vitamina A. (Provitamina A)
- Licopeno: Se encuentra en el tomate
- Xantofilas: Pigmento fotosintético. Se encuentra en
flores y hojas de color amarillo.
Aquí podemos ver como de una
molécula de β-Caroteno se
obtienen 2 moléculas de
vitamina A. Por eso se le llama
también provitamina A.
45. LÍPIDOS
Funciones de los lípidos
1.- Reserva energética. Son la principal reserva
LÍPIDOS > GLÚCIDOS > PROTEÍNAS
2.- Reserva de agua: son capaces de almacenar
agua para cuando lo requiera el organismo
3.- Estructural: Los fosfolípidos son esenciales en la
formación de la membrana plasmática.
(BICAPA
DE FOSFOLÍPIDOS)
4.- Reguladora: Algunas hormonas y algunas
vitaminas son esteroideas
47. LÍPIDOS
Hormonas esteroideas
La testosterona es la hormona masculina por
excelencia y se fabrica en los testículos a partir del
colesterol
El estradiol es una de las hormonas femeninas que se
fabrican en los ovarios a partir del colesterol.
48. ÁCIDOS NUCLEICOS
Cuando hablamos de ácidos nucleicos hablamos de
DNA Y RNA. Vamos a ver conceptos básicos
Ribosa → RNA →
Desoxirribosa → DNA →
Fosfato → H3PO4 →
49. ÁCIDOS NUCLEICOS
Bases nitrogenadas
- Púricas
•
•
•
Citosina (C)
Timina (T)
Uracilo (U)
- Pirimidínicas
•
•
Adenina (A)
Guanina (G)
En el DNA aparecen: A, T, C y G
En el RNA aparecen: A, U, C y G
51. ÁCIDOS NUCLEICOS
Los ácidos nucleicos son biomoléculas formadas por
la repetición de nucleótidos unidos entre sí por
enlaces fosfodiéster.
COMPLEMENTARIEDAD DE BASES:
Las bases nitrogenadas se “unen” entre sí mediante
2 o 3 puentes de hidrógeno.
A y T con 2 (A y U en RNA)
C y G con 3
53. ÁCIDOS NUCLEICOS
- DNA:
•
•
•
•
Azúcar: β-D-Desoxirribosa
Grupo fosfato
Bases nitrogenadas: A, T, C y G
Doble hélice → Hebras complementarias y
antagónicas
•
•
•
•
Azúcar: β-D-Ribosa
Grupo fosfato
Bases nitrogenadas: A, U, C y G
Hebra sencilla
- RNA:
55. ÁCIDOS NUCLEICOS
Estructura molecular del DNA
¿Cómo se estabiliza la doble hélice?
La doble hélice de DNA es una estructura muy
estable, cuesta mucho romperla. Esto es así
debido a:
- HISTONAS: son unas proteínas que estabilizan la
hélice desde fuera
- La atracción por puentes de hidrógeno entre
bases nitrogenadas complementarias que la
estabilizan desde dentro
56. ÁCIDOS NUCLEICOS
Replicación del DNA
Decimos que la replicación del DNA es
semiconservativa porque de las 2 hebras originales
sólo una va a cada hija. La otra hebra de cada hija
es replicada. Así cada doble hélice hija tiene una
hebra original y otra de nueva creación.
57. ÁCIDOS NUCLEICOS
Replicación del DNA
Las proteínas desenrollantes se encargan
de separar la doble hélice mientras la DNA
POLIMERASA se ocupa de ir añadiendo
nucleótidos complementarios y así ir
formando una nueva hebra
complementaria y antagónica a la original.
Cuando se llegue al final de la doble hélice
original tendremos 2 dobles hélices
idénticas a ésta e idénticas entre sí.
De cada doble hélice hija una hebra era de
la madre y la otra de nueva generación
58. ÁCIDOS NUCLEICOS
El RNA y sus clases
•
RNAr: (Ribosómico) Es el que se encuentra en
los ribosomas.
•
RNAt: (Transferencia) Se encarga de llevar los
anticodones de reconocimiento a los ribosomas
para la elaboración de las proteínas.
•
RNAm: (Mensajero) Realiza una copia del DNA
y la saca al citoplasma dónde se trabaja con ella
fabricando proteínas.
60. ÁCIDOS NUCLEICOS
TRANSCRIPCIÓN A RNAm
Se forma una cadena de RNAm en sentido 5´--> 3´que sea
complementaria a una de las hebras de DNA. Luego la doble
hélice se estabiliza de nuevo y el RNAm sale del núcleo por un
poro de la membrana nuclear.
61. ÁCIDOS NUCLEICOS
TRADUCCIÓN A PROTEÍNA
El RNAt, representado a la derecha, se encarga
de reconocer específicamente secuencias de 3
bases nitrogenadas de la cadena de RNAm
llamadas codones, con su anticodón. Cuando el
anticodón del RNAt reconoce al codón, se adhiere
a él por el reconocimiento específico entre bases
nitrogenadas. En ese momento, el aminoácido
que transporta el RNAt pasa a formar parte de la
proteína que queremos formar.
Todo este proceso se lleva a cabo en los
ribosomas que “pueblan” el
Retículo Endoplasmático Liso.
