Biología y Geología 1º Bachillerato

1. BIOMOLÉCULASBIOMOLÉCULAS
1º BACHILLERATO
PROF. DANIEL RUCANDIO
COLEGIO SAN JOSÉ

2. BIOELEMENTOS
PRIMARIOS: C, H, O, N, S, P 95%95%
SECUNDARIOS: Ca, Na, K, Cl, Mg.... 4,9%4,9%
OLIGOELEMENTOS: Fe, Si, Zn, Al, Cu... 0,1%0,1%
SON AQUELLOS ELEMENTOS QUÍMICOS QUE
ENTRAN A FORMAR PARTE DE LA MATERIA VIVA
BIOELEMENTOS
BIOMOLÉCULAS
Se agrupan en

3. BIOMOLÉCULAS
INORGÁNICAS
 H2
O
 SALES MINERALES
ORGÁNICAS
 GLÚCIDOS
 LÍPIDOS
 PROTEÍNAS
 ÁCIDOS NUCLEICOS

4. EL AGUA
El agua es el compuesto más abundante en los seres vivos
MEDUSAS
FETO HUMANO
NEONATO
ADULTO
AVELLANA
96%
94%
70%
63%
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
• 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)
PROPIEDADES DEL AGUAPROPIEDADES DEL AGUA

8. EL AGUA
DISOLVENTE “UNIVERSAL”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 reaccionesPresente en las reacciones
bioquímicas de los ss.vv.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 térmicaGran 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 4ºCDensidad 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 DEBAJOEL HIELO PERMITE QUE HAYA VIDA DEBAJO

12. EL AGUA
pH = 7 pH NeutropH = 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
• 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 H2
O dan:
– Cationes: Na+
, K+
, Ca2+
, Mg2+
– Aniones: Cl-
, CO3
2-
, HCO3
-
Las sales minerales (ss.mm) son compuestos inorgánicos
presentes en los ss.vv. en forma sólida (precipitados) o bien
en forma iónica (disoluciones)
Estos iones tienen funciones reguladoras

14. SALES MINERALES
• Regulan los fenómenos osmóticos
• Evitan cambios bruscos de pH (efecto
tampón)
• Tienen gran importancia en la transmisión
del impulso nervioso: Bomba Na+
/K+
• Sin el Ca2+
no habría contracción muscular
Funciones reguladoras de los ionesFunciones reguladoras de los iones

15. GLÚCIDOS
• OLIGOSACÁRIDOS
– MONOSACÁRIDOS
• TRIOSAS, TETROSAS, PENTOSAS, HEXOSAS
– DISACÁRIDOS
• SACAROSA, LACTOSA, MALTOSA, TREHALOSA
• POLISACÁRIDOS
– DE RESERVA
• ALMIDÓN (vegetales) y GLUCOGÉNO (animales)
– ESQUELÉTICOS
• CELULOSA (Pared celular en vegetales)
• QUITINA (Exoesqueleto de artrópodos)

16. GLÚCIDOS
• 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
OLIGOSACÁRIDOSOLIGOSACÁRIDOS
Tienen sabor dulce, son solubles en agua y responden a la fórmula (CH2
O)n

17. GLÚCIDOS
• DE RESERVA
– Almidón (Vegetales)
– Glucógeno (Animales)
• ESQUELÉTICOS
– CELULOSA (Pared celular en vegetales)Σ Glu (1-4)
– QUITINA (Exoesqueleto de artrópodos)
Σ n-Acetilglucosamina
POLISACÁRIDOSPOLISACÁRIDOS
No tienen sabor dulce, no son solubles en agua y responden a la fórmula (C6
H10
O5
)n
Σ Glu (1-4) con ramificaciones (1-6)

18. GLÚCIDOS
Un glúcido es un polialcohol con un carbonilo
Aldehido
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 ROSANOFFREGLA DE ROSANOFF
Para la obtención de monosacáridos las moléculas progenitoras
son: D-Gliceraldehido y el L-Gliceraldehido

20. GLÚCIDOS
Hexosas de la serie DHexosas 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

21. HEXOSAS DE LA SERIE D

22. GLÚCIDOS
Ciclación de hexosasCiclación 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 glucosídicoEnlace 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 glúcidosFunciones de los glúcidos
• Energética: Combustión por vía oxidativa mitocondrial
• Estructural:
– Ribosa y Desoxirribosa son la base del DNA y RNA
– Celulosa forma parte de la pared celular en vegetales
– 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 peptídicoEnlace 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. A diferencia de
otros enlaces entre biomoléculas, no se comparte un oxígeno.

27. PROTEÍNAS
Estructura de las proteínasEstructura 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

28. PROTEÍNAS
Estructura deEstructura de
las proteínaslas proteínas
Así es como se organizan
las proteínas según su
estructura.

29. PROTEÍNAS
Propiedades de las proteínasPropiedades de las proteínas
• SOLUBILIDAD
• CAPACIDAD ELECTROLÍTICA
• ESPECIFICIDAD
• AMORTIGUADOR DE pH (Efecto tampón)
• DESNATURALIZACIÓN Y
RENATURALIZACIÓN

30. PROTEÍNAS
SolubilidadSolubilidad
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 o se modifica el pH, se pierda la
solubilidad y las proteínas precipitan (Desnaturalización)
Capacidad electrolíticaCapacidad 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 negativa y viceversa.

31. PROTEÍNAS
EspecifidadEspecifidad
Cada proteína tiene una función específica que está determinada
por su estructura primaria.
Amortiguador de pHAmortiguador 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
DesnaturalizaciónDesnaturalización
Cambios extremos en el medio donde se encuentra la proteína,
como el aumento de temperatura o el cambio del pH pueden
provocar su desnaturalización.
Esto quiere decir que se altera su estructura y pierde sus
propiedades y su función.
Si se recuperan las
condiciones iniciales las
proteínas son capaces de
renaturalizarse, recuperando
la conformación primitiva y
su función.

33. 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
Clasificación de las proteínasClasificación de las proteínas

34. PROTEÍNAS
Clasificación de las proteínasClasificación 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 proteínasFunciones de las proteínas
• Estructural: colágeno, queratina...
• Reguladora: insulina, hormona de crecimiento...
• Transportadora: hemoglobina
• Defensiva: anticuerpos (=ab)
• Enzimática
• Contractil: actina y miosina

36. PROTEÍNAS ENZIMÁTICAS
La mayoría de los biocatalizadores son proteínas. Aumentan la
velocidad de las reacciones metabólicas
En estas reacciones al reactivo se le denomina sustrato. Se une
transitoriamente a la enzima en el centro activo de esta, de
modo que se facilita la transformación de los sustratos en
productos.
La enzima no se consume en el proceso por lo que son necesarias
en cantidades muy pequeñas.

37. PROTEÍNAS ENZIMÁTICAS
Propiedades de las enzimasPropiedades de las enzimas
Especificidad. Un enzima solo puede actuar sobre un
determinado sustrato o sobre un grupo de sustratos muy similares
y solo cataliza un tipo de reacción.
Las enzimas se clasifican según el tipo de reacción que catalizan.
Se nombran añadiendo el sufijo –asa bien al nombre del sustrato
sobre el que actúan o bien al tipo de reacción que catalizan
(hidrolasas, amilasa, …)
Eficiencia. Una sola molécula de enzima puede catalizar la
transformación de muchas moléculas de sustrato por minuto.

38. 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”
Entre los lípidos distinguiremos:
LÍPIDOS SAPONIFICABLES
- Ácidos grasos
- Acilglicéridos (Grasas)
- Ceras
- Fosfolípidos
LÍPIDOS INSAPONIFICABLES
-Esteroides

39. LÍPIDOS
Los ácidos grasos son los ácidos orgánicos. Pueden
ser:
SATURADOS
- Butírico o butanoico: CH3
-CH2
-CH2
-COOH
- Palmítico: CH3
-(CH2
)14
-COOH
-Esteárico: CH3
-(CH2
)16
-COOH
INSATURADOS
- Oleico: CH3
-(CH2
)7
-CH=CH-(CH2
)7
-COOH
Ácidos grasosÁcidos grasos

40. LÍPIDOS
Acilglicéridos:Acilglicéridos: GrasasGrasas (sebos y aceites)(sebos y aceites)
Se obtienen por esterificación de la glicerina
Monoglicéridos: Glicerina + 1 ácido graso
Diglicéridos: Glicerina + 2 ácidos grasos
Triglicéridos: Glicerina + 3 ácidos grasos
Función energética, termorreguladora y
protectora
Monoalcohol + 1 ácido graso de cadena larga.
CerasCeras

41. LÍPIDOS
Glicéridos:
Reacción de esterificación:
Ácido + alcohol =
Éster + agua

42. LÍPIDOS
Ceras: Monoalcohol + 1 ácido graso de cadena larga
(más de 10 carbonos)
Por ejemplo la cera de abeja:
Alcohol miracílico: CH3
-(CH2
)28
-CH2
OH
Palmítico: CH3
-(CH2
)14
-COOH

43. LÍPIDOS
FosfolípidosFosfolípidos
Debido a su carácter anfipático, en disolución
acuosa forman micelas y bicapas

44. LÍPIDOS
Fosfolípidos: α-Lecitinas y β-Cefalinas
FosfolípiodosFosfolípiodos

45. LÍPIDOS
Bicapa de fosfolípidosBicapa de fosfolípidos

46. 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.

47. 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.

48. LÍPIDOS
Derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno. El
más conocido es el colesterol.
EsteroidesEsteroides

49. LÍPIDOS
Hormonas esteroideasHormonas 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.

50. LÍPIDOS
Funciones de los lípidosFunciones 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

51. ÁCIDOS NUCLEICOS
Tanto el DNA como el RNA están formados por
nucleótidos, compuestos por azúcar (pentosa),
base nitrogenada y fosfato.
Ribosa → RNA →
Desoxirribosa → DNA →
Fosfato → H3
PO4
→

52. ÁCIDOS NUCLEICOS
Bases nitrogenadas
- Púricas
• Adenina (A)
• Guanina (G)
- Pirimidínicas
• Citosina (C)
• Timina (T)
• Uracilo (U)
En el DNA aparecen: A, T, C y G
En el RNA aparecen: A, U, C y G

53. ÁCIDOS NUCLEICOS
Nucleósido: Azúcar + base nitrogenada
Nucleótido: Azúcar + base nitrogenada + fosfato

54. ÁCIDOS NUCLEICOS
Enlace fosfodiésterEnlace fosfodiéster
Los ácidos nucleicos
son biomoléculas
formadas por la
repetición de
nucleótidos unidos
entre sí por enlaces
fosfodiéster

55. ÁCIDOS NUCLEICOS
- DNA:
• Azúcar: β-D-Desoxirribosa
• Grupo fosfato
• Bases nitrogenadas: A, T, C y G
• Doble hélice → Hebras complementarias y
antagónicas
- RNA:
• Azúcar: β-D-Ribosa
• Grupo fosfato
• Bases nitrogenadas: A, U, C y G
• Hebra sencilla

56. ÁCIDOS NUCLEICOS; DNA
Modelo de la doble hélice: Watson y CrickModelo de la doble hélice: Watson y Crick

57. ÁCIDOS NUCLEICOS; DNA
DOS hebras enrolladas helicoidalmente
Antiparalelas
Complementarias:
Las bases nitrogenadas se “unen” entre sí mediante 2 o 3 puentes de hidrógeno.
(A y T con 2 , C y G con 3)
Modelo de la doble hélice: Watson y CrickModelo de la doble hélice: Watson y Crick

58. ÁCIDOS NUCLEICOS; RNA
El RNA y sus clasesEl 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.

59. ÁCIDOS NUCLEICOS
Replicación del DNAReplicación 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.

60. ÁCIDOS NUCLEICOS
Replicación del DNAReplicación 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

61. ÁCIDOS NUCLEICOS
BIOSÍNTESIS DE PROTEÍNASBIOSÍNTESIS DE PROTEÍNAS

62. ÁCIDOS NUCLEICOS
TRANSCRIPCIÓN A RNAmTRANSCRIPCIÓN 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.

63. ÁCIDOS NUCLEICOS
TRADUCCIÓN A PROTEÍNATRADUCCIÓN 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.

64. ÁCIDOS NUCLEICOS
TRADUCCIÓN A PROTEÍNATRADUCCIÓN A PROTEÍNA

65. BIOMOLÉCULAS
FINFIN