Unidad 3

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA
DIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN
UNIDAD 3
Bases químicas de la vida
1. CUATRO FAMILIAS DE MOLÉCULAS BIOLÓGICAS (CARBOHIDRATOS,
LÍPIDOS, PROTEÍNAS Y ÁCIDOS NUCLÉICOS).
 Moléculas orgánicas: El Carbono.
 Carbohidratos: simples, monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.
 Lípidos: grasas fosfolípidos, glucolípidos y esteroides.
 Proteínas: aminoácidos.
 Ácidos Nucléicos: Ácido desoxirribonucleico (ADN), Ácido Ribonucleico (ARN).

ESTRUCTURA DE LA MATERIA VIVA
Toda la materia viva está compuesta de elementos primarios como son: CHONSP,
carbono (C), Hidrógeno(H),Oxígeno(O), Nitrógeno (N), Azufre(S) y Fósforo (P); que son
imprescindibles para formar las principales moléculas biológicas como son los glúcidos,
lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
También tenemos bioelementos secundarios como; Calcio (Ca), Sodio (Na), Cloro (Cl),
Potasio (K), Hierro (Fe) entre otros.
Se dividen en tres: primarios, secundarios y oligoelementos.
PRIMARIOS:Son básicos para la vida y ayudan a la formación de glúcidos, lípidos,
proteínas y ácidos nucleicos y estos son: Carbono, Hidrogeno, Oxigeno, Nitrógeno,
Azufre y Fosforo.
BIOGENÉSIS

CARBONO:Se encuentra libre en la naturaleza en dos formas diamante y grafitos.
Además forma parte de compuestos inorgánicos. CO2, sustancias orgánicas C6H12O6,
Es el 20% de la sustancia fundamental del ser vivo.
HIDRÓGENO: Es un gas inodoro, incoloro e insípido, es más ligero que el aire. Agua
H2O, se encuentra en un 10% en el organismo del ser humano.
OXÍGENO: es un gas muy importante para la mayoría de los seres vivos porque ayuda a
su respiración. Se encuentra en un 65% en la sustancia fundamental del ser vivo.

NITRÓGENO: Es el componente esencial de los aminoácidos y los ácidos nucleicos.
Participa en la constitución del ADN.
Forma el 30% de la sustancia fundamental en la materia viva.
AZUFRE: Se encuentra en forma nativa en regiones volcánicas, forma el 0.02%.
FÓSFORO: Desempeñan un papel esencial en la transferencia de energía como lo es en
el metabolismo, la fotosíntesis, la función nerviosa y la acción muscular. Está formado por
el 0.01%.

SECUNDARIOS:Son aquellos cuya concentración en las células está entre el 0.05% y
1%, también llamados micro elementos; se dividen en indispensables, variables y
oligoelementos.
Bioelementos secundarios indispensables. Están presentes en todos los seres vivos.
Los más abundantes son el sodio, el potasio, el magnesio y el calcio. Los iones sodio,
potasio y cloruro intervienen en el mantenimiento del grado de salinidad del medio interno
y en el equilibrio de cargas a ambos lados de la membrana. Los iones sodio y potasio son
fundamentales en la transmisión del impulso nervioso; el calcio en forma de carbonato da
lugar a caparazones de moluscos y al esqueleto de muchos animales. El ion calcio actúa
en muchas reacciones, como los mecanismos de la contracción muscular, la
permeabilidad de las membranas, etc. El magnesio es un componente de la clorofila y de
muchas enzimas. Interviene en la síntesis y la degradación del ATP, en
la replicación del ADN y en su estabilización, etc.
Calcio (Ca)
Sodio (Na)
Potasio (K)
Magnesio (Mg)
Hierro (Fe)
Yodo (I)
CALCIO:El calcio es un mineral que da fortaleza a tus huesos.
Es un elemento principal de los huesos. El calcio es necesario
para llevar a cabo muchas funciones del cuerpo, como la
coagulación de la sangre, el funcionamiento de los nervios y
músculos.
SODIO:El sodio es un electrolito que desempeña un papel fundamental en la hidratación.
El sodio trabaja para empujar el agua hacia las células mientras que el potasio empuja los
residuos fuera de las células. Este equilibrio ayuda a prevenir la deshidratación y
promueve la función de las células sanas. Además el sodio es necesario para la función

nerviosa, la función muscular y el mantenimiento de una presión
arterial saludable. Lo encontramos en la sal y otros elementos como
son el queso y el pan.
POTASIO:Por regla general, todo alimento pobre en sodio es rico en potasio. Verduras y
frutas frescas "sobre todo en el plátano",desempeña un
papel en la mayoría de las funciones vitales. Regula el
contenido en agua de las células y su movimiento,
impidiendo la fuga.
El potasio Mantiene el equilibrio ácido-base y junto con el
sodio, el potasio regulariza la cantidad y el reparto normal
del agua en el organismo.El potasio Incrementa la
excitabilidad neuromuscular.
MAGNESIO: Las fuentes de magnesio son el cacao, las semillas
y frutas secas, el germen de trigo, la levadura de cerveza, los
cereales integrales, las legumbres y las verduras de hoja. El
magnesio es importante para la vida, tanto animal como vegetal.
La clorofila (que interviene en la fotosíntesis) es una sustancia
compleja de porfirina-magnesio. .
El magnesio es un elemento químico esencial para el ser
humano; la mayor parte del magnesio se encuentra en
los huesos y sus iones desempeñan papeles de importancia en
la actividad de muchas coenzimas y en reacciones que dependen del ATP.

HIERRO: Lo encontramos vísceras, hígado, carne, yema de huevo, marisco, verduras,
legumbres (especialmente las lentejas), frutos
secos y algunas frutas como la pera, la manzana,
los albaricoques, las fresas y frambuesas, la
naranja y las cerezas,tiene un papel clave en la
formación de hemoglobina.
YODO: El Yodo, un micro mineral, colabora con el crecimiento mental y el
físico.También con el funcionamiento correcto de
los tejidos nerviosos y de los músculos.
Ayuda a mantener el equilibrio de la circulación,
y a metabolizar otros nutrientes. Las fuentes
de Yodose cubren con la alimentación, y puede
encontrarse en la sal, algas, productos de mar y
vegetales que crezcan en suelos ricos en este
mineral.
Bioelementos secundarios variables. Están presentes en algunos seres vivos. (también
llamados oligoelementos)
Boro (B)
Bromo (Br)
Cobre (Cu)
Flúor (F)
Manganeso (Mn)
Silicio (Si)

BORO: El boro también juega un papel importante en la utilización y en la distribución de
los glúcidos dentro de la planta. La deficiencia de boro
provoca una acumulación de azúcares en los tejidos. Se cree
que el boro facilita el transporte de azúcares a través de la
membrana formando un complejo azúcar-borato. También ha
sido demostrada la intervención directa del boro en la síntesis
de sacarosa (donde se precisa uracilo) y almidón. Así por
ejemplo, la remolacha azucarera presenta unos niveles de
azúcar mucho más elevados si está correctamente nutrida en
boro.
BROMO: El cromo es un oligoelemento esencial que
potencia la acción de la insulina e influye en el
metabolismo de los carbohidratos, las proteínas y las
grasas. Se ha sugerido que podría utilizarse como
complemento para facilitar la pérdida de peso y para
mejorar el control del azúcar en sangre de las personas
con diabetes.
COBRE: El cobre es un componente que forma parte de varias enzimas y proteínas que
se encuentran en nuestro organismo y tienen efectos
sobre nuestra salud, entre ellos se destacan el buen
estado de los huesos, el correcto funcionamiento del
sistema inmune, nervioso y cardiovascular.
También participa en el metabolismo del hierro y la
formación de los eritrocitos (glóbulos rojos)

Es importante saber que cuando utilizamos recipientes de cocina de este material
trasmitimos sus propiedades a los alimentos, salvaguardando sus características
nutritivas, aromas y sabores.
FLUOR:El flúor es un mineral que nuestro organismo necesita para cumplir funciones tan
importantes como el fortalecimiento de los dientes y de
los huesos, pero las necesidades de este mineral son
pequeñas, es por eso que se le denomina
micromineral. Las principales fuentes de flúor se
encuentran en el agua potable, el pescado, los
mariscos y algunas verduras como la col y las
espinacas, el trigo, el tomate, los espárragos, el arroz,
las uvas, el té, etc.
MANGANESO:Las principales fuentes naturales de manganeso son frutas secas,
semillas de girasol y de sésamo, granos
integrales, cereales, legumbres (frijol, lenteja, gui
sante, garbanzo y soja), verduras de hojas
verdes, hojas
de remolacha, mora, nueces, melocotón, almendr
as, yema de huevo, café y té. Se ha comprobado
que el manganeso tiene un papel tanto
estructural como enzimático. Está presente en
distintas enzimas, destacando el superóxidodismutasa de manganeso (Mn-SOD), que
cataliza la dismutación de superóxidos, O2-; la Mn-catalasa, que cataliza la dismutación
de peróxido de hidrógeno, H2O2; así como en la concavanila A (de la familia de
la lectina), en donde el manganeso tiene un papel estructural.
SILICIO: Entre los alimentos más ricos en silicio encontramos la
avena. A los caballos, después de una competencia, esfuerzo

o entrenamiento, se les inyecta avena. Este alimento resulta ser un buen vigorizante del
organismo por su gran aportación de silicio al organismo. El silicio ayuda a mantener la
salud y belleza del organismo. Ayuda a que elcabello y la piel se mantengan brillantes,
flexibles y no se resequen, además de ser un excelente tonificante del sistema nervioso.
Las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los seres vivos. Los
seis elementos químicos o bioelementos más abundantes en los seres vivos son
el carbono, hidrógeno, oxígeno,nitrógeno, fósforo y azufre (C,H,O,N,P,S) representando
alrededor del 99% de la masa de la mayoría de las células, con ellos se crean todo tipos
de sustancias o biomoléculas (proteínas,aminoácidos, neurotransmisores).1
Estos cuatro
elementos son los principales componentes de las biomoléculas debido a que:
1. Permiten la formación de enlaces covalentes entre ellos, compartiendo electrones,
debido a su pequeña diferencia de electronegatividad. Estos enlaces son muy
estables, la fuerza de enlace es directamente proporcional a las masas de los
átomos unidos.
2. Permiten a los átomos de carbono la posibilidad de formar esqueletos
tridimensionales –C-C-C- para formar compuestos con número variable de
carbonos.
BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS E
INÓRGANICAS

3. Permiten la formación de enlaces múltiples (dobles y triples) entre C y C; C y O; C
y N. Así como estructuras lineales ramificadas cíclicas, heterocíclicas, etc.
4. Permiten la posibilidad de que con pocos elementos se den una enorme variedad
de grupos funcionales (alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos, aminas, etc.) con
propiedades químicas y físicas diferentes.
Clasificación de los biocompuestos
Según la naturaleza química, las biomoléculas son:
Biocompuestos inorgánicos
Son moléculas que poseen tanto los seres vivos como los seres inertes, aunque son
imprescindibles para la vida, como el agua, la biomolécula más abundante,
los gases (oxígeno, etc) y las sales
inorgánicas: aniones como fosfato (HPO4
−
), bicarbonato (HCO3
−
) y cationes como
el amonio (NH4
+
).
Biocompuestos orgánicos o principios inmediatos
Son sintetizadas solamente por los seres vivos y tienen una estructura con base en
carbono. Están constituidas, principalmente, por los elementos
químicos carbono, hidrógeno y oxígeno, y con frecuencia también están
presentes nitrógeno, fósforo y azufre; a veces se incorporan otros elementos pero en
mucha menor proporción.

Las biocompuestos orgánicas pueden agruparse en cinco grandes tipos:
Glúcidos
Los glúcidos (impropiamente llamados hidratos de carbono o carbohidratos) son la fuente
de energía primaria que utilizan los seres vivos
para realizar sus funciones vitales;
la glucosa está al principio de una de las rutas
metabólicas productoras de energía más
antigua, la glucólisis, usada en todos los niveles
evolutivos, desde las bacterias a
los vertebrados. Muchos organismos,
especialmente los vegetales (algas, plantas)
almacenan sus reservas en forma de almidón,
en cambio los animales forman el glucógeno,
entre ellos se diferencia por la cantidad y el número de ramificaciones de la glucosa.
Algunos glúcidos forman importantes estructuras esqueléticas, como la celulosa,
constituyente de la pared celular vegetal, o la quitina, que forma la cutícula de
losartrópodos.

Tipos de glúcidos
Los glúcidos se dividen en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.
Monosacáridos
Los glúcidos más simples, los
monosacáridos, están formados por una
sola molécula; no pueden ser hidrolizados a
glúcidos más pequeños. La fórmula química
general de un monosacárido no modificado
es (CH2O)n, donde n es cualquier número
igual o mayor a tres, su límite es de 7
carbonos. Los monosacáridos poseen
siempre un grupo carbonilo en uno de sus
átomos de carbono y grupos hidroxilo en el
resto, por lo que pueden
considerarse polialcoholes.
Los monosacáridos se clasifican de acuerdo a tres características diferentes: la posición
del grupo carbonilo, el número de átomos de carbono que contiene y su quiralidad.
Disacáridos
Los disacáridos son glúcidos formados por dos moléculas de monosacáridos y, por tanto,
al hidrolizarse producen dos monosacáridos
libres. Los dos monosacáridos se unen mediante
un enlace covalente conocido como
enlace glucosídico, tras una reacción de
deshidratación que implica la pérdida de un
átomo de hidrógeno de un monosacárido y un
grupo hidroxilo del otro monosacárido, con la
consecuente formación de una molécula de H2O,
de manera que la fórmula de los disacáridos no
modificados es C12H22O11.

Polisacáridos
Los polisacáridos son cadenas, ramificadas o no, de más
de diez monosacáridos, resultan de la condensación de
muchas moléculas de monosacáridos con la pérdida de
varias moléculas de agua. Su fórmula empírica es:
(C6 H10 O5)n. Los polisacáridos representan una clase
importante de polímeros biológicos y su función en
los organismos vivos está relacionada usualmente con
estructura o almacenamiento.
Lípidos
Los lípidos saponificables cumplen dos funciones primordiales para las células; por una
parte, los fosfolípidos forman el esqueleto de las membranas celulares (bicapa lipídica);
por otra, lostriglicéridos son el principal almacén de energía de los animales. Los lípidos
insaponificables, como los isoprenoides y los esteroides, desempeñan funciones
reguladoras (colesterol, hormonas sexuales, prostaglandinas).
Proteínas
Las proteínas son las biomoléculas que más diversidad de funciones realizan en los seres
vivos; prácticamente todos los procesos biológicos dependen de su presencia y/o
actividad. Son proteínas casi todas las enzimas, catalizadores de
reacciones metabólicas de las células; muchas hormonas, reguladores de actividades
celulares; la hemoglobina y otras moléculas con funciones de transporte en
la sangre; anticuerpos, encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o
agentes extraños; los receptores de las células, a los cuales se fijan moléculas capaces

de desencadenar una respuesta determinada; la actina y la miosina, responsables finales
del acortamiento del músculo durante la contracción; el colágeno, integrante de fibras
altamente resistentes en tejidos de sostén.
ÁCIDOS NUCLEICOS, ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN) Y ÁCIDO
RIBONUCLEICO (ARN)
Los ácidos nucleicos son grandes polímeros formados por
la repetición de monómeros denominados nucleótidos,
unidos mediante enlaces fosfodiéster. Se forman, así, largas
cadenas; algunas moléculas de ácidos nucleicos llegan a
alcanzar tamaños gigantescos, con millones de nucleótidos
encadenados. Los ácidos nucleicos almacenan la
información genética de los organismos vivos y son los
responsables de la transmisión hereditaria. Existen dos tipos
básicos, el ADN y el ARN.
El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe
a Friedrich Miescher, quien en el año 1869 aisló de
los núcleos de las células una sustancia ácida a la que
llamó nucleína,1
nombre que posteriormente se cambió a
ácido nucleico. Posteriormente, en 1953, James
Watson y Francis Crickdescubrieron la estructura del ADN, empleando la técnica
de difracción de rayos X.

Tipos de ácidos nucleicos
Existen dos tipos de ácidos nucleicos: ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido
ribonucleico), que se diferencian:
por el glúcido (la pentosa es diferente en cada uno; ribosa en el ARN
y desoxirribosa en el ADN);
por las bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina y timina, en el ADN; adenina,
guanina, citosina y uracilo, en el ARN;
en la inmensa mayoría de organismos, el ADN es bicatenario (dos cadenas unidas
formando una doble hélice), mientras que el ARN es monocatenario (una sola
cadena), aunque puede presentarse en forma extendida, como el ARNm, o en forma
plegada, como el ARNt y el ARNr;
en la masa molecular: la del ADN es generalmente mayor que la del ARN.

Nucleósidos y nucleótidos
Las unidades que forman los ácidos nucleicos son los nucleótidos. Cada nucleótido es
una molécula compuesta por la unión de tres unidades: un monosacárido de
cinco carbonos (una pentosa,ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN), una base
nitrogenada purínica (adenina, guanina) o pirimidínica (citosina, timina o uracilo) y un
grupo fosfato (ácido fosfórico). Tanto la base nitrogenada como los grupos fosfato están
unidos a la pentosa.
La unidad formada por el enlace de la pentosa y de la base nitrogenada se
denomina nucleósido. El conjunto formado por un nucleósido y uno o varios grupos
fosfato unidos al carbono 5' de la pentosa recibe el nombre de nucleótido. Se denomina
nucleótido-monofosfato (como el AMP) cuando hay un solo grupo fosfato, nucleótido-
difosfato (como el ADP) si lleva dos y nucleótido-trifosfato (como el ATP) si lleva tres.
Listado de las bases nitrogenadas
Las bases nitrogenadas conocidas son:
Adenina, presente en ADN y ARN
Guanina, presente en ADN y ARN
Citosina, presente en ADN y ARN
Timina, presente exclusivamente en el ADN
Uracilo, presente exclusivamente en el ARN
Estructura química de laadenina.

Estructura química de laguanina.
Estructura química de lacitosina.
Estructura química de latimina.
Estructura química deluracilo.

Estructura química de laribosa.
Estructura química delácido fosfórico.
Características del ADN
El ADN es bicatenario, está constituido por dos cadenas polinucleotídicas unidas entre sí
en toda su longitud. Esta doble cadena puede disponerse en forma lineal (ADN del núcleo
de las células eucarióticas) o en forma circular (ADN de las células procarióticas, así
como de las mitocondrias y cloroplastos eucarióticos). La molécula de ADN porta la
información necesaria para el desarrollo de las características biológicas de un individuo y
contiene los mensajes e instrucciones para que las células realicen sus funciones.
Dependiendo de la composición del ADN (refiriéndose a composición como la secuencia
particular de bases), puede desnaturalizarse o romperse los puentes de hidrógenos entre
bases pasando a ADN de cadena simple o ADNsc abreviadamente.
Excepcionalmente, el ADN de algunos virus es monocatenario.

Estructuras ADN
Estructura primaria. Una cadena de desoxirribonucleótidos (monocatenario) es decir,
está formado por un solo polinucleótido, sin cadena complementaria. No es funcional,
excepto en algunos virus.
Estructura secundaria. Doble hélice, estructura bicatenaria, dos cadenas de
nucleótidos complementarias, antiparalelas, unidas entre sí por las bases
nitrogenadas por medio de puentes de hidrógeno. Está enrollada helicoidalmente en
torno a un eje imaginario. Hay tres tipos:
Doble hélice A, con giro dextrógiro, pero las vueltas se encuentran en un plano
inclinado (ADN no codificante).
Doble hélice B, con giro dextrógiro, vueltas perpendiculares (ADN funcional).
Doble hélice Z, con giro levógiro, vueltas perpendiculares (no funcional); se
encuentra presente en los parvovirus.
Características del ARN
El ARN difiere del ADN en que la pentosa de los nucleótidos constituyentes es ribosa en
lugar de desoxirribosa, y en que, en lugar de las cuatro bases A, G, C, T, aparece A, G, C,
U (es decir, uracilo en lugar de timina). Las cadenas de ARN son más cortas que las de
ADN, aunque dicha característica es debido a consideraciones de carácter biológico, ya
que no existe limitación química para formar cadenas de ARN tan largas como de ADN, al
ser el enlace fosfodiéster químicamente idéntico.El ARN está constituido casi siempre por
una única cadena (es monocatenario), aunque en ciertas situaciones, como en los ARNt y
ARNr puede formar estructuras plegadas complejas y estables.
Mientras que el ADN contiene la información, el ARN expresa dicha información, pasando
de una secuencia lineal de nucleótidos, a una secuencia lineal de aminoácidos en una
proteína. Para expresar dicha información, se necesitan varias etapas y, en consecuencia
existen varios tipos de ARN:

El ARN mensajero se sintetiza en el núcleo de la célula, y su secuencia de bases es
complementaria de un fragmento de una de las cadenas de ADN. Actúa como
intermediario en el traslado de la información genética desde el núcleo hasta el
citoplasma. Poco después de su síntesis sale del núcleo a través de los poros
nucleares asociándose a los ribosomas donde actúa como matriz o molde que ordena
los aminoácidos en la cadena proteica. Su vida es muy corta: una vez cumplida su
misión, se destruye.
El ARN de transferencia existe en forma de moléculas relativamente pequeñas. La
única hebra de la que consta la molécula puede llegar a presentar zonas de estructura
secundaria gracias a los enlaces por puente de hidrógeno que se forman entre bases
complementarias, lo que da lugar a que se formen una serie de brazos, bucles o asas.
Su función es la de captar aminoácidos en el citoplasma uniéndose a ellos y
transportándolos hasta los ribosomas, colocándolos en el lugar adecuado que indica
la secuencia de nucleótidos del ARN mensajero para llegar a la síntesis de una
cadena polipeptídica determinada y por lo tanto, a la síntesis de una proteína
El ARN ribosómico es el más abundante (80 por ciento del total del ARN), se
encuentra en los ribosomas y forma parte de ellos, aunque también existen proteínas
ribosómicas. El ARN ribosómico recién sintetizado es empaquetado inmediatamente
con proteínas ribosómicas, dando lugar a las subunidades del ribosoma.

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