El agua21agua

LA QUÍMICA CELULARLA QUÍMICA CELULAR
LAS MOLÉCULAS DE LOSLAS MOLÉCULAS DE LOS
SERES VIVOSSERES VIVOS

El aguaEl agua
Es la más abundante deEs la más abundante de
las moléculas quelas moléculas que
conforman los seresconforman los seres
vivos.vivos.

Constituye entre el 50Constituye entre el 50
y el 95% del peso dey el 95% del peso de
cualquier sistemacualquier sistema
vivo.vivo.
La vida comenzó en elLa vida comenzó en el
agua, y en la actualidad,agua, y en la actualidad,
dondequiera que hayadondequiera que haya
agua líquida, hay vida.agua líquida, hay vida.

El aguaEl agua
Cubre las tres cuartasCubre las tres cuartas
partes de la superficie departes de la superficie de
la Tierra.la Tierra.
Pero, el agua no es enPero, el agua no es en
absoluto un líquidoabsoluto un líquido
ordinario, es en realidad,ordinario, es en realidad,
bastante extraordinaria.bastante extraordinaria.
Si no lo fuera, esSi no lo fuera, es
improbable que algunaimprobable que alguna
vez pudiese habervez pudiese haber
evolucionado la vidaevolucionado la vida
sobre la Tierra.sobre la Tierra.

La estructura del aguaLa estructura del agua
Cada molécula de agua está constituida por dos átomosCada molécula de agua está constituida por dos átomos
de hidrógeno (H) y un átomo de oxígeno (O).de hidrógeno (H) y un átomo de oxígeno (O).
Cada uno de los átomos de hidrógeno está unido a unCada uno de los átomos de hidrógeno está unido a un
átomo de oxígeno por un enlace covalente.átomo de oxígeno por un enlace covalente.

El único electrón de cada átomo de hidrógeno es compartidoEl único electrón de cada átomo de hidrógeno es compartido
con el átomo de oxígeno, que también contribuye con uncon el átomo de oxígeno, que también contribuye con un
electrón a cada enlace.electrón a cada enlace.

La molécula de agua, enLa molécula de agua, en
conjunto, posee carga neutra yconjunto, posee carga neutra y
tiene igual número detiene igual número de
electrones y protones.electrones y protones.

Sin embargo, es una moléculaSin embargo, es una molécula
polar.polar.
El núcleo de oxígeno “arrastra”El núcleo de oxígeno “arrastra”
electrones fuera del núcleo deelectrones fuera del núcleo de
hidrógeno, dejando a estoshidrógeno, dejando a estos
núcleos con una pequeñanúcleos con una pequeña
carga positiva neta.carga positiva neta.
El exceso de densidad deEl exceso de densidad de
electrones en el átomo deelectrones en el átomo de
oxígeno crea regionesoxígeno crea regiones
débilmente negativas en losdébilmente negativas en los
otros dos vértices de unotros dos vértices de un
tetraedro imaginario.tetraedro imaginario.

Cuando una región de cargaCuando una región de carga
parcial positiva de unaparcial positiva de una
molécula de agua semolécula de agua se
aproxima a una región deaproxima a una región de
carga parcial negativa de otracarga parcial negativa de otra
molécula de agua, la fuerzamolécula de agua, la fuerza
de atracción forma entre ellasde atracción forma entre ellas
un enlace que se conoceun enlace que se conoce
comocomo puente de hidrógenopuente de hidrógeno..
Un puente de H puedeUn puente de H puede
formarse solamente entreformarse solamente entre
cualquier átomo de H quecualquier átomo de H que
esté unido covalentemente aesté unido covalentemente a
un átomo que posee fuerteun átomo que posee fuerte
atracción por los electronesatracción por los electrones
(generalmente el O o el N) y(generalmente el O o el N) y
un átomo de O o N de otraun átomo de O o N de otra
molécula.molécula.

Puentes de hidrógenoPuentes de hidrógeno
En el agua, los puentes deEn el agua, los puentes de
hidrógeno se forman entre unhidrógeno se forman entre un
“vértice” negativo de la molécula“vértice” negativo de la molécula
de agua con el “vértice” positivode agua con el “vértice” positivo
de otra.de otra.
Cada molécula de agua puedeCada molécula de agua puede
establecer puentes de hidrógenoestablecer puentes de hidrógeno
con otrascon otras cuatro moléculascuatro moléculas dede
agua.agua.
Un puente de H es más débilUn puente de H es más débil
que un enlace covalente o unoque un enlace covalente o uno
iónico, pero, en conjunto tieneniónico, pero, en conjunto tienen
una fuerza considerable y hacenuna fuerza considerable y hacen
que las moléculas se aferrenque las moléculas se aferren
estrechamente.estrechamente.

EL CICLO DEL AGUAEL CICLO DEL AGUA
Es el movimento del agua haciaEs el movimento del agua hacia
la tierra y de nuevo al airela tierra y de nuevo al aire
Evaporación: Es el procesoEvaporación: Es el proceso
mediante el cual el agua líquidamediante el cual el agua líquida
se convierte en vapor de agua.lase convierte en vapor de agua.la
mayor parte ocurre en losmayor parte ocurre en los
océanos y maresocéanos y mares
Condensación:El vapor de aguaCondensación:El vapor de agua
se convierte en agua líquida ose convierte en agua líquida o
en hielo. Nubesen hielo. Nubes
Precipitación:Incluye todas lasPrecipitación:Incluye todas las
formas de agua que caen desdeformas de agua que caen desde
las nubeslas nubes

Tensión superficialTensión superficial
Es una consecuencia deEs una consecuencia de
la cohesión o la atracciónla cohesión o la atracción
mutua, de las moléculasmutua, de las moléculas
de agua.de agua.

Considere el goteo deConsidere el goteo de
agua e insectos caminandoagua e insectos caminando
sobre un estanque.sobre un estanque.
LaLa cohesióncohesión es la uniónes la unión
de moléculas de lade moléculas de la
misma sustancia.misma sustancia.
LaLa adhesiónadhesión es la uniónes la unión
de moléculas dede moléculas de
sustancias distintas.sustancias distintas.

El aguaEl agua es el medio que les llevaes el medio que les lleva
la mayor parte de materialesla mayor parte de materiales
necesarios para viivr.necesarios para viivr.
El movimiento de estos materialesEl movimiento de estos materiales
disueltos de una parte a otra sedisueltos de una parte a otra se
llamallama TraslocaciónTraslocación
En laEn la fotosintésisfotosintésis el hidrógenoel hidrógeno
de la mol. Del agua se combinade la mol. Del agua se combina
con el bióxido de carbono paracon el bióxido de carbono para
formar los azúcaresformar los azúcares
Las plantas tienen capacidad deLas plantas tienen capacidad de
adaptación a medio ambientesadaptación a medio ambientes
con o sin agua según sea el casocon o sin agua según sea el caso
EL BALANCE DEL AGUA EN LAS PLANTAS

El proceso por el cual el vapor deEl proceso por el cual el vapor de
agua escapa por las hojas por losagua escapa por las hojas por los
estomas se llamaestomas se llama TranspiraciónTranspiración
La transpiración ayuda alLa transpiración ayuda al
enfriamiento de las hojas, el 3%enfriamiento de las hojas, el 3%
de la energía solar se usa ende la energía solar se usa en
fotosíntesis el resto se conviertefotosíntesis el resto se convierte
en calor.en calor.
Nitratos,sulfatos,fosfatosNitratos,sulfatos,fosfatos
sintetizan proteínas y ac.sintetizan proteínas y ac.
NucleícosNucleícos
K, Mg,Fe, sintesís enzimáticosK, Mg,Fe, sintesís enzimáticos
EL BALANCE DEL AGUA EN LAS PLANTAS

Las briofitas musgos y hepáticasLas briofitas musgos y hepáticas
estructuras similares a raícesestructuras similares a raíces
RIZOIDES.RIZOIDES. No tienen estructurasNo tienen estructuras
vasculares ,el agua Cel a Cel avasculares ,el agua Cel a Cel a
pequeñas distanciaspequeñas distancias
La diferencia en presión de agua entreLa diferencia en presión de agua entre
int y ext de la raíz hace que el aguaint y ext de la raíz hace que el agua
entre a los pelos radicularesentre a los pelos radiculares
Plantas de mayor tamaño obtienen elPlantas de mayor tamaño obtienen el
aguaagua RaícesRaíces acompañado de pelosacompañado de pelos
radiculares ejem. Peludas mayorradiculares ejem. Peludas mayor
superficiesuperficie
Pelo radicular puede ser ciento dePelo radicular puede ser ciento de
veces mayor que su díametro y duraveces mayor que su díametro y dura
solo unos pocos díassolo unos pocos días
COMO ENTRA EL AGUA A LAS PLANTAS

Plantas unicelularesPlantas unicelulares las sustanciaslas sustancias
agua ,minerales se distribuyen poragua ,minerales se distribuyen por
difusióndifusión y pory por mov. Citoplasmaticosmov. Citoplasmaticos..
La difusión es un mov. RelativamenteLa difusión es un mov. Relativamente
lento, puede llevar materiales a travéslento, puede llevar materiales a través
de una célula.de una célula.
Plantas multicelularesPlantas multicelulares donde se muevedonde se mueve
agua por difusión el tamaño de laagua por difusión el tamaño de la
planta está limitado por esto.planta está limitado por esto.
Las plantas vascularesLas plantas vasculares tienen tejidostienen tejidos
especializados que transportan losespecializados que transportan los
materiales a través de la planta, similarmateriales a través de la planta, similar
al líquido en una tubería que conectanal líquido en una tubería que conectan
las raíces con las hojas.las raíces con las hojas.
MOVIMIENTO DE LOS FLUIDOS DENTRO DE LAS
PLANTAS

Acción capilar e inhibiciónAcción capilar e inhibición
La acción capilar o capilaridad esLa acción capilar o capilaridad es
la combinación de la cohesión yla combinación de la cohesión y
la adhesión que hacen que ella adhesión que hacen que el
agua ascienda entre dosagua ascienda entre dos
láminas, por tubos muy finos, enláminas, por tubos muy finos, en
un papel secante, o queun papel secante, o que
atraviese lentamente losatraviese lentamente los
pequeños espacios entre laspequeños espacios entre las
partículas del suelo.partículas del suelo.

SISTEMA DE TRANSPORTACION PLANTAS VASCULARESSISTEMA DE TRANSPORTACION PLANTAS VASCULARES
XilemaXilema:Tej. Vascular que provee sostén:Tej. Vascular que provee sostén
mecánico a la planta y conduce agua-mecánico a la planta y conduce agua-
minerales desde raíz-hojasminerales desde raíz-hojas
TraquideasTraquideas: Cel de xilema alargadas y de: Cel de xilema alargadas y de
paredes gruesas estrechas y en formaparedes gruesas estrechas y en forma
de tubosde tubos
Elementos de los vasos:Elementos de los vasos: Cel. De xilemaCel. De xilema
con terminales abiertos en forma decon terminales abiertos en forma de
punta que conducen aguapunta que conducen agua
Floema:Floema:Formado por tubos cribososFormado por tubos cribosos
transporte.,almacén y sosténtransporte.,almacén y sostén
Tubos cribosos.Tubos cribosos.Cel unidas terminal conCel unidas terminal con
terminal Tubos continuos placas cribosasterminal Tubos continuos placas cribosas
en los terminalesen los terminales
Placas Cribosas.Placas Cribosas. huecos de cribas quehuecos de cribas que
conectan los elementos de los tubosconectan los elementos de los tubos
cribososcribosos
Células acompañantesCélulas acompañantes: especializadas: especializadas
que proveen algunos de los materiales yque proveen algunos de los materiales y
energía que usan los elementos cribososenergía que usan los elementos cribosos

LA CAPILARIDAD Y LA PRESION DE LA RAIZLA CAPILARIDAD Y LA PRESION DE LA RAIZ
La presión de la raíz. Es la presiónLa presión de la raíz. Es la presión
que hay en el xilema como elque hay en el xilema como el
resultado del mov. Hacía adentro delresultado del mov. Hacía adentro del
agua. (OSMOSIS). Esta presión poragua. (OSMOSIS). Esta presión por
si sola no es suficiente para que elsi sola no es suficiente para que el
agua suba.agua suba.
CapilaridadCapilaridad: es la tendencia de un: es la tendencia de un
líquido a subir de un tubo delíquido a subir de un tubo de
díametro pequeño gracias a ladíametro pequeño gracias a la
combinación de dos fuerza la decombinación de dos fuerza la de
CohesiónCohesión yy adhesiónadhesión
Cohesión:Cohesión: atracción entre molatracción entre mol..iguales
Adhesión:atracción entre mol.
distintas

Acción capilar e inhibiciónAcción capilar e inhibición
La inhibición o absorción, es la penetraciónLa inhibición o absorción, es la penetración
capilar de moléculas de agua en sustanciascapilar de moléculas de agua en sustancias
tales como la madera o la gelatina que, comotales como la madera o la gelatina que, como
resultado de ello, se hinchan (germinación deresultado de ello, se hinchan (germinación de
semillas).semillas).

LA TEORIA DE TRANSPIRACION-LA TEORIA DE TRANSPIRACION-
COHESIONCOHESION
Sostiene que la evaporación de las hojasSostiene que la evaporación de las hojas
(transpiración)empuja el agua hacia arriba(transpiración)empuja el agua hacia arriba
desde las raíces ejemplo.desde las raíces ejemplo.
Mercurio , tubo, tallo hojasMercurio , tubo, tallo hojas

Resistencia a los cambios deResistencia a los cambios de
temperaturatemperatura
La cantidad de calor que requiere una cantidad dada de sustanciaLa cantidad de calor que requiere una cantidad dada de sustancia
para que se produzca un aumento dado de temperatura, es supara que se produzca un aumento dado de temperatura, es su calorcalor
específico.específico.
UnaUna caloríacaloría se define como la cantidad de calor que elevará en 1ºCse define como la cantidad de calor que elevará en 1ºC
la temperatura de un gramo (1 mL o 1 cmla temperatura de un gramo (1 mL o 1 cm33
) de agua.) de agua.
Una caloría de alimento es igual a una kilocaloría (1000 calorías)Una caloría de alimento es igual a una kilocaloría (1000 calorías)
Los carbohidratos,lípidos y proteínas pueden degradarse paraLos carbohidratos,lípidos y proteínas pueden degradarse para
proveer energía al cuerpo, no así las vitamínas y mineralesproveer energía al cuerpo, no así las vitamínas y minerales
Los carbohídratos son la fuente principal de energia para elLos carbohídratos son la fuente principal de energia para el
cuerpo.monosacáridos,disacaridos (azucares) ycuerpo.monosacáridos,disacaridos (azucares) y
polisacáridos(almidones y celulosa)polisacáridos(almidones y celulosa)
Los lípidos (ac.grasos el cuerpo usa para hacer memb. Cel yLos lípidos (ac.grasos el cuerpo usa para hacer memb. Cel y
hormonas) son fuente de energía altamente concentrada,casi elhormonas) son fuente de energía altamente concentrada,casi el
doble de calorías por gramo que los carbohidratos y proteínasdoble de calorías por gramo que los carbohidratos y proteínas
Las proteínas proveen aa el cuerpo necesita para estructuras cel.yLas proteínas proveen aa el cuerpo necesita para estructuras cel.y
cromosomascromosomas

El calor específico del agua es aprox.El calor específico del agua es aprox.
El doble que el del aceite o del alcohol,El doble que el del aceite o del alcohol,
4 veces el del aire o del aluminio y diez veces el del acero.4 veces el del aire o del aluminio y diez veces el del acero.
Sólo el amoníaco líquido tiene un calor específico más alto.Sólo el amoníaco líquido tiene un calor específico más alto.

El calor es una forma deEl calor es una forma de
energía, la energía cinética, oenergía, la energía cinética, o
energía de movimiento, de lasenergía de movimiento, de las
moléculas.moléculas.
El calor que se mide en calorías,El calor que se mide en calorías,
refleja la energía cinética totalrefleja la energía cinética total
de un grupo de moléculas;de un grupo de moléculas;
incluye tanto la magnitud de losincluye tanto la magnitud de los
movimientos moleculares comomovimientos moleculares como
la masa y la cantidad dela masa y la cantidad de
moléculas en movimiento.moléculas en movimiento.
La temperatura, que se mide enLa temperatura, que se mide en
grados, refleja la energíagrados, refleja la energía
cinética promedio de lascinética promedio de las
moléculas.moléculas.
 Ej: lago - aveEj: lago - ave

El alto calor específico del agua es una consecuencia deEl alto calor específico del agua es una consecuencia de
los puentes de hidrógeno.los puentes de hidrógeno.

Estos tienden a restringir el movimiento de las moléculas.Estos tienden a restringir el movimiento de las moléculas.
Para que la energía cinética de las moléculas de aguaPara que la energía cinética de las moléculas de agua
aumente suficientemente como para elevar laaumente suficientemente como para elevar la
temperatura de ésta en un grado centígrado, primero estemperatura de ésta en un grado centígrado, primero es
necesario romper cierto número de sus puentes denecesario romper cierto número de sus puentes de
hidrógeno.hidrógeno.

Energía de Activación: Energía para iniciar una reacción químicaEnergía de Activación: Energía para iniciar una reacción química
Energía de la Biomasa:Energía de materiales orgánicosEnergía de la Biomasa:Energía de materiales orgánicos
Energía de las mareas: Energ´ia cinética en el movimiento de lasEnergía de las mareas: Energ´ia cinética en el movimiento de las
olas y las mareas.olas y las mareas.
Energía eólica: Energía cinética del vientoEnergía eólica: Energía cinética del viento
Energía Geotérmica: Energía de calor en el int. De la tierraEnergía Geotérmica: Energía de calor en el int. De la tierra
Energía nuclear: Energía que s elibera cuando los átomos sufrenEnergía nuclear: Energía que s elibera cuando los átomos sufren
cambios en la estructura del núcleocambios en la estructura del núcleo
Energía Solar: Energía de la luz solarEnergía Solar: Energía de la luz solar

El alto calor específico delEl alto calor específico del
agua significa que para unaagua significa que para una
tasa dada de ingreso de calor,tasa dada de ingreso de calor,
la temperatura del aguala temperatura del agua
aumentará más lentamenteaumentará más lentamente
que la temperatura de casique la temperatura de casi
cualquier otro material. Asícualquier otro material. Así
mismo, la temperatura caerámismo, la temperatura caerá
más lentamente cuando semás lentamente cuando se
elimina calor.elimina calor.
Esta constancia de la temperatura es crítica, porque las reaccionesEsta constancia de la temperatura es crítica, porque las reacciones
químicas biológicamente importantes tiene lugar sólo dentro de unquímicas biológicamente importantes tiene lugar sólo dentro de un
intervalo estrecho de temperatura.intervalo estrecho de temperatura.

VaporizaciónVaporización
Es el cambio de líquido a gas.Es el cambio de líquido a gas.
El agua tiene un alto calor deEl agua tiene un alto calor de
vaporización.vaporización.

En su punto de ebullición (100En su punto de ebullición (100
ºC – 1 atm), se necesitan 540ºC – 1 atm), se necesitan 540
calorías para convertir uncalorías para convertir un
gramo de agua líquida engramo de agua líquida en
vapor, casi 60 veces más quevapor, casi 60 veces más que
para el éter y casi el doble quepara el éter y casi el doble que
para el amoníaco.para el amoníaco.
Para que una molécula de agua sePara que una molécula de agua se
evapore, deben romperse losevapore, deben romperse los
puentes de H. Esto requierepuentes de H. Esto requiere
energía térmica.energía térmica.

Así, la evaporación tiene unAsí, la evaporación tiene un
efecto refrigeranteefecto refrigerante y es uno dey es uno de
los principales medios por loslos principales medios por los
cuales los organismoscuales los organismos
“descargan” el exceso de calor“descargan” el exceso de calor
y estabilizan sus temperaturas.y estabilizan sus temperaturas.

CongelamientoCongelamiento
La densidad del aguaLa densidad del agua
aumenta a medida que laaumenta a medida que la
temperatura cae, hasta quetemperatura cae, hasta que
se acerca a los 4ºC. Luego,se acerca a los 4ºC. Luego,
las moléculas de agua selas moléculas de agua se
aproximan tanto y se muevenaproximan tanto y se mueven
tan lentamente que cada unatan lentamente que cada una
de ellas puede formarde ellas puede formar
puentes de Hpuentes de H
simultáneamente con otrassimultáneamente con otras
cuatro moléculas.cuatro moléculas.
Sin embargo, cuando laSin embargo, cuando la
temperatura cae por debajotemperatura cae por debajo
de los 4°C, las moléculasde los 4°C, las moléculas
deben separarse ligeramentedeben separarse ligeramente
para mantener el máximopara mantener el máximo
número de puentes denúmero de puentes de
hidrógeno en una estructurahidrógeno en una estructura
estable.estable.

A 0°C, el punto de congelación del agua, se crea un retículoA 0°C, el punto de congelación del agua, se crea un retículo
abierto, que es la estructura más estable de un cristal deabierto, que es la estructura más estable de un cristal de
hielo.hielo.
Así, el agua en estado sólido ocupa más volumen que elAsí, el agua en estado sólido ocupa más volumen que el
agua en estado líquido.agua en estado líquido.

El hielo es menos denso que el agua líquida y, por loEl hielo es menos denso que el agua líquida y, por lo
tanto, flota en ella.tanto, flota en ella.

Si el agua siguieraSi el agua siguiera
contrayéndose mientras secontrayéndose mientras se
congela, el hielo sería máscongela, el hielo sería más
pesado que el agua líquida.pesado que el agua líquida.
 Los lagos y los estanquesLos lagos y los estanques
y otras masas de agua sey otras masas de agua se
congelarían desde el fondocongelarían desde el fondo
hacia la superficie.hacia la superficie.
Una vez que el hieloUna vez que el hielo
comenzara a acumularse en elcomenzara a acumularse en el
fondo, tendería a no fundirse,fondo, tendería a no fundirse,
estación tras estación.estación tras estación.

Finalmente, toda la masaFinalmente, toda la masa
de agua se solidificaría yde agua se solidificaría y
toda la vida que albergaratoda la vida que albergara
sería destruida.sería destruida.

Por el contrario, la capa de hielo flotante que se forma realmentePor el contrario, la capa de hielo flotante que se forma realmente
tiende a proteger a los organismos acuáticos, manteniendo latiende a proteger a los organismos acuáticos, manteniendo la
temperatura del agua en el punto de congelación o por encima de él.temperatura del agua en el punto de congelación o por encima de él.
El punto de fusión del agua es 0°C.El punto de fusión del agua es 0°C.

Para hacer la transición de sólido a líquido, el agua requiere 79,7Para hacer la transición de sólido a líquido, el agua requiere 79,7
calorías por gramo (calor de fusión).calorías por gramo (calor de fusión).
A medida que el hielo se funde, extrae esta misma cantidad de calorA medida que el hielo se funde, extrae esta misma cantidad de calor
de sus alrededores, enfriando el medio circundante.de sus alrededores, enfriando el medio circundante.
A la inversa, a medida que el agua se congela, libera la mismaA la inversa, a medida que el agua se congela, libera la misma
cantidad de calor a sus alrededores.cantidad de calor a sus alrededores.

El agua como solventeEl agua como solvente
Dentro de los sistemas vivos,Dentro de los sistemas vivos,
muchas sustancias semuchas sustancias se
encuentran en soluciónencuentran en solución
acuosa.acuosa.
UnaUna soluciónsolución es una mezclaes una mezcla
uniforme de moléculas de dosuniforme de moléculas de dos
o más sustancias (solvente yo más sustancias (solvente y
solutos).solutos).
La polaridad de las moléculasLa polaridad de las moléculas
de agua es la responsable dede agua es la responsable de
la capacidad solvente della capacidad solvente del
agua.agua.

Las moléculas polares deLas moléculas polares de
agua tienden a separaragua tienden a separar
sustancias iónicas, como elsustancias iónicas, como el
ClNa.ClNa.

El agua como solventeEl agua como solvente
Muchas de las moléculasMuchas de las moléculas
unidas covalentementeunidas covalentemente
que son importantes enque son importantes en
sistemas vivos (glucosa),sistemas vivos (glucosa),
tienen regiones de cargatienen regiones de carga
parcial + o -.parcial + o -.

Las moléculas polares queLas moléculas polares que
se disuelven rápidamentese disuelven rápidamente
en agua se llamanen agua se llaman
hidrofílicashidrofílicas..
Moléculas que carecenMoléculas que carecen
de regiones polaresde regiones polares
(grasas), tienden a ser(grasas), tienden a ser
muy insolubles en agua.muy insolubles en agua.

Dichas moléculas se diceDichas moléculas se dice
que sonque son hidrofóbicashidrofóbicas..

EL PAPEL CENTRALEL PAPEL CENTRAL
DEL CARBONODEL CARBONO

Moléculas biológicas u orgánicasMoléculas biológicas u orgánicas
El carbono está en todos los compuestos orgánicos y en elEl carbono está en todos los compuestos orgánicos y en el
Bióxido de carbono.Bióxido de carbono.
En el ciclo del carbono el carbono se mueve entre losEn el ciclo del carbono el carbono se mueve entre los
compuestos orgánicos que forman los tejidos y el Bióxido decompuestos orgánicos que forman los tejidos y el Bióxido de
carbono del aire.carbono del aire.
Durante la fotosintésis, los autótrofos atrapan el bióxido deDurante la fotosintésis, los autótrofos atrapan el bióxido de
carbono del aire y producen los azúcares y otros.carbono del aire y producen los azúcares y otros.
Los heterótrofos se alimentan de los autótrofos y obtienen asíLos heterótrofos se alimentan de los autótrofos y obtienen así
sus compuestos orgánicossus compuestos orgánicos

Moléculas biológicas u orgánicasMoléculas biológicas u orgánicas
En química el término orgánico describe las moléculas que tienenEn química el término orgánico describe las moléculas que tienen
un esqueleto de carbono y que además contienen algunos átomosun esqueleto de carbono y que además contienen algunos átomos
de hidrógeno.de hidrógeno.

Se deriva de la capacidad de los organismos vivos de sintetizarSe deriva de la capacidad de los organismos vivos de sintetizar
y usar esas moléculas.y usar esas moléculas.
Entre las moléculas inorgánicas están el dióxido de carbono y todasEntre las moléculas inorgánicas están el dióxido de carbono y todas
las moléculas que no tienen carbono, como el agua.las moléculas que no tienen carbono, como el agua.

¿Por qué es importante el carbono¿Por qué es importante el carbono
en las moléculas biológicas?en las moléculas biológicas?
Un átomo de carbono tiene 4Un átomo de carbono tiene 4
electrones en su capa máselectrones en su capa más
externa, en la cual caben 8.externa, en la cual caben 8.

Por ello se estabilizaPor ello se estabiliza
compartiendo 4 electrones concompartiendo 4 electrones con
otros átomos para formar hastaotros átomos para formar hasta
4 enlaces covalentes sencillos o4 enlaces covalentes sencillos o
un número menor de enlacesun número menor de enlaces
covalentes dobles o triples.covalentes dobles o triples.
Las moléculas que tienenLas moléculas que tienen
muchos átomos de carbonomuchos átomos de carbono
pueden asumir formaspueden asumir formas
complejas como cadenas,complejas como cadenas,
ramificaciones y anillos, lo cualramificaciones y anillos, lo cual
da pie a una extraordinariada pie a una extraordinaria
diversidad de moléculas.diversidad de moléculas.

Grupos funcionalesGrupos funcionales
A la “columna vertebral” de carbono se unenA la “columna vertebral” de carbono se unen
grupos de átomos, lamados grupos funcionales,grupos de átomos, lamados grupos funcionales,
que determinan las características y laque determinan las características y la
reactividad química de las moléculas:reactividad química de las moléculas:
HidrógenoHidrógeno -H-H
HidroxiloHidroxilo -OH-OH
CarboxiloCarboxilo -COOH-COOH
AminoAmino -NH-NH22
FosfatoFosfato -H-H22POPO44
MetiloMetilo -CH-CH33

CarbohidratosCarbohidratos
Normalmente contienenNormalmente contienen
carbono, oxígeno ecarbono, oxígeno e
hidrógeno y tienen la fórmulahidrógeno y tienen la fórmula
aproximada (CHaproximada (CH22O)O)nn..

MonosacáridosMonosacáridos: azúcar simple:: azúcar simple:
GlucosaGlucosa: importante fuente de: importante fuente de
energía para las células;energía para las células;
subunidad con la que sesubunidad con la que se
hacen casi todos loshacen casi todos los
polisacáridos.polisacáridos.

DisacáridosDisacáridos: dos: dos
monosacáridos enlazados:monosacáridos enlazados:
SacarosaSacarosa: principal azúcar: principal azúcar
transportado dentro del cuerpotransportado dentro del cuerpo
de las plantas terrestres.de las plantas terrestres.

CarbohidratosCarbohidratos

PolisacáridosPolisacáridos: muchos: muchos
monosacáridosmonosacáridos
(normalmente(normalmente
glucosa) enlazados:glucosa) enlazados:
Almidón, glucógeno,Almidón, glucógeno,
celulosacelulosa: almacén de: almacén de
energía en plantas,energía en plantas,
animales y materialanimales y material
estructural de plantas,estructural de plantas,
respectivamente.respectivamente.

LípidosLípidos
Contienen una proporción elevada deContienen una proporción elevada de
carbono e hidrógeno, suelen ser nocarbono e hidrógeno, suelen ser no
polares e insolubles en agua.polares e insolubles en agua.

TriglicéridosTriglicéridos: 3 ácidos grasos: 3 ácidos grasos
unidos a un glicerol:unidos a un glicerol:
Aceite, grasa: almacén deAceite, grasa: almacén de
energía en animales y algunasenergía en animales y algunas
plantas.plantas.

CerasCeras: número variable de ácidos: número variable de ácidos
grasos unidos a un alcohol degrasos unidos a un alcohol de
cadena larga.cadena larga.
Cubierta impermeable de lasCubierta impermeable de las
hojas y tallos de plantashojas y tallos de plantas
terrestres.terrestres.

FosfolípidosFosfolípidos: grupo fosfato polar y: grupo fosfato polar y
dos ácidos grasos unidos ados ácidos grasos unidos a
glicerol:glicerol:
Fosfatidilcolina: componenteFosfatidilcolina: componente
común de las membranascomún de las membranas
celulares.celulares.

LípidosLípidos

EsteroidesEsteroides: cuatro: cuatro
anillos fusionados deanillos fusionados de
átomos de carbono,átomos de carbono,
con grupos funcionalescon grupos funcionales
unidos:unidos:
Colesterol:Colesterol:
componente comúncomponente común
de las membranasde las membranas
de las célulasde las células
eucariotas;eucariotas;
precursor de otrosprecursor de otros
esteroides comoesteroides como
testosterona, salestestosterona, sales
biliares.biliares.

ProteínasProteínas
Cadenas de aminoácidos; contienen C, H, O, NCadenas de aminoácidos; contienen C, H, O, N
y S.y S.

 Estructurales (Estructurales (Queratina en pelo, uñas y cuernosQueratina en pelo, uñas y cuernos).).
 Movimiento (Movimiento (Actina y Miosina en los músculosActina y Miosina en los músculos).).
 Transporte (Hemoglobina de la sangre).Transporte (Hemoglobina de la sangre).
 Defensa (Defensa (Anticuerpos en el torrente sanguíneoAnticuerpos en el torrente sanguíneo))
 Almacenamiento (Almacenamiento (Albúmina de la clara de huevoAlbúmina de la clara de huevo).).
 Señales (Señales (Hormona del crecimiento en el torrenteHormona del crecimiento en el torrente
sanguíneosanguíneo).).
 Catálisis (Enzimas que catalizan casi todasCatálisis (Enzimas que catalizan casi todas
las reacciones químicas en las células)las reacciones químicas en las células)
(Amilasa, ATP sintetasa).(Amilasa, ATP sintetasa).
ProteínasProteínas

Ácidos NucleicosÁcidos Nucleicos
Formados por subunidades llamadas nucleótidos; pueden ser un soloFormados por subunidades llamadas nucleótidos; pueden ser un solo
nucleótido o una cadena larga de nucleótidos.nucleótido o una cadena larga de nucleótidos.
Las bases nitrogenadas del ADN :Adenina,Citosina,Guanina,TiminaLas bases nitrogenadas del ADN :Adenina,Citosina,Guanina,Timina
La mol de ADN se compone de 2 cadenas de nucleótidos unidas porLa mol de ADN se compone de 2 cadenas de nucleótidos unidas por
puentes débiles de H entre Bases N2.forman un espiral (doble hélice)puentes débiles de H entre Bases N2.forman un espiral (doble hélice)
A-TA-T C-GC-G


NucleótidosNucleótidos
individuales:individuales:
Trifosfato deTrifosfato de
adenosinaadenosina
((ATPATP): principal): principal
moléculamolécula
portadora deportadora de
energía a cortoenergía a corto
plazo en lasplazo en las
células.células.
Monofosfato deMonofosfato de
adenosinaadenosina
cíclicocíclico ((AMPAMP
cíclicocíclico):):
mensajeromensajero
intracelular.intracelular.


Ácidos nucleicos deÁcidos nucleicos de
cadena larga:cadena larga:
ÁcidoÁcido
desoxirribonucleicodesoxirribonucleico
((ADNADN): material): material
genético de todasgenético de todas
las células vivas.las células vivas.
Ácido ribonucleicoÁcido ribonucleico
((ARNARN): material): material
genético de algunosgenético de algunos
virus; transfiere lavirus; transfiere la
información genéticainformación genética
del ADN a lasdel ADN a las
proteínas.proteínas.

Replicación:Replicación:
La mol de ADN hace copia de si mismaLa mol de ADN hace copia de si misma
Las 2 mol de ADN se enroscan deLas 2 mol de ADN se enroscan de
nuevo toman la forma de una hélicenuevo toman la forma de una hélice
TranscripciónTranscripción::
Formación de mRNA que sale delFormación de mRNA que sale del
núcleo por tRNA los lleva al rRNAnúcleo por tRNA los lleva al rRNA
ribosomalribosomal
Uracilo-Adenina =CODONUracilo-Adenina =CODON
Traducción:Traducción:
Transformación de mRNA en proteína,Transformación de mRNA en proteína,
empleando anticodones y a.a. Paraempleando anticodones y a.a. Para
conseguir la tripleta exacta.conseguir la tripleta exacta.

Tripletas del DNA AMINOACIDOSTripletas del DNA AMINOACIDOS
Alanina (Ala)Alanina (Ala)
Asparagina(Asn)Asparagina(Asn)
CGACGA
TTGTTG
GTCGTC
GTAGTA
Glutamina(Gln)Glutamina(Gln)
Histadina(His)Histadina(His)
AATAAT
TTCTTC
Leucina (Leu)Leucina (Leu)
Lisina (Lis)Lisina (Lis)
AAAAAA
AGAAGA
Fenilalanina (Fen)Fenilalanina (Fen)
Serina (Ser)Serina (Ser)

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