El documento resume la composición química de la célula, incluyendo los bioelementos que la forman (carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre), las biomoléculas inorgánicas (agua y sales minerales), y las biomoléculas orgánicas principales (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos) que cumplen funciones estructurales y metabólicas en los seres vivos. Explica la estructura y función de moléculas

1. Unidad I. “Comprendiendo la
estructura y función celular”.
Curso: 3ro Medio plan diferenciado.
Asignatura: Biología celular.
Mes: Marzo.
Apunte 3.

2. Composición química de la célula.

3. LOS BIOELEMENTOS. SON LOS ELEMENTOS QUÍMICOS
QUE FORMAN PARTE DE LA MATERIA DE LOS SERES VIVOS.
SE CLASIFICAN EN:
• BIOELEMENTOS PRIMARIOS.
- Representan el 99% de la masa de las células
- Son el C. H. O y N y, en menor proporción el P
{fosfolípidos y dientes} y el S (proteínas y enzimas}.
• BIOELEMENTOS SECUNDARIOS.
- Se encuentran en cantidades inferiores a los anteriores, a
veces por debajo del 0,1 %.
- Generalmente en forma iónica: Na+, Li+, Ca2+ , K+, Mg+, Cl-
OLIGOELEMENTOS
- Aparecen en cantidades inferiores al 0,1 %.
- Fundamentales para el correcto funcionamiento de los seres vivos.

4. Función biológica de algunos minerales importantes
ELEMENTO FUNCIÓN BIOLÓGICA
Calcio Dispara la contracción muscular, segundo mensajero de diversos procesos
metabólicos
Fósforo Componente de nucleótidos y ácidos nucleicos
Potasio Contribuye a mantener diferencias de potencial eléctrico
Azufre Componente de aminoácidos
Sodio Contribuye a mantener el equilibrio hídrico de la célula

5. Función biológica de algunos oligoelementos
ELEMENTO FUNCIÓN BIOLÓGICA
Hierro- Fe Transportador electrónico en reacciones redox
Cobre- Cu Componente de enzimas
Zinc- Zn Cofactor de deshidrogenasas
Yodo- I Componente de la hormona tiroidea
Magnesio-Mg Cofactor de la fotosíntesis

6. LAS BIOMOLÉCULAS O PRINCIPIOS INMEDIATOS.
LOS BIOELEMENTOS SE COMBINAN PARA DAR LUGAR A LAS MOLÉCULAS DE LOS
SERES VIVOS.
SE CLASIFICAN EN:
• BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS. Presentan estructura química sencilla y además de
formar parte de los seres vivos, aparecen en el medio inerte.
-AGUA
- SALES MINERALES
• BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS. Son moléculas exclusivas de la materia viva que están
formadas por cadenas hidrocarbonadas. Gran variedad. Diferentes funciones.
- GLÚCIDOS
- LIPIDOS
- PROTEÍNAS
- ÁCIDOS NUCLEICOS

8. BIOMOLECULAS INORGANICAS
1. EL AGUA. Características:
• Componente más abundante en los seres vivos,
aproximadamente un 70% de un ser vivo es agua (213 dentro
de las células y 1/3 en el medio extra celular).
• Medio de disolución y medio donde se dan los procesos químicos.
• Es un medio vital, tanto en organismos unicelulares como acuáticos.
Es una sustancia muy reactiva en procesos como la
fotosíntesis, la respiración celular o las reacciones de hidrólisis.
Hizo posible el origen de los seres vivos hace más de 3500
millones de años.

9. ESTRUCTURA DEL AGUA
• Unión de un átomo de oxigeno con dos átomos de
hidrógeno.
• Molécula dipolar. El átomo de oxigeno es más
electronegativo que los de hidrógeno y atrae parte de sus
electrones

10. Al ser dipolar, se forman
enlaces de hidrógeno
entre moléculas de agua,
gracias a ellos las
moléculas se mantienen
unidas y es por ello que
el agua es líquida a
temperaturas a las que
otras sustancias son
gaseosas
PROPIEDADES DEL AGUA

11. PROPIEDADES FUNCIONES BIOLÓGICAS
Gran poder disolvente
Gran cantidad de sustancias son
transportadas por el organismo o
incorporadas a las células disueltas
en agua
Alta reactividad química
Proporciona al medio los iones de H+ y OH-
necesarios para las reacciones de hidrólisis, y el 02
y H2 en las reacciones de oxidación-reducción.
Alto calor específico
Absorbe gran cantidad de calor sin sufrir un aumento
importante de temperatura, por los que actúa de
amortiguador térmico en los seres
vivos.

12. 2. LAS SALES MINERALES. Características:
• Se hallan en los seres vivos en cantidades
comprendidas entre el 1% y el 50%.
• En los organismos se encuentran en dos formas:
- SOLIDA O PRECIPITADA
• Dando sostén al cuerpo. Esqueletos de carbonato cálcico (CaC03) de moluscos y
vertebrados o sílice de diatomeas .
- EN DISOLUCION
• Controlando las variaciones de pH, regulando los procesos osmóticos o funciones
específicas como regular el impulso nervioso (Na+), la contracción muscular (Ca2+)

13. Biomoléculas orgánicas
IMPORTANCIA DEL CARBONO
Un átomo
de C puede
establecer
enlaces
simples con 4 átomos de H
simples y dobles con átomos de O y N
simples con 1, 2, 3 ó 4 átomos de C diferentes.

14. Los compuestos orgánicos son moléculas que tienen esqueletos
carbonados unidos por enlaces covalentes
Pueden formar:
• Cadenas lineales
• Cadenas ramificadas
• Estructuras cíclicas

15. El carbono en la
estructura de un
aminoácido.

16. Los grupos funcionales determinan las
propiedades químicas de las biomoléculas
 A los esqueletos carbonados se les unen
otros átomos de carbono, denominados
grupos funcionales.
 Los grupos funcionales son responsables de
las propiedades químicas específicas de una
molécula.

17. EJEMPLOS DE DIFERENTES GRUPOS FUNCIONALES
• Hidroxilo (Alcoholes) R-OH
Cetona R-C=O-R
• Carbonilo Aldehído R-C=O-H
• Carboxilo (ácidos) R-COOH
• Amino R-NH2
• Sulfhidrilo R-CH2-SH

18. BIOMOLÉCULAS
ORGÁNICAS

19. 1. Glúcidos
Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de
carbono o sacáridos son biomoléculas
compuestas principalmente de carbono,
hidrógeno y oxígeno, aunque algunos de
ellos también contienen otros bioelementos
tales como nitrógeno, azufre y fósforo. Las
principales funciones de los glúcidos en los
seres vivos son el proporcionar energía
inmediata (no en vano son la principal fuente
de energía, a través de un proceso de
oxidación, en la mayoría de las células no
fotosintéticas), así como una función
estructural.

20. Clasificación de los glúcidos

21. FUNCIONES DE ALGUNOS MONOSACÁRIDOS
1. GLUCOSA. Es el principal combustible celular y es el eslabón estructural de
muchos polisacáridos.
2. FRUCTOSA. Es utilizada como combustible celular.
3. RIBOSA. Forma parte del ARN (ácido ribonucleico), su derivado, la desoxirribosa,
aparece en el ADN (ácido desoxirribonucleico ).
4. RIBULOSA. Es utilizada en la fotosíntesis.
D-Ribulosa

22. FUNCIONES DE ALGUNOS DISACÁRIDOS
1. 1. MALTOSA. Formada por dos moléculas de glucosa. No se encuentra libre en la
naturaleza, proviene de la hidrólisis del almidón y otros polisacáridos.
2. 2. LACTOSA. Formada por la unión de glucosa y galactosa. Es el azúcar de la leche.
3. 3. SACAROSA. Formada por la unión de glucosa y fructosa. Es el azúcar de caña.

23. FUNCIONES DE ALGUNOS POLISACÁRIDOS
1. ALMIDÓN. Es el polisacárido de reserva de las células vegetales.
2. GLUCÓGENO. Es el polisacárido de reserva de las células animales.
3. CELULOSA. Es el polisacárido estructural de las células vegetales.

24. 2. Lípidos
Los lípidos son un grupo diverso de moléculas biológicas no polares cuyas propiedades
comunes son su capacidad para disolverse en solventes orgánicos, como cloroformo o
benceno, y su incapacidad para disolverse en agua, una propiedad que explica muchas
de sus funciones biológicas diversas. Los lípidos importantes en la función celular incluyen
grasas, esteroides y fosfolípidos.
Grasas. Las grasas consisten en una molécula de glicerol unida
con enlaces éster a tres ácidos grasos; la molécula compuesta se
denomina triacilglicerol
Los ácidos grasos son cadenas largas no ramificadas de hidrocarburos con un solo
grupo carboxilo en un extremo. Como los dos extremos de una molécula de ácido graso
tienen estructura muy distinta, también tienen propiedades diferentes. La cadena de
hidrocarburo es hidrófoba, mientras que el grupo carboxilo (—COOH), que tiene carga
negativa en el pH fisiológico, es hidrofílico. Las moléculas que tienen regiones tanto
hidrófobas como hidrofílicas se conocen como anfipaticas; estas moléculas tienen
propiedades inusuales y de importancia biológica.

25. Grasas y acidos grasos. (a) Estructura
básica de un triacilglicerol
(también llamado triglicérido o grasa
neutra). La fracción
glicerol, indicada en color naranja, está
unida por tres enlaces éster a los
grupos carboxilo de tres ácidos grasos
cuyas colas se muestran en verde.
(b) Ácido esteárico, un ácido graso
saturado de 18 carbonos, frecuente
en las grasas animales. (c) Modelo
tridimensional de un triestearato, un
triacilglicerol que contiene tres cadenas
idénticas de ácido esteárico. (d)
Modelo tridimensional del aceite de linaza,
un triacilglicerol derivado de
semillas de linaza que tiene tres ácidos
grasos insaturados (ácidos linoleico,
oleico y linolénico). Los sitios de
instauración, que producen ángulos
en la molécula, se indican por las barras
de color amarillo y naranja.

26. Los jabones consisten en ácidos
grasos. En este esquema
de una micela de jabón, las colas no
polares de los ácidos grasos se dirigen
al interior, donde interactúan con la
materia grasa a disolver. Las cabezas
de carga negativa relativa se sitúan en
la superficie de la micela, donde
interactúan con el agua circundante.
Las proteínas de la membrana, que
tienden a ser insolubles en agua,
también pueden solubilizarse de esta
manera mediante la extracción de
membranas con detergentes.

27. Esteroides Los esteroides se acumulan
alrededor de un esqueleto de hidrocarburo
característico de cuatro anillos. Uno de los
esteroides más importantes es el colesterol, un
componente de las membranas de las células
animales y precursor en la síntesis de diversas
hormonas esteroideas, como la testosterona,
progesterona y estrógenos. El colesterol está
casi ausente de las células vegetales, razón por
la cual los aceites vegetales se consideran “libres
de colesterol”, pero las plantas pueden contener
grandes cantidades de compuestos
relacionados.
La estructura de los esteroides. Todos los esteroides comparten
el esqueleto básico de cuatro anillos. Las diferencias aparentemente
menores en la estructura química entre el colesterol, testosterona
y estrógenos generan profundas diferencias biológicas.

28. Fosfolípidos. Esta molécula se parece a la grasa (triacilglicerol), pero sólo tiene dos
cadenas de ácido graso, en lugar de tres; es un diacilglicerol. El tercer hidroxilo de la
columna central se une con un grupo fosfato mediante un enlace covalente, el cual a su
vez se une mediante otro enlace covalente con un pequeño grupo polar, como la colina,
que se muestra en la figura Por tanto, a diferencia de las moléculas de grasa, los
fosfolípidos tienen dos extremos con propiedades muy distintas: el extremo que contiene
al grupo fosfato tiene un carácter hidrofílico distintivo; el otro extremo compuesto por las
dos puntas de ácido graso tiene un carácter hidrófobo distintivo. Como los fosfolípidos
actúan sobre todo en las membranas celulares, lo que en gran medida determina sus
propiedades.

29. El fosfolipido fosfatidilcolina. La molécula consiste en una columna central de glicerol cuyos
grupos hidroxilo están unidos mediante enlaces covalentes con dos ácidos grasos y un grupo
fosfato. El fosfato de carga negativa también está unido con un pequeño grupo colina de carga
positiva. El extremo de la molécula que contiene la fosforilcolina es hidrofílico, mientras que el
extremo opuesto, consistente en la cola del ácido graso, es hidrófobo.

30. 3. PROTEÍNAS. Características:
• Moléculas formadas por C, H, O
y N, y en menor proporción, por
p y S.
• Macromoléculas formadas por la
unión de aminoácidos.
• Adquieren diferentes configuraciones
espaciales y de esta forma depende su función.
• Funciones diversas, entre ellas la enzimática.

31. Formación del enlace peptídico

32. Funciones de las proteínas
• ENZIMATICA
• HOMEOSTATICA
• DE RESERVA
• TRANSPORTE
• ESTRUCTURAL
• HORMONAL
• INMUNOLOGICA
• MOVIMIENTO

33. 4. Ácidos nucleicos
• Moléculas portadoras de la
información genética.
• Formadas por la unión de
nucleótidos.
• Dos tipos
- ADN
- ARN

34. Los nucleótidos
Están formados por:
• Una base nitrogenada BN
• Un azúcar (pentosa) A
• Ácido fosfórico (H3PO4) P
Unidos en el siguiente orden: P A BN

35. Los nucleótidos Para formar un nucleótido, el
ácido fosfórico se une al carbono 5 del azúcar
mediante un enlace fosfoéster y el azúcar se
une a la base nitrogenada mediante un enlace
N-glicosídico

36. LA PENTOSA PUEDE SER:
• LA RIBOSA
• LA DESOXIRRIBOSA
LA BASE NITROGENADA PUEDE
SER:
• ADENINA A
• GUANINA G
• CITOSINA C
• TIMINA T
• URACILO U

37. FUNCIONES DE LOS NUCLEÓTIDOS
Son fundamentales para la vida de las células, pues al
unirse con otras moléculas cumplen tres funciones
cruciales:
• TRANSPORTAN ENERGÍA
• TRANSPORTAN ÁTOMOS
• TRANSMITEN LOS CARACTERES HEREDITARIOS

38. Cada nucleótido puede contener
• uno (monofosfato: AMP),
• dos (difosfato:ADP) o
• tres (trifosfato: ATP) grupos de acido fosfórico
TRANSPORTE DE ENERGÍA
Los nucleótidos, por razón de sus grupos de
fosfato, son fuentes preferidas en las células
para la transferencia de energía. Los nucleótidos
se encuentran en un estado estable cuando
poseen un solo grupo de acido fosfórico.
Cada grupo de fosfato adicional que posea un
nucleótido se encuentra en un estado más
inestable y el enlace del fosfato tiende a
romperse por hidrólisis y liberar la energía que
lo une al nucleótido.

39. TRANSPORTE DE ÁTOMOS O MOLÉCULAS
En algunas reacciones metabólicas un grupo de
átomos se separa de un compuesto y es
transportado a otro compuesto.
Dicho grupo de átomos se une temporariamente
a una coenzima
(molécula transportadora de sustancias)
Muchas vitaminas tienen esta función

40. Transmisión de caracteres hereditarios
Para cumplir esta función, los
nucléotidos se polimerizan
formando polinucleótidos en forma
de cadena, llamados ácidos
nucleicos.

41. ENLACE FOSFOÉSTER
ENTRE NUCLEÓTIDOS
Dos nucleótidos van a poder unirse entre sí
mediante un enlace ésterfosfato (fosfoéster) .
Este enlace (flecha roja) se forma entre un OH
del ácido fosfórico de un
nucleótido y el OH (hidroxilo) del carbono
número 3 del azúcar del otro nucleótido con
formación de una molécula de agua.
La unión de otros nucleótidos dará lugar a un
polinucleótido.
Los extremos libres 5' y 3‘ marcan el sentido de
la cadena polinucleotídica.

42. Ejemplo de cadena polinucleotídica.
Representación simplificada de la secuencia de
la cadena anterior: 5' A G C T G A 3'
POLINUCLEÓTIDOS

43. FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
• SÍNTESIS DE PROTÉINAS ESPECÍFICAS DE LA CÉLULA
• ALMACENAMIENTO, REPLICACIÓN Y TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN
GENÉTICA (Son las moléculas que determinan lo que es y hace cada una de
las células vivas)
• La función principal del ARN es servir como intermediario de la información
que lleva el ADN en forma de genes y la proteína final codificada por esos
genes.

45. Dogma central de la biología molecular.