EL BRILLO DEL ECLIPSE (CUENTO LITERARIO). Autor y diseñador JAVIER SOLIS NOYOLA
Tema 7 niveles de organización de seres vivos eat(2016)
1. 1.1. Características de los seres vivosCaracterísticas de los seres vivos
2.2. Componentes químicosComponentes químicos
3.3. Biomoléculas inorgánicasBiomoléculas inorgánicas
4.4. Biomoléculas orgánicasBiomoléculas orgánicas
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS
3. 1. Características de los seres vivos
Un ser vivo es un sistema aislado de su entorno que mantiene constantes sus condiciones
básicas, se transforma a partir del medio y es capaz de perpetuarse y de reaccionar ante los
cambios ambientales. Para mantener la estabilidad interna se están produciendo
continuamente reacciones químicas que requieren de energía externa.
El mantenimiento de las condiciones internas del
organismo, independientes del medio, es lo que se
conoce como HOMEOSTASIS.
La homeostasis mantiene una variedad de
mecanismos y funciones vitales en condiciones
estables y dentro de un rango apropiado, tales
como:
Niveles de O2 y CO2
Nutrientes (concentración de glucosa).
Eliminación de desechos orgánicos.
Temperatura corporal.
Cantidades de agua y sal.
pH.
4. 1.1. propiedades de los seres vivos
Uniformidad en su composición química: solo 20 de los
elementos químicos son los bioelementos que formaran las
biomoléculas de los seres vivos.
Organización en niveles de complejidad crecientes:
Capacidad de realizar las funciones vitales: nutrición,
relación y reproducción
5. 1.2. Funciones vitales de los seres vivos
NUTRICIÓN: Los seres vivos intercambian materia y energía con el medio para
crecer, renovar estructuras y obtener energía con que realizar las funciones vitales.
Para ello realizan reacciones químicas que constituyen el METABOLISMO.
RELACIÓN: Los seres vivos detectan cambios del medio, tanto interno como
externo, y reaccionar en consecuencia.
REPRODUCCIÓN: Todo ser vivo da lugar a individuos similares a él mediante la
transmisión de la información genética contenida en su ADN. La reproducción
puede ser:
Asexual: solo interviene un individuo y el
nuevo individuo es genéticamente idéntico al
progenitor.
Sexual: intervienen dos individuos que
intercambian material genético y los nuevos
individuos son distintos genéticamente a sus
progenitores.
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2ESO/Reprodycoordinacion/contenidos7.htm
6. 1.2. Funciones vitales de los seres vivos
Asexual: solo interviene un individuo y el nuevo individuo es genéticamente
idéntico al progenitor.
Sexual: intervienen dos individuos que intercambian material genético y los
nuevos individuos son distintos genéticamente a sus progenitores.
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2ESO/Reprodycoordinacion/contenidos7.htm
7. 2. Componentes químicos de los seres vivos
• Unidad de composición y estructura
• Relación con la composición terrestre
(solo unos pocos elementos están en los
seres vivos)
8. 2. Componentes químicos de los seres vivos
CARBONO SI SILICIO NO
• Es accesible a todos los seres vivos.
• El C tiene masa atómica baja pudiendo
compartir electrones con otros átomos y
formar enlaces covalentes y fuertes.
• El C se puede combinar con muchos
elementos diferentes formando
compuestos estables pero también
fácilmente rompibles
• El C puede compartir más de un par de
electrones y formar dobles y triples
enlaces con otros C pudiendo formar
largas cadenas carbonadas lineales,
ramificadas o anillos
• Los átomos de C pueden fácilmente
unirse al H, O, N, S, formando moléculas
orgánicas con diferentes grupos
funcionales y, por tanto, propiedades
diferentes.
• Los enlaces Si-Si no son estables
• El enlace Si-O es prácticamente
inalterable, lo que dificulta la
capacidad de reacción
• El SiO2 es un compuesto sólido e
insoluble (contrario al CO2)
• El Si no forma enlaces dobles y triples,
lo que limita el número de compuestos
que puede formar.
9. 2. Unidad química de los seres vivos2. Componentes químicos de los seres vivos
Se denominan elementos biogénicos o bioelementos a aquellos elementos químicos que
forman parte de los seres vivos.
Atendiendo a su abundancia (no importancia) se pueden agrupar en tres categorías:
Bioelementos primarios o principales (97%): C, H, O, N.
Bioelementos secundarios (3%): S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl.
Oligoelementos (elementos traza <0,1%): Fe, Mn, Cu, Zn, I, Ni, Cu, F, B, Si,
V, Cr, Co, Se, Mo, Sn (conjunto de elementos químicos que son
indispensables para el desarrollo del organismo)
10. Azufre
Se encuentra en dos aminoácidos (cisteína y metionina) , presentes en todas las proteínas. También en algunas
sustancias como el Coenzima A
Fósforo
Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos nucléicos. Forman parte de coenzimas y otras
moléculas como fosfolípidos, sustancias fundamentales de las membranas celulares. También forma parte de los
fosfatos, sales minerales abundantes en los seres vivos.
Magnesio
Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador, junto con las enzimas , en muchas
reacciones químicas del organismo.
Calcio
Forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas. En forma iónica interviene en la contracción
muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso.
Sodio Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular
Potasio Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular
Cloro Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluído intersticial
Hierro
Fundamental para la síntesis de clorofila, catalizador en reacciones químicas y formando parte de citocromos que
intervienen en la respiración celular, y en la hemoglobina que interviene en el transporte de oxígeno.
Manganeso Interviene en la fotolisis del agua , durante el proceso de fotosíntesis en las plantas.
Iodo Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo
Flúor Forma parte del esmalte dentario y de los huesos.
Cobalto Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina .
Silicio Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramíneas.
Cromo Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre.
Zinc Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo.
Litio Actúa sobre neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estados de depresiones.
Molibdeno Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte de las plantas.
11. 2. Unidad química de los seres vivos2. 1. Enlaces químicos en las biomoléculas
Los enlaces que intervienen manteniendo las estructuras de las biomoléculas y sus funciones son:
•El enlace covalente: es un enlace más fuerte. Permite que las moléculas se mantengan estables en el
medio acuoso, porque comparten electrones.
•Enlace iónico, en moléculas que presentan grupos que en agua están ionizados, de manera que se
establecen fuerzas de carácter eléctrico.
•Enlace de puente de hidrógeno, enlaces débiles que se da entre dos zonas de una molécula muy
próximas pero de diferente electronegatividad. Sirve para estabilizar estructuras como la doble hélice,
las proteínas, etc.
•Fuerzas de Van der Waals, son interacciones eléctricas, débiles y temporales, fundamentales para
mantener la estructura tridimensional de las macromoléculas.
•Uniones hidrofóbicas. Ciertas sustancias insolubles en agua cuando están en un medio acuoso van a
mantenerse unidas entre sí por su repulsión al medio en el que se encuentran. Estas uniones, aunque
son muy débiles, van a ser de gran importancia en el mantenimiento de los componentes lipídicos de
la membranas celulares y en la configuración de muchas proteínas.
•Los puentes disulfuro, se llama así a los enlaces covalentes que se forman al reaccionar entre sí dos
grupos -S-H para dar -S-S- . Este tipo de enlaces son extraordinariamente resistentes. Los
encontraremos en las proteínas.
12. 2. Unidad química de los seres vivos2. 1. Enlaces químicos en las biomoléculas
DIMENSIONES DE LAS BIOMOLÉCULAS
UNIDADES DE MASA
1 Dalton = masa de un átomo de H = 1,68x10-24
g
1 picogramo(pg) = 1x10-12
g.
UNIDADES DE LONGITUD
1 nanómetro (nm) = 10-9
m.
= 10 ángstrom
1 micrómetro (μm )= 10-6
m.
= 1000 nm = 10.000 angstroms.
http://www.bionova.org.es/biocast/tema03.htm
14. 3. Agua y sales minerales
• Componente mayoritario
• Variaciones según especie,
tejido y actividad biológica
• Estructura molecular:
• Dipolo permanente
• Puentes de H.
16. 3. Agua y sales minerales
PROPIEDADES DEL AGUA:
1.Alta constante dieléctrica: la mayor
parte de las moléculas de agua forman un
dipolo, con un diferencial de
carga negativo y un diferencial de
carga positivo, esto le permite tener
elevada capacidad disolvente:
• De sales: solvatación iónica
• De sustancias covalentes polares, como
los glúcidos
• Dispersa sustancias anfipáticas (con
grupos hidrófilos e hidrófobos): forma
micelas y/o liposomas.
Esto permite al agua ser el medio donde
se realizan las reacciones metabólicas.
17. 3. Agua y sales minerales
PROPIEDADES DEL AGUA:
2. Alto calor específico: se necesita mucha energía para
aumentar la temperatura del agua 1ºC, para poder romper
los puentes de hidrógeno que se generan entre las
moléculas. El agua absorbe o libera grandes cantidades
de calor sin que haya grandes variaciones de temperatura
(amortiguador térmico)
3. Alto calor de vaporización: el agua absorbe mucha
energía (540 cal/g) cuando pasa de estado líquido a
gaseoso. Se puede eliminar gran cantidad de calor con
poca pérdida de agua (regulador térmico de
vertebrados)
4. Alta tensión superficial (elevada fuerza de
cohesión): las moléculas de agua están muy
cohesionadas por acción de los puentes de hidrógeno,
que la mantienen como una estructura compacta que lo
convierte en un líquido casi incompresible. Esto
produce una película de agua en la zona de contacto del
agua con el aire y sirve como sustancia amortiguadora.
18. 3. Agua y sales minerales
PROPIEDADES DEL AGUA:
5. Elevada adhesión molecular: debido a los enlaces
puente de hidrógeno entre las moléculas de agua y otras
molécula polares. Como consecuencia se produce
capilaridad: el agua tiene capacidad de ascender por las
paredes de un capilar (conducto de diámetro pequeño)
6. Bajo grado de ionización: la mayor parte de las
moléculas de agua no están disociadas. En el agua pura, a
25ºC, sólo una molécula de cada 10.000.000 está
disociada, por lo que la concentración de H+
es de 10-7
. Por
esto, el pH del agua pura es igual a 7.
2H2O H3O+
+ OH-
7. Estado líquido a temperatura ambiente: debido a la
gran cohesión entre sus moléculas el agua está líquida,
pudiendo actuar como medio de transporte.
8. La densidad del agua: en estado líquido, el agua es
más densa que en estado sólido. Por ello, el hielo flota en
el agua. Esto es debido a que los puentes de hidrógeno
formados a temperaturas bajo cero unen a las moléculas de
agua ocupando mayor volumen. Permite la vida debajo
del hielo.
20. 3. Agua y sales minerales
FUNCIONES DEL AGUA:
1.Disolvente polar universal: el agua, debido a su elevada constante dieléctrica,
es el mejor disolvente para todas aquellas moléculas polares. Sin embargo,
moléculas apolares no se disuelven en el agua.
2.Lugar donde se realizan reacciones químicas: debido a ser un buen
disolvente, por su elevada constante dieléctrica, y debido a su bajo grado de
ionización. El agua también participa en reacciones de hidrólisis.
3.Función estructural: por su elevada cohesión molecular, el agua confiere
estructura, volumen y resistencia.
4.Función de transporte: por ser un buen disolvente, debido a su elevada
constante dieléctrica, y por poder ascender por las paredes de un capilar, gracias a
la elevada cohesión entre sus moléculas, los seres vivos utilizan el agua como
medio de transporte por su interior.
5.Función amortiguadora: debido a su elevada cohesión molecular, el agua
sirve como lubricante entre estructuras que friccionan y evita el rozamiento.
6.Función termorreguladora: al tener un alto calor específico y un alto calor de
vaporización el agua es un material idóneo para mantener constante la
temperatura, absorbiendo el exceso de calor o cediendo energía si es necesario.
22. 3. Agua y sales minerales
FUNCIONES DE LAS SALES MINERALES:
Constitución de estructuras duras y de sostén. Fosfatos, carbonatos y sílice precipitados,
presentes en esqueletos, caparazones, espículas, ciertas semillas y frutos, paredes celulares
vegetales.
Funciones fisiológicas y bioquímicas. Para realizarlas correctamente se deben mantener en
equilibrio las concentraciones de los diferentes iones.
Mantienen el grado de salinidad en los organismos: La concentración de sales de los distintos
organismos se mantienen más o menos constante.
Regulan la actividad enzimática: determinados iones activan o inhiben reacciones químicas.
23. FUNCIONES DE LAS SALES MINERALES
3. Agua y sales minerales
Generan potenciales eléctricos: Intervienen en la transmisión del impulso
nervioso.
Regulan los cambios de pH en el organismo
(SISTEMAS TAMPÓN)
Regulan los procesos osmóticos: se produce entrada o salida de agua de los
compartimentos fisiológicos en función de la concentración de sales
http://www.edumedia-sciences.com/es/a80-la-sinapsis
25. Como consecuencia de las reacciones metabólicas, se están
produciendo continuamente en el organismo sustancias ácidas o básicas
que alteran el pH de los líquidos fisiológicos. Esta alteración del pH
puede desnaturalizar las proteínas (dejan de hacer su función).
Para evitarlo algunas sales disueltas contribuyen a disminuir estas
variaciones, manteniendo el pH constante.
Existen sistemas tampón en todos los fluidos biológicos. Los más
importantes son:
- El sistema tampón fosfato/bifosfato, en líquidos
intracelulares.
- El sistema tampón carbonato/bicarbonato, en el medio
extracelular.
3. Agua y sales minerales
TAMPONES O DISOLUCIONES AMORTIGUADORAS
26. El pH mide la cantidad
de iones H+
en un medio
líquido.
En nuestro organismo, el
pH óptimo es alrededor
de 7.
Si se separa de éste
valor, algunas sales
reaccionan entre sí y
compensan la variación
de iones H+
.
Sales minerales: pH
28. • Cuando el medio externo celular es
hipertónico con respecto al interior, sale
agua por ósmosis
En células vegetales, se produce
PLASMOLISIS
En células animales como los glóbulos rojos,
se arrugan
• Cuando el medio externo celular es
hipotónico con respecto al interior, entra
agua por ósmosis (TURGENCIA O
TURGESCENCIA)
En células animales, se produce
HEMOLISIS
En células vegetales, la vacuola se hincha y
presiona el citoplasma contra la pared, sin
llegar a reventar
• Cuando ambos medios son isotónicos, no se
produce intercambio de agua a través de la
membrana semipermeable.
34. 4. Los Glúcidos
FUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS:
•Fuente de energía: los monosacáridos se pueden oxidar totalmente, obteniendo unas
4 KCal/g.
•Reserva energética: el almidón (en vegetales) y el glucógeno (en animales) son
polisacáridos que acumulan gran cantidad de energía en su estructura, por lo que
sirven para guardar energía excedente y utilizarla en momentos de necesidad.
•Formadores de estructuras: la celulosa (paredes vegetales) o la quitina (en hongos
y exoesqueletos de artrópodos y crustáceos)son ejemplos de polisacáridos que otorgan
estructura resistente al organismo que las posee. La ribosa y la desoxirribosa forman
parte de los ácidos nucleicos.
35. Monosacáridos: Aldosas y cetosas
Aldosas
D-gliceraldehído
(C3)
D-eritrosa (C4)
D-ribosa (C5)
D-glucosa (C6)
D-manosa (C6)
D-galactosa (C6)
Cetosas
dihidroxiacetona
(C3)
D-ribulosa (C5)
D-fructosa (C6)
4. Los Glúcidos: monosacáridos
Sólidos cristalinos, blancos,
solubles en agua y dulces (son
azúcares).
Principal función energética
(aunque también ADN, ATP).
Son polihidroxialdehídos
(aldosas:grupo aldehído en C1) o
polihidroxicetonas (cetosas: grupo
cetona en C2).
Se nombran según su número de
carbonos: Triosas (3C), tetrosas
(4), pentosas (5C), hexosas (6).
Todos tienen carácter reductor
porque los grupos funcionales
pueden oxidarse a carboxilos
Más importantes: hexosas y
pentosas.
36. 4. Los Glúcidos: monosacáridos
ALDOTRIOSAS CETOTRIOSA
PROYECCIÓN DE FISCHER
(El grupo funcional arriba, y los –OH y –H a
la derecha o izquierda)
37. 4. Los Glúcidos: monosacáridos
Muchos monosacáridos pueden tener la misma fórmula empírica pero son
distintos, se dice que presentan ISOMERÍA. Existen varios tipos:
ISOMERIA DE FUNCIÓN: idéntica fórmula, pero son diferentes
C3H6O3
ESTEREOISOMERÍA: idéntica fórmula y mismas propiedades físico-
químicas, pero presentan diferencias en los carbonos asimétricos (unidos a 4
radicales diferentes).
FORMA D: -OH del carbono
asimétrico a la derecha
FORMA L: -OH del carbono
asimétrico a la izquierda
38. 4. Los Glúcidos: monosacáridos
La mayoría de los monosacáridos tienen más de un C asimétrico, por lo que
el número de estereoisómeros de cada sustancia es 2n
, siendo n el número de
C asimétricos (que es mayor en aldosas que las correspondientes cetosas).
Por convenio se ha establecido que los prefijos D y L se refieran a la
posición del OH del C asimétrico más alejado del grupo funcional, es decir,
del C asimétrico de mayor numeración.
39. 4. Los Glúcidos: monosacáridos
Entre los estereoisómeros se distinguen:
ENANTIÓMEROS: La posición de todos los –OH varía. Son imágenes
especulares entre sí. Conservan el mismo nombre anteponiendo D o L.
EPÍMEROS: Se diferencian en la posición de un grupo –OH de un C
asimétrico. No son imágenes especulares y tienen nombres diferentes.
ACTIVIDAD: Dibujar los enantiómeros y epímeros de la aldopentosa y buscar los nombres.
40. 4. Los Glúcidos: monosacáridos
• Otra propiedad que presentan los monosacáridos es la ACTIVIDAD
ÓPTICA, debido a que contienen C asimétricos. Consiste en que cuando se
hace pasar la luz polarizada (que vibra en un solo plano) por una disolución
de monosacáridos, el plano de la luz se desvía:
Si se desvía hacia la derecha se llaman DEXTRÓGIRAS (se representa con el signo +)
Si se desvía hacia la izquierda se llaman LEVÓGIRAS (se representa con el signo -)
NO EXISTE RELACIÓN ENTRE LA ACTIVIDAD ÓPTICA,
DEXTRÓGIRA Y LEVÓGIRA, Y EL CARÁCTER D O L DE UN
DETERMINADO ESTEREOISÓMERO.
43. 4. Los Glúcidos: monosacáridos
• Otra característica que presentan los
monosacáridos de 5 o más carbonos que
están en disolución acuosa (lo que ocurre
siempre que se encuentran en un ser vivo), es
que la mayoría presentan estructuras cíclicas,
que se forman porque reaccionan el grupo
carbonilo (-C=O) con uno de los grupos
hidroxilo (-OH). Se obtiene así un
HEMIACETAL O HEMICETAL (según
se trate de un aldehído o cetona,
respectivamente).
• Los ciclos hexagonales se llaman piranosas
y los pentagonales furanosas.
• Como consecuencia de la ciclación, el C del
grupo carbonilo, pasa a ser asimétrico, se le
llama C ANOMÉRICO y, por tanto, se
forman dos nuevos estereoisómeros que se
llaman ANÓMEROS.
44. 4. Los Glúcidos: monosacáridos
Para realizar la ciclación se suele seguir el método de proyección de Haworth:
1.La forma abierta se gira 90º y se proyecta sobre un plano horizontal.
2.La molécula se representa plegada, quedando el C del grupo carbonilo cercano al penúltimo
carbono, que sufre una rotación, quedando el último C unido a él por encima del plano de
proyección.
3.Se cicla de forma hexagonal o pentagonal.
4.Los grupos -OH o -H que en la proyección de Fischer están situados a la derecha, quedan ahora
abajo, y los de la izquierda se sitúan hacia arriba.
5.Si el -OH del C anomérico está hacia abajo se llama alfa (α) y si se representa hacia arriba, el
anómero se llama beta (β).
51. Formados por la unión de dos monosacáridos mediante un enlace O-glucosídico (entre
grupos –OH de dos monosacáridos, desprendiéndose agua)
Función energética.
Color blanco, sabor dulce y solubles en agua (también son azúcares).
Pueden descomponerse en dos monosacáridos, liberando energía (son hidrolizables).
La unión entre dos monosacáridos puede ser de dos tipos:
Enlace monocarbonílico: entre el –OH del C anomérico del primer monosacárido y
otro –OH del segundo monosacárido. Ej: lactosa, maltosa, celobiosa.
Enlace dicarbonílico: entre los C anoméricos de dos monosacáridos, por eso
pierden el poder reductor, como le ocurre a la sacarosa.
4. Los Glúcidos: disacáridos
52. 4. Los Glúcidos: disacáridos
MALTOSA:
Azúcar de malta
Formada por dos glucosas
Resulta de la hidrólisis del glucógeno
Tiene poder reductor
El enzima que rompe el enlace O-glucosídico es la
maltasa
LACTOSA:
Azúcar de la leche
Formada por glucosa+galactosa (no forma polímeros)
Tiene poder reductor
El enzima que rompe el enlace O-glucosídico es la
lactasa, que si falta provoca intolerancia a la lactosa
SACAROSA:
Azúcar de caña (se extrae de la caña o de remolacha)
Formada por glucosa+fructosa
Reserva energética en células vegetales
No tiene poder reductor
El enzima que la rompe se llama sacarasa
α-D-Glucopiranosil (1→2)-β-D-Fructofuranósido
53. 4. Los Glúcidos: polisacáridos
Se forman por la unión de varios monosacáridos.
No tienen sabor dulce y son insolubles en agua
La celulasa y la amilasa hidrolizan la celulosa y el almidón, pero la quitina
es difícil de hidrolizar
POLISACARIDO ESTRUCTURA FUNCIÓN LOCALIZACIÓN
CELULOSA Polímero de glucosa lineal Pared celular de vegetales En todos los órganos de
plantas
ALMIDÓN Polímero de glucosa ramificado Reserva energética en
vegetales
En semillas, raíces y tallos
GLUCÓGENO Polímero de glucosa ramificado Reserva energética en
animales
En hígado y músculo y
algunos hongos
QUITINA Polímero de N-acetil
glucosamina ramificado
Exoesqueleto de
artrópodos y pared celular
de hongos
Exoesqueletos y células de
hongos
54. 4. Los Glúcidos: polisacáridos de reserva
ALMIDÓN
GLUCÓGENO
CELULOSA
55. 4. Los Glúcidos
FUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS
Aportar energía: la glucosa es la
molécula universal a partir de la cual
los seres vivos obtienen energía.
Almacenar energía: el almidón en
vegetales y el glucógeno en animales.
Cuando se hidrolizan se obtiene
glucosa.
Conferir soporte estructural:
Celulosa: Forma paredes celulares
de vegetales.
Quitina: Forma exoesqueletos de
artrópodos y paredes celulares de
hongos
Ribosa y desoxirribosa forman
parte de los ácidos nucleicos
56. 5. Los lípidos
• Formados por C, H y O (algunos con S, P o N)
• Químicamente son muy heterogéneos (ni forman
polímeros ni tienen un grupo funcional característico)
• Se caracterizan por sus propiedades físicas:
No se disuelven en agua, formando estructuras
denominadas micelas.
Se disuelven en disolventes orgánicos, tales como
cloroformo, benceno, aguarrás o acetona.
Son menos densos que el agua, por lo que flotan
sobre ella.
Son untuosos al tacto.
57. Se clasifican según :
Su composición química:
Lípidos simples, contienen C, H y O
Lípidos complejos, contienen C, H, O, P y N
Su comportamiento en la hidrolisis (si tienen o no ácidos grasos):
Lípidos saponificables (con ácidos grasos), que pueden hidrolizarse
Grasas (acilglicéridos)
Fosfolípidos o fosfoglicéridos
Ceras
Lípidos insaponificables (sin ácidos grasos), que no pueden
hidrolizarse
Esteroides
Terpenos o isoprenoides
5. Los lípidos: clasificación
58. 5. Los lípidos: los ácidos grasos
Son moléculas hidrocarbonadas lineales, con número par de átomos de
carbono y un grupo ácido en un extremo.
Pueden ser saturados, si sólo tienen enlaces simples entre los C, e
insaturados si tienen uno o varios enlaces dobles. En este caso los
dobles enlaces se indican a partir del carbono terminal, llamado ω; así,
un ácido graso ω3 tendrá un doble enlace entre los carbonos 3 y 4
contados a partir de este último carbono.
Cuanto más larga y saturada es la cadena del
ácido graso mayor es su punto de fusión:
Las cadenas sin dobles enlaces se empaquetan
mejor, por eso a Tª ambiente son sólidos.
Las cadenas con dobles enlaces se empaquetan
peor y a Tª ambientes son líquidos
59. 5. Los lípidos: los ácidos grasos
Los ácidos grasos se caracterizan por tener una zona hidrófila, soluble
en agua, correspondiente al grupo ácido, y una zona lipófila (e
hidrófoba), insoluble en agua, correspondiente a la cadena
hidrocarbonada (son anfipáticos).
Esto les ha permitido formar micelas, en donde las cabezas están en
contacto con el agua y las colas en un ambiente sin agua. Se piensa que
las micelas son las precursoras de las membranas celulares.
61. 5. Los lípidos: triglicéridos (grasas)
• Principal reserva energética
• Proporcionan aislamiento térmico y físico
1, 2, 3 propanotriol
62. 5. Los lípidos: ceras
• Proporcionan protección y revestimiento
63. 5. Los lípidos: fosfolípidos o fosfoglicéridos
• Componentes principales de las membranas
biológicas (esfingolípidos en neuronas)
• Algunos actúan como segundos mensajeros
• La fosfatidil colina o la lecitina son precursores
de neurotransmisores
• Formados por el glicerol + 2 ácidos grasos +
fosfato unido mediante enlace fosfodiéster a
colina, serina o etanolamina
65. 5. Los lípidos: esfingolípidos
• Componentes de membranas celulares, sobre
todo en células del tejido nervioso
66. 5. Los lípidos: esteroides
• Derivados del
ciclopentanoperhidrofenantreno
• El colesterol forma parte de membranas
celulares, es precursor de alguna hormonas,
de ácidos biliares y de la provitamina D3
• Son los componentes básicos de algunas
vitaminas (D)
• Algunos son hormonas (sexuales,
aldosterona, cortisol)
67. 5. Los lípidos: terpenos o isoprenoides
• Derivados del isopreno
(o 2-metil-1,3-
butadieno)
• Forman pigmentos
vegetales: clorofilas,
carotenos
• Algunos son vitaminas
(Vit. A o retinol)
68. 5. Los lípidos: Funciones
Energética:
Los acilglicéridos (aceites y grasas) actúan como reserva energética. Acumulan
mucha energía en poco peso (1g de grasa=9Kcal más del doble de energía que los
glúcidos).
Estructural:
Los fosfolípidos, los esfingolípidos y el colesterol son moléculas que aparecen
formando parte de la estructura de las membranas celulares. Estas moléculas
presentan una parte polar (cabeza polar) y una parte apolar (colas apolares). Por este
motivo, se dice que son anfipáticos.
Reguladora:
Vitaminas: A(en procesos de visión), D (metabolismo del Ca), K (coagulación de la
sangre)
Hormonas: sexuales (estradiol, progesterona, testosterona, etc. Que son esteroides,
derivados del ciclopentano – perhidrofenantreno).
69. 5. Los lípidos: Funciones
Otras funciones:
Sirven como aislantes térmicos. Conducen mal el calor. Los animales de zonas frías
presentan, a veces, una gran capa de tejido adiposo.
Son buenos amortiguadores mecánicos. Absorben la energía de los golpes y, por ello,
protegen estructuras sensibles o estructuras que sufren continuo rozamiento.
La ceras recubren hojas y frutos para protegerlos.
Los isoprenoides o terpenos se forman por la unión de moléculas de isopreno y están
relacionadas con la recepción de estímulos lumínicos o químicos. Los carotenoides son
pigmentos que participan en la fotosíntesis asociados a la clorofila.
La prostaglandinas actúan como vasodilatadores regulando la presión arterial,
intervienen en procesos inflamatorios, estimulan la contracción del músculo liso,
intervienen en la coagulación de la sangre (agregación plaquetaria).
70. 6. Las proteínas
• C, H, O y N (S)
• Son polímeros de aminoácidos unidos mediante
enlaces peptídicos.
• La unión de aminoácidos da lugar a péptidos, que
se nombran según el número de aminoácidos,
dipéptido, tripéptido, tetrapéptido o polipéptido
• Los aminoácidos se caracterizan por tener un
grupo amino y un grupo ácido (carboxilo), que
en los aminoácidos naturales se unen ambos al
mismo carbono, al que se llama por eso carbono
α.
• En los seres vivos hay alrededor de 20
aminoácidos, que son comunes a todos ellos, y
que se diferencian unos de otros por el radical R
unido al carbono α.
72. 6. Las proteínas
ENLACE PEPTÍDICO
• Es un enlace covalente
• Se forma entre el C del grupo carboxilo de un aminoácido y el N del grupo
amino de otro aminoácido, liberándose una molécula de agua.
• Es una reacción de síntesis que requiere energía
• La hidrólisis del enlace peptídico requiere una molécula de agua y enzimas
específicos localizados en lisosomas y en aparato digestivo.
73. Presentan diferentes estructuras: Para ser funcionales adoptan una conformación en el espacio, que es
una estructura tridimensional. Ésta depende de la secuencia lineal de aminoácidos, llamada estructura
primaria, que se pliegan gracias a los enlaces puente de hidrógeno, originando una estructura
secundaria, que se volverá a plegar gracias a fuerzas de van der waals o de naturaleza electrostática,
originando la estructura terciaria funcional.
Son específicas: Cada individuo tiene sus propias proteínas. Por eso existe rechazo en la donación de
órganos. Y cada proteína tiene una secuencia específica.
Se desnaturalizan: Pierden su estructura tridimensional (terciaria) debido al calor, ácidos, etc, y no
pueden desempeñar su función.
6. Las proteínas: Propiedades
75. 6. Las proteínas: Funciones
• ESTRUCTURAL: Suelen ser fibrilares: queratina,
fibroína, etc. Forman parte de membranas,
citoesqueleto, pelo, uñas, etc.
• TRANSPORTADORA: Suelen ser globulares como
hemoglobina, proteínas de membrana, la HDL.
• HORMONAL: Algunas hormonas son proteínas
como la insulina, hormona del crecimiento, adrenalina.
• INMUNOLÓGICA: Suelen ser globulares o en forma
de Y. Son anticuerpos o inmunoglobulinas (Ig). Se
unen al antígeno y lo inactivan.
• CONTRÁCTIL: Contracción de los músculos (actina
y miosina).
• ENZIMÁTICA: Los enzimas regulan las reacciones
químicas en el organismo, uniéndose a un sustrato y
catalizando su transformación.
• HOMEOSTÁTICA: Intervienen en la coagulación de
la sangre (fibrina) o colaboran manteniendo las
constantes fisiológicas porque se unen a un ligando y
activan algún proceso.
76. 6. Las proteínas: Funciones
ENZIMAS
•Son biocatalizadores naturales, es decir aceleran la velocidad de las reacciones
químicas, sin consumirse ni alterarse.
•Actúan sobre los sustratos y se forman los productos, sin desgastarse los enzimas, por
ello se requieren en poca cantidad.
•Son muy específicos, es decir, que cada enzima cataliza una reacción determinada. Por
ejemplo, la lactasa solo hidroliza enlaces O-glucosídicos en la lactosa y no en otro
disacárido.
•Todos los enzimas son proteínas, pero no todas las proteínas son enzimas.
C o m p l e j o e n z i m a - s u s t r a t o C o m p l e j o e n z i m a - p r o d u c t o
E n z i m aP r o d u c t o
g l u c o s a
f r u c t o s a
S u s t r a t o
( s a c a r o s a )
E n z i m a
( s a c a r a s a )
a g u a
81. 7. Los ácidos nucleicos
• ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN y ARN
• C, H, O N y P
• Son cadenas de nucleótidos
• Un nucleótido está formado por tres componentes unidos
covalentemente:
• Un azúcar (ribosa o desoxirribosa)
• Ácido fosfórico
• Una base nitrogenada: A, G, C, T, U.
OO
O
N
N
C
O
O
P
O
O
BASE NITROGENADA
AZUCAR
FOSFATO
83. 7. Los ácidos nucleicos
• Los nucleótidos se unen formando cadenas, con enlace covalentes entre la
pentosa de un nucleótido y el fosfato del siguiente, llamados enlaces
nucleotídicos (enlace fosfodiéster 5´-3´)
• En la cadena alternan Pentosa y Fosfato, con las bases hacia el lado.
• Pueden ser polirribonucleótidos (ARN) o polidesoxirribonucleótidos (ADN)
84. 7. Los ácidos nucleicos
Su azúcar es desoxirribosa
Nunca tiene uracilo (U), y las bases se
emparejan:
A-T
G-C
Formado por dos cadenas polinu-cleotídicas,
enrolladas en doble hélice, unidas por puentes
de hidrógeno entre sus bases nitrogenadas.
Se encuentra en el núcleo (ADNnuclear),
formando la cromatina, y en orgánulos como las
mitocondrias (ADN mitocondrial) o los
cloroplastos (ADN plastidial).
Portador y transmisor de la información
necesaria para la síntesis de proteínas.
La estructura se debe a J. Watson y F. Crick
(1953), junto con R. Franklin y M. Wilkins
ADN
87. Su azúcar es ribosa.
Nunca tiene la base nitrogenada timina (T).
Es una cadena simple de nucleótidos.
Se encuentra en el núcleo y en el citoplasma de la
célula.
Transmite la información del ADN hasta el
citoplasma, donde se sintetizan proteínas.
7. Los ácidos nucleicos
ARN
Para realizar las funciones de los ácidos nucleicos
hacen falta tres clases de RNA:
•RNA mensajero (mRNA), portador del mensaje
genético desde el núcleo celular, donde se sintetiza,
hasta los ribosomas
•RNA transferencia (tRNA), se produce en el
citoplasma y transporta los aminoácidos hasta los
ribosomas donde se sintetiza la proteína.
•RNA ribosómico (rRNA), se produce en el citoplasma
y forma la estructura de los ribosomas.
89. 7. Los ácidos nucleicos
DIFERENCIAS ENTRE ARN Y ADN
ADN ARN
Estructura
molecular
Doble hélice de
polinucleótidos unidos por las
bases complementarias
Cadena sencilla de
polinucleótidos
Estructura
química
Formado por
desoxirribonucleótidos de A,
G, C o T
Formado por ribonucleótidos
de A, G, C o U
Localizació
n celular
En el núcleo, mitocondrias y
cloroplastos
En el citoplasma
Tipos Nuclear, mitocondrial y
plastidial
Mensajero, de transferencia y
ribosómico
90. El dogma central de la Biología Molecular.
Transcripción inversa
o retrotranscripción
Propiedades del ADN
•Contiene la información genética, para que según un código genético se
sinteticen las correspondientes proteínas, según la secuencia de bases del ADN
•Puede autoduplicarse y así asegurarse de transmitir la información genética
91. 7. Los ácidos nucleicos: FUNCIONES
• El ADN es el portador de la
información genética
• Debe pasar de una generación a
otra REPLICACIÓN
• Debe expresar el mensaje que
contiene, en forma de proteínas:
• TRANSCRIPCIÓN o copia
del mensaje en forma de ARNm
• TRADUCCIÓN o síntesis de
la proteína especificada en el
ARNm.
Lleva la información de los
genes hasta los ribosomas.
Transporta aminoácidos
hasta los ribosomas para
formar proteínas.
Forma los ribosomas junto
con ciertas proteínas.
ARN mensajero
ARN transferente
ARN ribosómico
Transcripción inversa
o retrotranscripción