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.
BIOGENÉSIS

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.
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, guisa
nte, garbanzo y soja), verduras de hojas
verdes, hojas
de remolacha, mora, nueces, melocotón, almendra
s, 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:
BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS E
INÓRGANICAS

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.
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
−
), bicarbo
nato (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
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 ácidosnucleicos 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 la adenina.
Estructura química de la guanina.
Estructura química de la citosina.

Estructura química de la timina.
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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