Biomoleculas y Bioelementos

1. Biomoléculas
y
Bioelementos
Profesor Adirmo Hernández

2. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS
BIOELEMENTOS BIOMOLÉCULAS
Uno de los retos de la Biología actual es la descripción de los
complejos mecanismos químicos y físicos que sustentan la vida
Elementos químicos de la
materia viva
Moléculas que componen a
los seres vivos

3. La materia viva
Bioelementos
Primarios Secundarios
Oligoelementos
Está formada por
Enlaces químicos
Por su abundancia son
Establecen
Biomoléculas
Formando
Inorgánicas
Orgánica
Sales minerales
Agua
Proteínas
Glúcidos
Nucleótidos
Lípidos
Son
Son
Estructural
Energética
Dinámica
De función
De tipo
Si su proporción es muy pequeña

4. BIOELEMENTOS
(a) Primarios o macroelementos
(b) Secundarios o microelementos
(c) Oligoelementos o elementos traza
Elementos químicos de la materia viva
Bioelementos
Primarios Secundarios
Oligoelementos
Por su abundancia son Si su proporción es muy pequeña

5. (a) BIOELEMENTOS PRIMARIOS
 Imprescindibles para formar los tipos principales de moléculas
biológicas
 Son los más abundantes  95% de la masa total de un ser vivo
Carbono (C)
Oxígeno (O)
Hidrógeno (H)
Nitrógeno (N)
Fósforo (P)
Azufre (S)

6. (b) BIOELEMENTOS SECUNDARIOS
 En menor porcentanje (3,3%), pero imprescindibles para seres
vivos
Calcio (Ca2+)
Cloro (Cl-)
Magnesio (Mg2+)
Contracción muscular
Movimiento celular
Regulación del funcionamiento enzimático, etc.
Constituyente de huesos y dientes
Coagulación sanguínea
Constituyente de la clorofila
 Otras funciones
Sodio (Na+)
Potasio (K+)
Conducción del impulso nervioso
Balance de agua en sangre y fluido intersticial

7. (c) OLIGOELEMENTOS
 Presentes en organismos en cantidades muy pequeñas (menos del
0,1%), pero indispensables para el desarrollo armónico del
organismo
Manganeso (Mn)
Hierro (Fe)
Cobalto (Co)
Cobre (Cu)
Zinc (Zn)
Boro (B)
Aluminio (Al)
Vanadio (V)
Molibdeno (Mo)
Yodo (I)
Silicio (Si)
Fluor (F)
Selenio (Se)
 Funciones catalíticas imprescindibles

8. BIOMOLÉCULAS
(a) Inorgánicas
(b) Orgánicas
 Moléculas que componen a los seres vivos
 Distintas formas de asociación entre bioelementos
Biomoléculas
Inorgánicas
Orgánica
De tipo

9. (a) BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS
 No son formadas sólo por los seres vivos, pero son muy
importantes para ellos
(1) Agua
(2) Sales minerales
Biomoléculas
Inorgánicas
Sales minerales
Agua
Son De tipo

10. (b) BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS
 Sintetizadas exclusivamente por seres vivos
 Se estructuran a base de átomos de carbono
(1) Carbohidratos
(2) Proteínas
(3) Lípidos
(4) Moléculas hechas de nucleótidos
Biomoléculas
Orgánica
Proteínas
Glúcidos
Nucleótidos
Lípidos
Son
De tipo

11. Grupos de átomos unidos a una
cadena de carbonos e
hidrógenos
(b) BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS
Las moléculas orgánicas van a tener determinadas agrupaciones
características de átomos que reciben el nombre de grupos
funcionales
Hidroxilo (OH)
Carboxilo (COOH)
Amino (NH2)
Grupos funcionales de importancia en Biología:
Fosfato (H3PO4)

12. HIDROXILO (OH)
CARBOXILO (COOH)
AMINO (NH2)
 Hace que las moléculas sean hidrosolubles
 Abundante en azúcares
 Moléculas que lo poseen se llaman ácidos  liberan un protón (H+)
 En aminoácidos y ácidos grasos
 En aminoácidos
FOSFATO (H3PO4)
 En fosfolípidos y en nucleótidos
 Se representa como P

13. (1) CARBOHIDRATOS (CH2O)n
(Construidos de azúcares simples)
 Se clasifican según el número de unidades de azúcar que
contienen:
Monosacáridos
Disacáridos
Polisacáridos
Carbohidratos
Unidad
(azúcar)
Enlace glucosídico (covalente)
Enlace glucosídico

14. Triosas
Pentosas
Hexosas
Monosacáridos
De 3 átomos de carbono (C3H6O3)
De 5 átomos de carbono (C5H10O5)
De 6 átomos de carbono (C6H12O6)
• Gliceraldehído
• Dihidroxiacetona
Ejemplos: Participan en el
metabolismo de los
azúcares
• Ribosa
• Desoxirribosa
Ejemplos: Parte de la estructura
de nucleótidos
• Glucosa
• Fructosa
• Galactosa
Ejemplos: Por contener muchos
grupos hidroxilo son muy
hidrosolubles
Unidad (azúcar)

15. Disacáridos
Sacarosa
Lactosa
Maltosa
Glucosa + Fructosa
Glucosa + Galactosa
Glucosa + Glucosa
Sintetizada por plantas, es la
responsable del sabor dulce de los frutos
Es el azúcar de la leche

16. Polisacáridos
Almidón
Glucógeno
Celulosa
• Forma en que las plantas almacenan
glucosa en semillas y otras estructuras
• “Harina” → forma saludable de
consumir carbohidratos (como alternativa
a dulces)
• Forma en que los animales almacenan
glucosa, principalmente en el hígado
• No sirve para almacenamiento, sino
que cumple un papel estructural, ej.
pared celular

17. FUNCIONES DE CARBOHIDRATOS
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energía
Función energética → fuente de energía inmediata para la
célula
Función estructural → por algunos polisacáridos entre los que
destacan:
Función protectora
Función de reconocimiento
electrones
Se oxida Reduce a “otros”
• Celulosa
• Quitina → principal componente de exoesqueleto de
artrópodos
Ciertos polisacáridos estructurales se asocian con proteínas y
recubren los epitelios respiratorio y digestivo (mucinas de
secreción)
Debido a la presencia de algunos oligosacáridos sobre la superficie
de la membrana celular

18. (2) PROTEÍNAS
Constituyen el 50% de masa seca de seres vivos
Responsables de características de células
Una célula difiere de otra por el tipo de proteína que
predomina en ella, especialmente en lo que a su función se
refiere

19. ESTRUCTURA
Polímeros de aminoácidos (aa)
Se caracterizan por poseer un
grupo carboxilo (-COOH) y un
grupo amino (-NH2)
Las otras 2 valencias del carbono se saturan con un átomo
de H y un grupo variable denominado radical R
Se distinguen 20 tipos de aa

20. Los genes determinan el orden de aa en la proteína (E.
primaria)
El orden de aa en la proteína determina la forma en que se
pliega el polipéptido (E. secundaria y terciaria)
FORMA  FUNCIÓN
Los genes determinan la función de las
proteínas

21. FUNCIÓN ESTRUCTURAL
Algunas proteínas constituyen estructuras celulares
• Glucoproteínas → forman parte de membranas celulares y
actúan como receptores o facilitan el transporte de
sustancias
• Histonas → forman parte de cromosomas que regulan la
expresión de genes
Principales componentes estructurales de células
(crecimiento, desarrollo y reparación de tejidos)

22. FUNCIÓN ESTRUCTURAL
Otras proteínas confieren elasticidad y resistencia a órganos
y tejidos
• Colágeno → del tejido conjuntivo fibroso (tendones,
cartílagos, pelos)
• Elastina → del tejido conjuntivo elástico
• Queratina → de la epidermis
• Fibroina → segregada por arañas y gusanos de seda para
fabricar telas de araña y capullos de seda,
respectivamente

23. Son las más numerosas y especializadas
FUNCIÓN ENZIMÁTICA
Biocatalizadores de reacciones químicas del metabolismo celular
• Ácido graso sintetasa → cataliza síntesis de ácidos grasos
Consideremos que todas las enzimas son proteínas (hacen posible las
reacciones químicas)

24. FUNCIÓN HORMONAL
• Insulina y glucagón → regulan niveles de glucosa en la sangre
• Hormona del crecimiento
• Adrenocorticotrópica → regula síntesis de corticosteroides
• Calcitonina → regula metabolismo del calcio

25. FUNCIÓN DEFENSIVA
• Inmunoglobulinas → actúan como anticuerpos frente a posibles
antígenos
• Trombina y fibrinógeno → contribuyen a formación de coágulos
sanguíneos para evitar hemorragias
• Mucinas → efecto germicida y protegen a las mucosas
• Algunas toxinas bacterianas (Botulismo), o venenos de serpientes
→ son proteínas con funciones defensivas
Todos los anticuerpos son proteínas

26. FUNCIÓN DE TRANSPORTE
• Hemoglobina → transporta oxígeno en la sangre de vertebrados
• Hemocianina → transporta oxígeno en la sangre de invertebrados
• Mioglobina → transporta oxígeno en los músculos
• Lipoproteínas → transportan lípidos por la sangre
• Citocromos → transportan electrones
Estructuras encargadas del transporte de sustancias a través de
la membrana plasmáticas ( canales, transportadores y bombas)

27. FUNCIÓN CONTRÁCTIL
miofibrillas responsables de la contracción muscular
• Dineina → relacionada con movimiento de cilios y flagelos
Casi todos los movimientos se deben a la acción de combinaciones
de proteínas
• Actina
• Miosina
• Tubulina → en microtúbulos, filamentos responsables de
movimiento de cilios y flagelos

28. FUNCIÓN DE RESERVA
• Ovoalbúmina → clara de huevo
• Gliadina → del grano de trigo
• Hordeína → de la cebada
• Lactoalbúmina → de la leche
Reserva de aa para desarrollo
de embrión

29. FUNCIÓN REGULADORA
Regulan la expresión de ciertos genes
Regulan división celular • Ciclina
FUNCIÓN HOMEOSTÁTICA
Mantienen el equilibrio osmótico y actúan con otros sistemas
amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno
Estructuras receptoras de señales en la membrana plasmática

30. (3) LÍPIDOS
Grupo diverso de moléculas, con 2 características importantes:
 Contienen regiones extensas formadas casi exclusivamente por H y
C, con enlaces → C ― C
→ C ― H
No polares
 Regiones no polares  lípidos son hidrofóbicos
Aceites, grasas y ceras
Fosfolípidos
Esteroides
Lípidos

31. CERAS
Químicamente similares a grasas  altamente saturadas, por lo
que son sólidas a T° ambiente
En plantas terrestres:
En animales:
• Impermeabilizantes para el pelo de
mamíferos y pluma de aves
• Impermeabilizantes para exoesqueletos
de insectos
• Construcción de complejas estructuras
como colmenas
• Recubrimiento impermeable en
hojas y tallos
Molécula completamente apolar, hidrófoba  función típica
consiste en servir de impermeabilizante

32. FOSFOLÍPIDOS
Similares a aceites con excepción de que uno de los 3 ácidos
grasos es reemplazado por un grupo fosfato que tiene unido un
grupo funcional polar corto, el cual generalmente contiene N

33. FOSFOLÍPIDOS
Importantes componentes estructurales de las membranas
celulares

34. ESTEROIDES
Estructuralmente diferentes de todos los demás lípidos
4 anillos de C fusionados, de los cuales se proyectan diversos
grupos funcionales
Las diferencias en los grupos funcionales unidos a los anillos pueden
dar como resultado, grandes diferencias en la función de los
esteroides

35. FUNCIONES
Reserva: son la principal reserva energética del organismo
Estructural: forman las bicapas lipídicas de membranas celulares.
Recubren y proporcionan consistencia a los órganos, y protegen
mecánicamente estructuras o son aislantes térmicos como el tejido
adiposo. Forman cubiertas impermeables en plantas o animales
Catalítica: aportan vitaminas que facilitan el trabajo de enzimas en
las reacciones biológicas. En ausencia de la vitamina, la enzima no
puede funcionar con todos los perjuicios que puede ocasionar. Ej.
retinoides (vitamina A), tocoferoles (vitamina E), naftoquinonas
(vitamina K) y calciferoles (vitamina D).
Informativa: muchas hormonas tienen estructura lipídica
(esteroides, prostaglandinas, leucotrienos, calciferoles, etc) y
constituyen señales químicas que permiten la adaptación del
organismo a diversas condiciones ambientales

36. ACIDOS NUCLEICOS
Largas cadenas de subunidades similares llamadas nucleótidos
(1) Un azúcar (pentosa)
(2) Un grupo fosfato
(3) Una base nitrogenada
• Ribosa
• Desoxirribosa

37. ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO
El ADN se encuentra en los cromosomas de todos los seres vivos y
sus sucesión de nucleótidos deletrea la información genética necesaria
para construir las proteínas de cada organismo

38. Coenzimas: • NAD
• NADP
• FAD
NUCLEÓTIDOS LIBRES EN LAS CÉLULAS
Ribonucleótidos y desoxirribonucleótidos forman los
ácidos nucleicos ARN, ADN
Transportadores de energía: • ATP
• ADP
Mensajeros intracelulares:
AMP cíclico (receptores hormonales)

39. Muchas Gracias
y
alguna pregunta