Subido porMariela Gomez Cruz
Biomoleculas organicas
Este documento describe la composición química de los seres vivos. Explica que están formados por bioelementos como el carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno, y biomoléculas como proteínas, carbohidratos, lípidos y nucleótidos. También habla sobre las propiedades del agua y su importancia como disolvente universal en los organismos vivos.
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- 1. COMPOSICIÓN QUÍMICA DELOS 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
- 2. MAPA CONCEPTUAL La materiaviva Bioelementos Primarios Secundarios Oligoelementos Está formada por Enlaces químicos Por su abundancia son Establecen BiomoléculasFormando Inorgánicas Orgánica Sales minerales Agua Proteínas Glúcidos Nucleótidos Lípidos Son Son Estructural Energética Dinámica De funciónDe tipo Si su proporción es muy pequeña
- 3. BIOELEMENTOS (a) Primarios omacroelementos (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
- 4. (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)
- 5. (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
- 6. (c) OLIGOELEMENTOS ♦ Presentesen 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
- 7. BIOMOLÉCULAS (a) Inorgánicas (b) Orgánicas ♦Moléculas que componen a los seres vivos ♦ Distintas formas de asociación entre bioelementos Biomoléculas Inorgánicas Orgánica De tipo
- 8. (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
- 9. (a) BIOMOLÉCULAS INORGÁNICASAGUA Núcleo= protones + neutrones Electrones de valencia Niveles energéticos
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- 12. MOLÉCULA DE AGUA Mayorelectronegatividad Menor electronegatividad O H H
- 13. O H H Extremo parcialmentenegativo Extremo parcialmente positivo MOLÉCULA DE AGUA
- 14. Extremo positivo sobreátomos de hidrógeno, y extremo negativo sobre el átomo de oxígeno POLARIDAD DE LA MOLÉCULA DE AGUA DIPOLO
- 15. Al existir undipolo en la molécula, ésta puede atraer a sus vecinas por fuerzas de atracción entre cargas de diferente signo. Estas fuerzas se denominan atracción dipolo-dipolo POLARIDAD DE LA MOLÉCULA DE AGUA
- 16. PUENTES DE HIDRÓGENO Laatracción dipolo-dipolo, que es inusualmente fuerte, se denomina puente de hidrógeno
- 17. Enlaces covalentes ESTRUCTURA DELA MOLÉCULA DEL AGUA
- 18. ESTRUCTURA DE LAMOLÉCULA DEL AGUA
- 19. EL AGUA 75% dela superficie de la tierra 65% a 95% de la masa de los seres vivos Surgió la vida Extraordinarias propiedades físicas y químicas
- 20. PROPIEDADES DEL AGUA Tensiónsuperficial
- 21. PROPIEDADES DEL AGUA CapilaridadMovimiento ascendente de un líquido en un tubo estrecho fuerzas entre moléculas de agua fuerzas entre las moléculas de agua y paredes del capilar atracción cohesiva
- 22. Alto calor específico Cantidadde calor que necesita una sustancia para subir 1ºC la temperatura de 1 gramo de dicha sustancia Calor específico se necesita mucho calor para que el agua aumente su temperatura no es fácil que el agua se caliente ni que se enfríe se desprende mucho calor cuando ésta se enfría Gran parte del calor es usado para romper los puentes de hidrógeno. Una vez conseguido esto, el calor se invierte en aumentar el movimiento de las moléculas, aumentando con ello la Tº
- 23. Congelación y Densidad grandesporciones flotantes de glaciares muy frecuentes en las regiones polares Icebergs En estado sólido (hielo), el agua es menos densa que en estado líquido
- 24. Densidad = Masa Volumen >4ºC 0 - 4ºC Disminuye el movimiento Moléculas se acercan Moléculas se distancian - T°C Aumenta el volumen y por lo tanto disminuye la densidad Disminuye el volumen
- 25. EL AGUA COMODISOLVENTE Uniones ion-dipolo > Enlace iónico de la sal > Puentes de hidrógeno del agua De compuestos iónicos De compuestos polares Como Alcoholes Aldehidos Cetonas Establece puentes de hidrógeno con ellos Capacidad de solvatar: separar o disolver iones
- 26. (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
- 27. Grupos de átomosunidos 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)
- 28. 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
- 29. (b) BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS (1)Carbohidratos (2) Proteínas (3) Lípidos (4) Moléculas hechas de nucleótidos
- 30. (1) CARBOHIDRATOS (CH2O)n (Construidosde azúcares simples) ♦ Se clasifican según el número de unidades de azúcar que contienen: Monosacáridos Disacáridos Polisacáridos Carbohidratos Unidad (azúcar) Enlace glucosídico (covalente) Enlace glucosídico
- 31. Triosas Pentosas Hexosas Monosacáridos De 3 átomosde 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)
- 32. 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
- 33. Polisacáridos Almidón Glucógeno Celulosa • Forma enque 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
- 34. 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
- 35. (b) BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS (1)Carbohidratos (2) Proteínas (3) Lípidos (4) Moléculas hechas de nucleótidos
- 36. (2) PROTEÍNAS Constituyen el50% 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
- 37. 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
- 38. Los aa seunen por enlace covalente formado por deshidratación Enlace peptídico Entre el grupo carboxilo de un aa y el grupo amino del siguiente con desprendimiento de una molécula de agua
- 39. Hay 20 tiposde aa en las proteínas • Alanina • Valina • Leucina • Isoleucina • Metionina • Fenilalanina • Triptófano No polares • Glicina • Serina • Treonina • Cisteína • Asparina • Glutamina • Tirosina Polares sin carga • Ácido aspártico • Ácido glutámico Ácidos • Lisina • Arginina • Histidina Básicos
- 40. NIVELES DE ORGANIZACIÓN (a)Estructura primaria Es la secuencia lineal de aa, es decir, el orden en que están colocados los aa en una proteína La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte
- 41. (b) Estructura secundaria Correspondea plegamientos que se forman debido a interacciones entre aa no adyacentes Entre las interacciones responsables de la e. secundaria están los puentes de hidrógeno ♦ Forma helicoidal Existen 2 tipos de estructura secundaria: ♦ Forma laminar
- 42. Forma helicoidal La estructuraprimaria se enrolla helicoidalmente sobre sí misma. Se debe a la formación de puentes de hidrógeno entre –C=O de un aa y el –NH- del cuarto aa siguiente Predomina en proteínas fibrosas (ej. colágeno, elastina, queratina y seda). Estas fibras son elásticas debido a que los puentes de H se forman y se destruyen
- 43. Forma laminar Se formauna cadena en forma de zigzag
- 44. (c) Estructura terciaria Esla forma tridimensional, generalmente globular, de una proteína cuya estructura secundaria se ha plegado sobre sí misma, debido a interacciones entre aa no adyacentes
- 45. Se mantiene establegracias a enlaces entre radicales R de aa: • Puentes disulfuro entre radicales de aa que tienen S • Puentes de hidrógeno • Puentes eléctricos • Interacciones hidrófobas
- 46. La estructura terciariaes esencial para la función de una proteína • en un anticuerpo ⇒ no se une al antígeno • en un receptor de membrana ⇒ no captará la señal que corresponde Alteración ⇒ desnaturalización • en una enzima ⇒ no calzará con reactantes
- 47. (d) Estructura cuaternaria Unión,mediante enlaces débiles (no covalentes), de más de una cadena polipeptídica (subunidad o protómero) con estructura terciaria, para formar un complejo proteico Ejemplos: • Hexoquinasa → con 2 subunidades • Hemoglobina → con 4 subunidades globulares
- 48. Los genes determinanel 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
- 49. FUNCIÓN ESTRUCTURAL Algunas proteínasconstituyen 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)
- 50. FUNCIÓN ESTRUCTURAL Otras proteínasconfieren 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
- 51. Son las másnumerosas 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)
- 52. FUNCIÓN HORMONAL • Insulinay glucagón → regulan niveles de glucosa en la sangre • Hormona del crecimiento • Adrenocorticotrópica → regula síntesis de corticosteroides • Calcitonina → regula metabolismo del calcio Acción hormonal en células adyacentes Acción hormonal en células lejanas
- 53. 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
- 54. 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)
- 55. FUNCIÓN CONTRÁCTIL miofibrillas responsablesde 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
- 56. 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
- 57. FUNCIÓN REGULADORA Regulan laexpresión 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
- 58. (b) BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS (1)Carbohidratos (2) Proteínas (3) Lípidos (4) Moléculas hechas de nucleótidos
- 59. (3) LÍPIDOS Grupo diversode 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
- 60. ACEITES, GRASAS YCERAS Sólo contienen C, H y O Contienen una o más subunidades de ácido graso Largas cadenas de C e H con grupo carboxilo en extremo Grupo carboxilo En general, no tienen estructuras en forma de anillo
- 61. GRASAS Y ACEITES Deshidratación Nombrequímico: Triglicéridos Se utilizan como almacén de energía a largo plazo, tanto en plantas como animales ⇒ almacenan cierta cantidad de energía en menos masa que los carbohidratos
- 63. GRASAS Y ACEITES Conenlaces sencillos en cadenas de C ⇒ está saturado porque está “lleno” de átomos de H: tiene el mayor N° posible de átomos de H Si hay dobles enlaces entre algunos átomos de C ⇒ está insaturado, tiene menos átomos de H
- 64. GRASAS ACEITES Sin doblesenlaces ⇒ cadena de ácido graso es recta ⇒ ácidos grasos pueden acomodarse muy juntos , por lo que forman un sólido a T° ambiente Con dobles enlaces ⇒ Dobles enlaces producen flexiones en la cadena de ácido graso ⇒ Flexiones mantienen separadas las moléculas de aceite, por lo que son líquidos a T° ambiente
- 65. CERAS Se forman porla unión de un ácido graso y un monoalcohol, mediante un enlace éster
- 66. CERAS Químicamente similares agrasas ⇒ 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
- 67. FOSFOLÍPIDOS Similares a aceitescon 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
- 68. Colas hidrofóbicas ⇒insolubles en agua Cabeza polar ⇒ tiene carga eléctrica y es soluble en agua (hidrofílica) FOSFOLÍPIDOS
- 69. FOSFOLÍPIDOS Importantes componentes estructuralesde las membranas celulares
- 70. ESTEROIDES Estructuralmente diferentes detodos 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
- 71. FUNCIONES F. de reserva:son la principal reserva energética del organismo F. 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 F. 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). F. 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
- 72. (b) BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS (1)Carbohidratos (2) Proteínas (3) Lípidos (4) Moléculas hechas de nucleótidos
- 73. ACIDOS NUCLEICOS Largas cadenasde subunidades similares llamadas nucleótidos (1) Un azúcar (pentosa) (2) Un grupo fosfato (3) Una base nitrogenada • Ribosa • Desoxirribosa
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- 76. Los nucleótidos seenlazan en largas cadenas cuando el grupo fosfato de un nucleótido forma un enlace covalente (unión fosfodiester) con el azúcar de otro
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- 78. Tipos de base nitrogenada Cadenade nucleótidos CADENAS DE NUCLEÓTIDOS
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- 80. ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO El ADNse 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
- 81. CÓDIGO GENÉTICO regla decorrespondencia entre la serie de nucleótidos de los ácidos nucleicos y las series de aminoácidos (polipéptidos) en que se basan las proteínas
- 82. DOGMA CENTRAL DELA BIOLOGÍA CELULAR
- 83. 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)