Este documento describe las bases químicas de la vida, incluyendo los cuatro tipos principales de compuestos orgánicos (proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y carbohidratos), así como los procesos de biosíntesis que producen estas moléculas complejas a partir de precursores más simples utilizando ATP como fuente de energía. También explica las características y funciones de los carbohidratos, proteínas, ácidos nucleicos y sus roles vitales en la estructura y función celular.

1. BASES QUÍMICAS DE LA VIDA Profesor: Oscar A. Palomino Gamboa
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UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS
Departamento de Biología y Química
Profesor: Oscar A. Palomino Gamboa
BASES QUIMICAS DE LA VIDA
Las cuatro clases principales de compuestos orgánicos relacionados con las
reacciones metabólicas son: Proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y carbohidratos.
Para que se produzca lo anterior se necesita del proceso genéticamente
programado.
- Moléculas simples estructura celular complejo creciente
- Proceso endergónico complejo y vital.
Para la Biosíntesis de los diferentes componentes celulares se necesita dos clases
de ingredientes:
1. Precursores que proporcionen el C, H, N y otros átomos del producto
biosintético final.
2. El ATP y otras formas de energía química necesaria para ensamblar los
precursores que integran la estructura covalente unida del producto
FASES DE LA BIOSINTESIS
PRECURSOR
ES
SIMPLES
MOLÉCULAS DE
UNIDADES
ESTRUCTURALES
MACRO
MOLECULAS
SISTEMAS
SUPRAMOLECULARES
ORGANELOS
CO2
NH2
H2O
Nucleótidos
Aminoácidos
Monosacáridos
Ácidos Grasos
DNA
RNA
Proteínas
Polisacáridos
Lípidos
Membranas
Sistemas enzimáticos
Ribosomas
Núcleo
Mitocondria
R.S
A.G
Cloroplastos
Vacuolas...
C E L U L A
Las características de la materia viva es tener gran cantidad de C, H, O, N. El
elemento más característico de la materia viva es el carbono por:
1.) Habilidad para unirse entre sí para producir cadenas y anillos.
2.) Formar enlaces dobles produciendo variedad de moléculas para lograr la
organización compleja de la materia viva
Los azúcares, glúcidos o hidratos de carbono constituyen un grupo de biomoléculas
bien definido son: aldehídos o cetonas polihidroxilados
- Fórmula molecular (CH2O)n, el H y el O guardan la misma relación que el agua.
Función de los carbohidratos:
1.) Como combustible por su alto contenido de energía potencial que al degradarse
en el organismo CO2 + H2O + Energía

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2.) El metabolismo produce metabolitos que sirven como catalizadores.
3.) El carbohidrato sirve de punto de partida para sintetizar otros compuestos
orgánicos como los aminoácidos, ácidos grasos algunos derivados de este grupo
contienen N y S
4.) En el agua producen dispersiones coloidales.
Clasificación de los carbohidratos
1.) Según el número de carbonos : Triosas, tetrosas, pentosas, hexosas
2.) Según el grupo funcional: aldosas y cetosas.
3.) Según el numero de unidades que forman el carbohidrato: mono, di, tri,
polisacáridos.
a.) MONOSACÁRIDOS: Glucosa: azúcar de la uva (1 gr produce 3,8 Kcal)
Fructosa: jugos de fruta, miel, azúcar de caña.
Galactosa: lactosa de la leche
b.) DISACÁRIDOS: Sacarosa: (Glucosa + Fructosa) caña de azúcar y remolacha
Maltosa: (glucosa + glucosa) semillas de cereales en proceso de
germinación
Lactosa: (Glucosa + Galactosa) leche.
c.)TRISACARIDO: Rafinosa: (Glucosa + Fructosa + Galactosa ) Remolacha
azucarera, soya, coco, y algunas cereales.
GLUCOGENO: Polímero unido por enlaces 1,4 – glucosídicos, llamado almidón
animal, se deposita en el citoplasma celular del hígado y músculos. Es semejante a
la amilo pectina (20-25 unidades de glucosa), pero aún esta más ramificado y puede
presentar hasta 105 restos de glucosa, esta característica de ramificación en su
estructura, se liberan más rápidamente las unidades de monosacáridos.
Importancia fisiológica de los enlaces alfa y beta- glucosídicos
1. proporcionan un medio de unión de dos o más subunidades para la
construcción de las moléculas de mayor tamaño con diferentes funciones.
2. Diferentes enzimas atacan los enlaces alfa y beta- glucosídicos dando a las
células formas adicionales de discriminación entre compuestos utilizados en
estructuras y funciones.
3. Las moléculas celulares formadas con cada uno de los enlaces poseen
potencialidades diferentes a los enlaces alfa- glucosídicos, que son fácilmente
incorporados al metabolismo y los beta- glucosídicos son componentes de
muchas moléculas estructurales.
LAS PROTEINAS: Son el tercer grupo de los principios inmediatos orgánicos, desde
el punto de vista cuantitativo son las mas abundantes, constituyen alrededor del 75%
de la m.v. seca de tejido.
- Las proteínas están formadas por C, H, N, O y muy a menudo por S y P
- Son polímeros de unidades más sencillas de alfa aminoácidos como unidad
elemental

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- Pueden comportarse como ácido, como base o neutra (Anfoterismo), es decir,
tiene un grupo carboxilo (sede H+) y un grupo amino (toma H+)
Algunos grupos funcionales biológicamente importantes
Grupo Nombre Importancia biológica
– OH Hidroxilo Polar, y por esta razón soluble en agua; forma puentes de hidrógeno
– C=O
I
OH
Carboxilo
Ácido débil (dador de hidrógeno); cuando pierde un ion hidrógeno
adquiere carga negativa:
– C=O
I
O- + H+
– N – H
I
H
Amino
Base débil (aceptor de hidrógeno); cuando acepta un ion hidrógeno
adquiere carga positiva:
H
I
– N+ – H
I
H
H
I
– C=O
Aldehído Polar, y por esta razón soluble en agua; caracteriza a algunos azúcares
– C=O
I
Cetona (o
carbonilo)
Polar, y por esta razón soluble en agua; caracteriza a otros azúcares
H
I
– C – H
I
H
Metilo Hidrofóbico (insoluble en agua)
O
II
– P – OH
I
OH
Fosfato
Ácido (dador de hidrógeno); en solución presenta habitualmente carga
negativa:
O
II
– P – O- + 2H+
I
O-
La fórmula general para las unidades estructurales e las proteínas es:

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R
H2N C COOH
H
- La naturaleza del grupo R difiere en cada aminoácido
- Cada proteina suele tener de 100 a 300 residuos de aminoácidos
Las proteinas forman cadenas por uniones peptídicas ( enlazan el grupo amino de un
aminoacido con el grupo carboxilo del grupo siguiente) o enlace amídico covalente,
con pérdida de una molécula de agua H2O, esta combinación se llama unión
peptídica.
Los radicales R no polares son de naturaleza alifática y aromática.
Algunas proteínas contienen carbohidratos (glucoproteínas), y otras lípidos
(lipoproteínas).
LOS PEPTIDOS: Son las cadenas más pequeñas de aminoácidos, tienen de dos a
diez residuos de aminoácidos.
LOS POLIPÉPTIDOS: Con cadenas de más de diez y menos de cien residuos de
aminoácidos.
LAS PROTEINAS: Tienen cien o más residuos de aminoácidos, con elevado
contenido informativo que regulan todos los procesos biológicos.
Funciones: 1.) Como elementos estructurales; 2.) Como transportadoras (las
lipoproteínas de la sangre o la Hb que transporta el O2 y el CO2; 3.) Como
reguladoras (Hormonas de naturaleza proteica); 4.) Como contráctiles (complejo
actina / miosina); 5.) Como catalíticas (todos los catalizadores biológicas- enzimas-
pertenecen al grupo de las proteínas); 6.) Como defensa (moléculas constituyentes
de los anticuerpos, gammaglobulinas o inmunoglobulinas); 7.) Como nutritiva y
reserva (albúminas, caseína de la leche, la ferritina –controla el paso de hierro desde
la luz intestinal al plasma); 8.) Venenos de serpientes o animales ponzoñosos son de
naturaleza proteica.
.El RNA(Ácido Ribonucleico): se sintetiza en el núcleo celular y de allí pasa al
citoplasma, es una cadena polinucleotídica individual, que es sintetizado a partir del
DNA nuclear entonces tenemos:

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1.) RNA mensajero (RNAm): Traslada la información para la síntesis de
proteínas desde el DNA a los ribosomas.
2.) RNA de transferencia (RNAt): Constituye aprox. Del 10 al 20% de RNA
celular, existe al menos un RNAt específico para cada aminoácido. Este lleva
los aminoácidos a los ribosomas y los ordena a lo largo de la molécula de
RNAm, a la cual se unen por medio de enlaces peptídicos para formar
proteínas.
3.) RNA ribosómico (RNAr): Constituye el 40 al 50% del peso seco de estas
moléculas, participa en la síntesis de proteínas.
La síntesis proteica tiene lugar en el ribosoma, que se arma en el citosol a partir de
dos subunidades riborrucleoproteicas provenientes del nucléolo. En el ribosoma el
ARN mensajero (ARNm) se traduce en una proteína, para lo cual se requiere
también la intervención de los ARN de transferencia (ARNt). El trabajo de los ARNt
consiste en tomar del citosol a los aminoácidos y conducirlos al ribosoma en el orden
marcado por los nucleótidos del ARNm, que son los moldes del sistema
La síntesis de las proteínas comienza con la unión entre sí de dos aminoácidos y
continúa por el agregado de nuevos aminoácidos -de a uno por vez- en uno extremos
de la cadena.
Como se sabe la clave de la traducción reside en el código genético, compuesto
por combinaciones de tres nucleótidos consecutivos -o tripletes- en el ARNm. Los
distintos tripletes se relacionan específicamente con tipos de aminoácidos usados en
la síntesis de las proteínas.
Cada triplete constituye un codón: existen en total 64 codones, 61 de los cuales
sirven para cifrar aminoácidos y 3 para marcar el cese de la traducción. Tal cantidad
deriva de una relación matemática simple: los cuatro nucleótidos (A, U, C y G)se
combinan de a tres, por lo que pueden generarse 64 (43).
BIBLIOGRAFÍA
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Médica Panamericana S.A. Buenos Aires.
DE ROBERTIS-HIB (1998):Fundamentos de Biología Celular y Molecular. El
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MURRAY, R. Et al(1997): Bioquímica De Harper; Editorial El Manual Moderno.
México.