Unidad I : biomoléculas las moléculas de la vida

Presentación del tema: "Unidad I : biomoléculas las moléculas de la vida"— Transcripción de la presentación:

1 Unidad I : biomoléculas las moléculas de la vida

2 Composición química de las células
El estudio químico de todos las células de los seres vivos ha revelado la existencia en ellos de numerosos elementos químicos llamados Bioelementos. Cada elemento químico es una sustancia pura que está formado por un tipo particular de Átomos. Los átomos conforman tanto la materia viva como la inerte, lo que explica el continuo intercambio de materiales entre los seres vivos y su medio ambiente

3 Todo átomo consta de un núcleo central que contiene protones y neutrones, ambos poseen masa y constituyen la masa atómica del átomo ( A ). Alrededor del núcleo giran los electrones responsables de la unión entre los átomos, formación de enlaces químicos y de la conducción de la electricidad.( su masa es insignificante por tanto no se consideran en la masa atómica)

4 En condiciones normales el número de electrones es igual al número de protones y se dice que todo átomo es eléctricamente neutro. Los átomos se ordenan según su Nº atómico o (Z), que representa el número de protones de su núcleo. Los átomos se unen captando, cediendo o compartiendo electrones. lo que se conoce como Valencia de un elemento químico. Los electrones giran alrededor del núcleo en orbítales o niveles de energía determinados. Los protones y los neutrones poseen masa equivalente y ambos se consideran para determinar la masa atómica o A.

5 La ganancia de electrones por parte de un átomo constituye una reducción y al producirse resultan átomos que presentan carga negativa (aniones). La pérdida de electrones es la oxidación y resultan iones positivos (cationes). De más de 110 elementos químicos , solo 22 son considerados bioelementos por estar presentes en la materia viva . Todos los elementos se ordenan en una tabla secuenciada: el sistema periódico.

6 Sistema periódico de los elementos

7 Clasificación de los bioelementos
Los bioelementos se dividen en : Bioelementos Primarios o macroelementos : 2) Bioelementos Secundarios o microelementos: 3) Bioelementos terciarios o elementos traza:

8 1) Bioelementos primarios :
Son los bioelementos más abundantes y de bajo peso atómico Al unirse forman enlaces muy fuertes entre sí Constituyen el 96% de las células de los seres vivos. Dentro de ellos están el Carbono, el Hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno

9 Es el elemento central de las biomoléculas orgánicas.
Carbono (C) Es el elemento central de las biomoléculas orgánicas. Presenta gran capacidad de formar enlaces covalentes. Conforma un gran % de seres vivos. Oxigeno (O) : Elemento importante en la respiración aeróbica y en los procesos liberadores de energía a nivel celular. Permite la vida de los seres vivos Forma parte de la molécula de agua.

10 Hidrógeno (H) : Bioelemento más pequeño de todos. Responsable de la concentración de acidez de un medio (pH) Participa con el Oxígeno en los procesos energéticos a nivel celular . Forma parte de la molécula de agua. Nitrógeno (N) : Principal componente del aire atmosférico que respiramos No es directamente aprovechado por nosotros conforma biomoléculas complejas como las proteínas y ácidos Nucleicos.

11 2. Bioelementos secundarios :
Calcio (Ca) : Participa en la formación de muchos tejidos como huesos, cartílagos y dientes, en la coagulación de la sangre, en la contracción muscular, en las sinapsis nerviosas, etc. Sodio (Na) : Es el principal catiòn extracelular, importante en la transmisión de los impulsos nerviosos; en la regulación de la presión osmótica celular y es el componente de todos los líquidos corporales

12 Potasio (K) : Es el principal catión intracelular
( dentro de las células), importante en la contracción muscular y en la transmisión de los impulsos nerviosos. Cloro (Cl.) : Importante en la regulación de la presión osmótica celular, conforma los líquidos corporales. Azufre (S) : como anión (SO4= ) es constituyente de proteínas, polisacáridos y aminoácidos. Fósforo (P) : como anión (PO4 ), participa en formación de huesos, dientes y músculos, compone ácidos nucleicos, proteínas y fosfolípidos.

13 Magnesio (Mg) : Es un cofactor enzimático; es también el átomo central de la clorofila en vegetales.
3.- Bioelementos terciarios : Fierro (Fe) importante en la formación de la hemoglobina de los glóbulos rojos. Yodo ( I ) : Ayuda a la formación de tiroxina de la tiroides, impidiendo el Bocio Flúor (F): Participa en la formación del esmalte dental De menor importancia relativa están: Vanadio (V) Cobre (Cu) Silicio (Si) Manganeso (Mn) Cobalto (Co) Zinc (Zn) Molibdeno (Mo) Boro (B)

14 Los Bioelementos se encuentran combinados entre sí, formando las biomoléculas.
Las biomoléculas se clasifican en dos tipos: I. Las biomoléculas inorgánicas: Moléculas de peso molecular bajo, no presentan carbono, su origen proviene del reino mineral, presentan una gran diversidad de elementos químicos. Entre ellas están: El agua Las sales minerales.

15 II. Las biomoléculas orgánicas :
Son moléculas de mayor peso molecular , todas ellas incluyen el elemento carbono , se componen solo de C-H-O-N-S y P, su origen es de reinos vivos animal y vegetal hongos y protistas. En orden de complejidad se encuentran: Los azúcares o carbohidratos Los lípidos o grasas o aceites Las proteínas o prótidos Los ácidos nucleicos.

16 1) El AGUA Es el compuesto más importante y abundante en los seres vivos. ( 60 y el 95% del peso corporal). Permite la vida de todos los seres vivos Se encuentra en 3 estados: Sólido, líquido y gaseoso Se compone de 3 átomos: H-O-H, unidos por enlaces covalentes

17 Tiene una carga total neutra
Tiene una carga total neutra .Presenta una distribución asimétrica de sus componentes que la convierte en una molécula polar o bipolar, alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa mientras que los núcleos de hidrógeno quedan desnudos, desprovistos parcialmente de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva.

18 Por eso en la práctica la molécula de agua se comporta como un dipolo

19 Así se establecen interacciones dipolo-dipolo entre las propias moléculas de agua, formándose enlaces o puentes de Hidrógeno. Es indispensable para todos los seres vivientes pues proporciona el medio acuoso en el cuál se desarrollan todas las reacciones químicas del metabolismo que dan origen a la vida.

20 ¿Como se presenta el agua en nosotros?
EGESTIÓN De agua sudor:100cc Piel Evaporación 350cc Respiración = 350 cc Digestivo = 200 cc Riñón = cc TOTAL 2.400 cc / día INGESTIÓN Agua de: Bebida: cc Hidratac: cc Oxidación:200 cc TOTAL 2.400 cc / día

21 Funciones del agua Gran poder disolvente( solvente universal)
Permite todas las reacciones químicas del metabolismo Es termorreguladora por almacenar y repartir calor en el organismo

22 2) Las sales minerales Son compuestos inorgánicos de gran importancia para los seres vivos, están formando parte de muchas estructuras biológicas: Se encuentran de dos formas en los organismos: a.- Sales insolubles en agua : Forman estructuras sólidas, que suelen tener función de soporte o protectora, como : Esqueleto , tejido dental, ligamentos ( fosfatos, cloruros, y carbonatos de calcio). b. Sales solubles en agua Funciones iónicas.: iones como Fe +2, importantes en la conformación de la hemoglobina de los glóbulos rojos, Sales de Yodo ( I) importantes en la formación de tiroxina de la tiroides. Sales de sodio, importantes en la formación de impulsos nerviosos. También Mg2+, Zn, actúan como cofactores enzimáticos

23 Biomoléculas orgánicas
Carbohidratos o Glúcidos: Los carbohidratos o azúcares son las biomoléculas fundamentales de producción de energía en la mayoría de los seres vivos. Se consideran moléculas que aportan energía inmediata a las células. Se componen de C- H y O. Los carbohidratos están formados por moléculas pequeñas conocidas como azúcares. Se reconocen 4 tipos principales de carbohidratos, clasificados de acuerdo al número de moléculas de azúcar que conforman su molécula.

24 Los Monosacáridos : formados por solo una molécula de azúcar como la ribosa, la glucosa y la fructosa. Cumplen funciones principalmente energéticas. Una fuente principal de energía para todos los seres vivos es el monosacárido glucosa, considerada el principal combustible celular, por lo tanto, la molécula insustituible para todas las células

25 Los Disacáridos : Conformados por la unión de dos moléculas de azúcar a través de un enlace por deshidratación llamado “ enlace glucosídico” Ejemplos de disacáridos son la sacarosa o azúcar de caña ( glucosa + fructosa) la maltosa o azúcar de cebada ( glucosa + glucosa) y la lactosa o azúcar de la leche ( glucosa más galactosa) Todas cumplen funciones energéticas. Cada gramo de glùcidos aporta al organismo 4 Calorìas

26 Oligosacáridos: Moléculas muy poco estudiadas, son cadenas cortas de moléculas de azúcar unidos a través de enlaces glucosídicos, son moléculas que cumplen una función estructural, formando parte de todas las membranas celulares de las células

27 Los Polisacáridos son las moléculas de azúcar más complejas,y de mayor peso molecular, están formadas por miles de monosacáridos unidos en cadenas largas, todas éstas uniones es a través de muchos enlaces glucosídicos. El almidón es el principal polisacárido de reserva energética de las plantas, una molécula de almidón puede estar formada por un promedio de a moléculas de glucosa, se produce en forma de glucosa a través de la fotosíntesis, es abundante en hojas, tallos y frutos

28 El glucógeno :Es la principal molécula de almacenamiento del azúcar en los organismos animales su peso molecular es mayor al almidón, En los animales el glucógeno se almacena de preferencia en el hígado y en el tejido muscular ( músculos). La celulosa es polisacárido vegetal abundante, forman la pared celular de las células vegetales dándole soporte y protección su función es por tanto estructural y no energética.

29 Estructura de los polisacáridos

30 2. Lípidos, grasas o aceites
Son compuestos formados por C-H y O. Son compuestos orgánicos apolares son insolubles en agua y se disuelven solventes apolares como el cloroformo, el éter, el benceno y otros. Generalmente se les reconoce como moléculas de almacenamiento de energía o energía de reserva o calórica. (Cada gramo de lípidos produce 9,3 Cal). Algunos lípidos cumplen función estructural en las células. Algunos cumplen un rol importante como “mensajeros químicos” u hormonas.

31 A) Lípidos energéticos
Ácidos grasos Las grasas neutras o Triglicéridos Compuestos altamente energéticos, ambos aportan energía de reserva a las células. Las grasas también son buenos aislantes térmicos y protegen el cuerpo de algunos animales

32 B) Lípidos estructurales
a) Los Fosfolípidos: Compuestos por una parte lipídica y un extremo polar ( fosfato). Son componentes de las membranas celulares. Son importantes por su función estructural . b) Los glucolípidos: “lípidos con azúcar” también constituyentes de las membranas celulares, en especial en las neuronas . Ambos cumplen funciones estructurales en las células

33 C) Lípidos reguladores
Lípidos que cumplen funciones metabólicas o de regulación corporal. Dentro de ellos se encuentran: a) El Colesterol: Componente de las membranas celulares y compone la vaina de mielina en neuronas. Sirve de base para la formación de hormonas y vitaminas liposolubles A, D, E y K. B) Las hormonas sexuales como la progesterona y los estrógenos femeninos y la testosterona masculina, ambas cumplen un papel fundamental en el desarrollo y aparición de los caracteres sexuales secundarios , que marcan el inicio de la función reproductora

34 Importancia biológica de los lípidos: Son sustancias de reserva energética aportando 9,3 Cal por gramo. Son buenos aislantes térmicos, generando calor e impidiendo su eliminación Son sustancias que realizan funciones metabólicas reguladoras de importancia. Son constituyentes de todas las células, en especial, de las membranas biológicas.

35 3. Proteínas Son las moléculas orgánicas de gran peso molecular más abundantes en las células. Las moléculas de proteínas están conformadas por C-H-O y N, además algunas poseen también S y P. Su diversidad funcional es inmensamente grande. Todas son cadenas de aminoácidos dispuestos en una estructura lineal. Cada molécula proteica se va “escribiendo” con un número total de 20 aminoácidos que existen en los seres vivos para la formación de éstas macromoléculas , Por tanto a las cadenas de aminoácidos se les llama proteínas.

36 Como unidades de las proteínas , cada aminoácido es un compuesto orgánico que presenta dos grupos funcionales unidos a un átomo de carbono central: un grupo amino (-NH2) y un grupo ácido carboxilo (- COOH). Los aminoácidos también son llamados péptidos

37 La principal función de las proteínas es ser moléculas estructurales, sin embargo, pueden aportar energía en casos de desnutrición grave, aportando 4 Cal por gramo Todos los aminoácidos que conforman una proteína se unen a través de un enlace por deshidratación denominado enlace peptídico. los 20 aminoácidos que conforman proteínas pueden ser clasificados en esenciales y no esenciales, los primeros son todos aquellos que nuestro organismo no es capaz de sintetizar y por lo tanto debe adquirirlo a través de la dieta alimenticia, los otros los obtenemos a partir de otras moléculas orgánicas como ser glùcidos o lìpidos.

38 Clasificación de las proteínas
a) Fibrosas: Son proteínas duras, presentan gran resistencia, son elásticas, no cambian de posición, insolubles en agua, entre ellas se encuentran: el colágeno , la elastina, la miosina . 2) Globulares: Son proteínas de forma de globo, son solubles en agua, son dinámicas y participan de preferencia en procesos de regulación metabólica. Otra clasificación obedece a su estructura: a) Simples: Proteínas puras,formadas solo por aminoácidos.( albúminas, globulinas, actina, etc.) b) Conjugadas: Aquellas proteínas que poseen además de aminoácidos en su cadena, también algunos grupos no proteicos como azúcares o lípidos. Ejemplos: Glucoproteínas,lipoproteínas.

39 Funciones biológicas de las proteínas
Estructural : Principales constituyentes orgánicos de todas las estructuras celulares. Enzimática : Las enzimas son proteínas que regulan todos los procesos metabólicos en el ser vivo. Hormonal : Como hormonas son sustancias reguladoras de la función orgánica, muchas de ellas son proteínas o derivados de ellas. Inmunológica : Los anticuerpos y todas las sustancias que nuestro organismo produce en su sistema inmunológico para defendernos son proteínas. Transporte : El transporte de O2 y CO2 por la sangre es realizado por proteínas como la hemoglobina. Energética: En última instancia se utilizan como fuente de energía aportando 4 Calorías por gramo

40 Las proteínas y su importancia

41 LOS ACIDOS NUCLEICOS LAS BASES QUIMICAS DE LA HERENCIA

42 Características Son sustancias químicas descubiertas en el núcleo de las células, de ahí su nombre. Son las moléculas de mayor peso molecular y más complejas de los seres vivos. Están formados por unidades llamadas nucleótidos que se componen de C-H-O-N- y P. Son responsables del control del metabolismo celular y en los procesos de transmisión de la herencia. Existen dos tipos de ácidos nucleicos: El ADN (ácido desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico). Ambos están formados por nucleótidos.

43 Nucleótidos: unidades de los ácidos nucleicos
Cada nucleótido está constituido por tres componentes: Un azúcar de 5 carbonos ( pentosa) que puede ser desoxirribosa para el ADN o ribosa para el ARN. Una base nitrogenada: Adenina (A), Guanina (G), Timina (T) y Citocina (C) para el ADN, o bien, Adenina(A), Guanina (G), Uracilo (U) y Citocina ( C) para el ARN. Un grupo fosfato ( ácido fosfórico ) que une los azúcares.

44 Las bases nitrogenadas que forman los ácidos nucleicos pueden ser de dos tipos:
Purinas o púricas: Compuestos nitrogenados de anillo cíclico doble, entre ellos están la Adenina y la Guanina. Pirimidinas o pirimídicas: Compuestos nitrogenados de anillo cíclico simple, entre ellas están la Timina (ADN), el Uracilo ( solo ARN) y la citocina ( ADN y ARN).

45 El ADN: la base de la información hereditaria:
Es el ácido nucleico que sirve de portador de la información genética en todos los seres vivos, a través de él se transmiten los genes de célula a célula. Es una en doble espiral , como cadena en forma de hélice, se presenta como una molécula extremadamente larga ubicada en los núcleos celulares (formulada por Watson y CricK .1953) En cada peldaño de la escalera cada purina se complementa con una pirimidina produciendo así una doble hélice simétrica.

46 Existe en el ADN la regla del complemento de las bases nitrogenadas en que la Adenina siempre se va a unir con la Timina o a la inversa, en cambio, la guanina siempre se unirá con la citocina o a la inversa.

47 Replicación del ADN Cuando la célula se prepara para la división celular, ésta por la duplicación del ADN de las células. En un determinado momento la doble cadena se separa y cada una de ellas sirve de “molde” para formar dos cadenas hijas Terminado el proceso ,el resultado son dos moléculas de ADN completamente idénticas. Se dice que el material genético se ha duplicado y la célula entra en el proceso de mitosis o de meiosis para “ separar” en células hijas el material genético duplicado.

48 Replicación del ADN:

49 El ARN ( ácido ribonucleico):
Características: El ARN se encuentra tanto en el núcleo como en el citoplasma celular. Presenta solo una cadena simple de nucleótidos. Su peso molecular es menor que el del ADN. Presenta como azúcar la ribosa. No presenta Timina y esta es reemplazada en él por el Uracilo, Existen tres tipos de ARN: ARN Mensajero ( ARNm) ARN Ribosómico (ARNr) ARN de Transferencia (ARNt)