U NIDAD 1: BIOMOLÉCULAS Y M ETABOLISMO C ELULAR Prof. Judith Valerio Sepúlveda Biología y Cs. Naturales S.S.C.C.

¿Q UÉ SON LAS B IOMOLÉCULAS ? Son las moléculas constituyentes de los seres vivos. Bioelementos como el carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre (C,H,O,N,P,S)

IMPORTANCIA DE LAS BIOMOLECULAS Permiten la formación de enlaces covalentes entre ellos Permiten a los átomos de carbono formar esqueletos tridimensionales –C-C-C- Permiten la formación de enlaces múltiples (dobles y triples) entre C y C; C y O; C y N. 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.

¿C UÁLES SON ESTAS BIOMOLÉCULAS ? OrgánicasInorgánicas MonosacáridosAgua Ácidos grasosSales minerales AminoácidosGases Nucleótidos

L AS B IOMOLÉCULAS SE UNEN CON … Enlaces Iónico: uno cede (oxida) (+) y el otro capta (reduce) (-) Catión Anión

E NLACE C OVALENTE Poseen igual o similar fuerza de atracción COMPARTIR!! TIPOS DE ENLACE PUENTES DE HIDROGENO: Presentes en los nucleótidos, mas fuertes y gastan mas energía. FUERZAS VAN DER WAALS: Presentes en proteínas para formar niveles mas complejos, menos fuertes y gastan menos energía.

B IOMOLÉCULAS INORGÁNICAS : AGUA Componente mas abundante en los seres vivos. Función: ser el medio propicio para las diversas reacciones y procesos metabólicos vitales de la célula. (Medio fluido) Molécula neutra – polarizada

P ROPIEDADES DEL AGUA Elevada tensión superficial Elevado calor específico (termorreguladora) Elevado calor de vaporización (regulador térmico) Elevada fuerza de adhesión (capilaridad) Densidad máxima en estado líquido Disolvente Universal

1.- ELEVADA TENSIÓN SUPERFICIAL Las moléculas experimentan una fuerza de atracción muy fuerte entre ellas Fuerzas de Van der Walls Origina una “película superficial”

2.- ELEVADO CALOR ESPECÍFICO Calor necesario para evaporar el agua y enfriar el cuerpo del organismo, a través de la transpiración Regulador térmico Eliminar mucho calor perdiendo poca agua 3.- ELEVADO CALOR DE VAPORIZACIÓN Las moléculas absorben gran cantidad de calor sin aumentar su t° Función termorreguladora 1cal/g x 1°C

4.- ELEVADA FUERZA DE ADHESIÓN Gran capacidad para adherirse a las paredes de conductos Ascenso en contra de la gravedad Capilaridad

5.- DENSIDAD MÁXIMA EN ESTADO LIQUIDO En estado líquido es mas densa que en estado sólido Por eso el hielo flota 5.- DISOLVENTE UNIVERSAL Disociación de compuestos iónicos

A CTIVIDAD Realiza un esquema resumen de las funciones biológicas del agua, agregando un ejemplo de esta

M OLÉCULAS INORGÁNICAS : S ALES MINERALES Compuestos iónicos fundamentalmente PrecipitadasIonizadas Asociadas a moléculas Estructura o protección Regulación del cuerpo Estructura

S ALES PRECIPITADAS Unión de un ácido con una base, liberando agua. En forma precipitada forman estructuras duras Proporcionan estructura o protección al ser que las posee. Ejemplos son las conchas, los caparazones o los esqueletos.

S ALES IONIZADAS Manifiestan cargas positivas y negativas Los cationes más abundantes en seres vivos son: Na+, K+, Ca 2+, Mg 2+, NH 4 +. Los aniones más representativos en seres vivos son: Cl−, PO 4 3 −, CO 3 2 −, HCO 3 −. Funciones: Mantener grado de salinidad. Amortiguar cambios de pH (efecto tampón) Controlar la contracción muscular. Producir gradientes electroquímicos. Estabilizar dispersiones coloidales. Intervienen en el equilibrio osmótico.

S ALES ASOCIADAS A MOLÉCULAS Ligadas a moléculas orgánicas, como los fosfolípidos y fosfoproteínas Realizan funciones que tanto el ion como la molécula no realizarían por separado Ejemplo: Hemoglobina  Fe 2+ Clorofila  Mg 2+

M OLÉCULAS INORGÁNICAS : GASES Los de mayor importancia biológica son: O2O2 Presente en la respiración celular CO 2 Presente en la fotosíntesis Traspasados a través de las membranas celulares

B IOMOLÉCULAS ORGÁNICAS Contenidas por uno o mas átomos de carbono, unidos por enlaces covalentes o átomos de hidrógeno C, H, O, N, P, S

ACTIVIDAD: Realiza un esquema o mapa conceptual que resuma las biomoléculas orgánicas descritas en el libro, pagina 35.

P ROTEÍNAS Función estructural Función enzimática Función hormonal Función reguladora Función homeostática Función estructural Función defensiva Función transporte Función contráctil Función de reserva

F UNCIÓN ESTRUCTURAL Constituyen estructuras celulares: Glucoproteínas forman parte de las membranas celulares y actúan como receptores o facilitan el transporte de sustancias. Las histonas, forman parte de los cromosomas que regulan la expresión de los genes.

F UNCIÓN ESTRUCTURAL Otras proteínas confieren elasticidad y resistencia a órganos y tejidos: El colágeno del tejido conjuntivo fibroso. La elastina del tejido conjuntivo elástico. La queratina de la epidermis. Las arañas y los gusanos de seda segregan fibroina para fabricar las telas de araña y los capullos de seda, respectivamente.

F UNCIÓN ENZIMÁTICA Son las más numerosas y especializadas. Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas del metabolismo celular. Ej: Amilasa – Almidón  Glucosa F UNCIÓN REGULADORA Algunas proteínas regulan la expresión de ciertos genes y otras regulan la división celular (como la ciclina).

F UNCIÓN HORMONAL Ayudan en la regulación de procesos hormonales. Ej: Insulina y Glucagón (que regulan los niveles de glucosa en sangre) Hormonas segregadas por la hipófisis como la del crecimiento o la adrenocorticotrópica (que regula la síntesis de corticosteroides) Calcitonina (que regula el metabolismo del calcio).

F UNCIÓN HOMEOSTÁTICA Algunas mantienen el equilibrio osmótico y actúan junto con otros sistemas amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno. F UNCIÓN CONTRÁCTIL La actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracción muscular. La dineina está relacionada con el movimiento de cilios y flagelos

F UNCIÓN DEFENSIVA Las inmunoglogulinas actúan como anticuerpos frente a posibles antígenos. La trombina y el fibrinógeno contribuyen a la formación de coágulos sanguíneos para evitar hemorragias. Las mucinas tienen efecto germicida y protegen a las mucosas. Algunas toxinas bacterianas, como la del botulismo, o venenos de serpientes, son proteinas fabricadas con funciones defensivas.

F UNCIÓN DE TRANSPORTE La hemoglobina transporta oxígeno en la sangre de los vertebrados. La hemocianina transporta oxígeno en la sangre de los invertebrados. La mioglobina transporta oxígeno en los músculos. Las lipoproteinas transportan lípidos por la sangre. Los citocromos transportan electrones.

F UNCIÓN DE RESERVA La ovoalbúmina de la clara de huevo, la gliadina del grano de trigo y la hordeina de la cebada, constituyen la reserva de aminoácidos para el desarrollo del embrión. La lactoalbúmina de la leche.

A CTIVIDAD Realiza un mapa conceptual en tu cuaderno que sintetice las funciones de las proteínas