La naturaleza básica de la vida IES Bañaderos Tema 1

La naturaleza básica de la vida Características diferenciales de los seres vivos La unidad química de los seres vivos El agua Las sales minerales Los compuestos orgánicos Los glúcidos Los lípidos Las proteínas Enzimas Los ácidos nucleicos

COMPLEJIDAD MOLECULAR NIVELES DE ORGANIZACIÓN Características diferenciales de los seres vivos Los seres vivos presentan unas características que les diferencian de la materia inanimada. COMPLEJIDAD MOLECULAR Las macromoléculas como los ácidos nucleicos y las proteínas no existen en la naturaleza no viva. NIVELES DE ORGANIZACIÓN La materia viva presenta una organización jerárquica en orden de complejidad creciente. AUTOMANTENIMIENTO NUTRICIÓN Incorporan materia y energía del exterior y la utiliza para construir sus propios componentes.

RELACIÓN - SENSIBILIDAD Características diferenciales de los seres vivos REPRODUCCIÓN La materia viva origina copias de sí misma. Los organismos se reproducen sexual o asexualmente. CICLO VITAL Presentan diferentes etapas a lo largo de su vida. RELACIÓN - SENSIBILIDAD Presentan respuestas ante estímulos medioambientales. Esto les proporciona capacidad de autorregulación.

Características de los seres vivos A) Todos los seres vivos tienen una composición química compleja y semejante: agua, sales minerales, glúcidos, lípidos, prótidos y ácidos nucleicos B) Todos los seres vivos realizan una serie de funciones vitales, que se pueden agrupar en tres: ▪ NUTRICIÓN: entendida genéricamente como la capacidad de intercambiar materia y energía con el medio. ▪ RELACIÓN: en sentido amplio seria la capacidad de intercambiar información con el medio; es decir, recibir estímulos y generar respuestas. ▪ REPRODUCCION: entendida como la capacidad de crear réplicas semejantes a sí mismos. C) Finalmente todos los seres vivos están compuestos por unas unidades básicas llamadas células.

Niveles de organización Partículas elementales (protones, electrones, neutrones) Átomos (C, H, O, N,...) Moléculas sencillas (H2O, NH3, glucosa, aminoácidos,...) Moléculas complejas (almidón, glucogeno, proteínas,...) Orgánulos celulares (ribosomas, mitocondrias, cloroplastos,...) y Virus colonia CÉLULA Ser VIVO unicelular

Ser VIVO unicelular Ser VIVO pluricelular Tejido (muscular, óseo, cartilaginoso...) Órgano (corazón, pulmones,...) Aparato o Sistema (digestivo,...) Ser VIVO pluricelular Individuo Población Comunidad Ecosistema Biosfera

Unidades químicas de los seres vivos Un ser vivo está formado por un restringido conjunto de elementos químicos llamados bioelementos. F, B, I

Unidades químicas de los seres vivos Composición química del cuerpo humano y de la alfalfa. CUERPO HUMANO ALFALFA I % II % I % O ............... 62,81 C ............... 19,37 H ............... 9,31 N ............... 5,14 Ca .............. 1,38 S ................ 0,64 P ................ 0,63 Una ............ 0,26 K ............... 0,22 Cl .............. 0,18 Mg ............. 0,04 F ................. 0,009 Fe ............... 0,005 Si ................ 0,004 Zn .............. 0,0025 Al ............... 0,001 Cu ............. 0,0004 Sn .............. 0,0002 Br............... 0,0002 Mn ............. 0,0001 I ................. 0,0001 O ............... 77,9 C ............... 11,34 H ................ 8,72 N ................ 0,83 P ............... 0,71 Ca................ 0,58 K ............... 0,23 S ............... 0,103 Mg.............. 0,08 Cl .............. 0,07 Una ........... 0,039 Si ............ 0,0001 Fe ........... 0,0027 Al ............ 0,0025 Bo ........... 0,0007 Mn .......... 0,00036 Zn ........... 0,00035 Cu .......... 0,00025 Ti ............ 0,00009

No exclusivos de la materia viva Exclusivos de la materia viva Unidades químicas de los seres vivos Biomoléculas o principios inmediatos. Biomoléculas Orgánicas Inorgánicas No exclusivos de la materia viva Exclusivos de la materia viva Sales minerales Agua Glúcidos Lípidos Proteínas Nucleótidos

Contenido en agua de algunos organismos y algunos tejidos humanos Biomoléculas inorgánicas: El agua El agua es el compuesto más abundante en los seres vivos Organismo % agua   Tejido Algas Caracol Crustáceos Espárragos Espinacas Estrella mar Persona adulta Hongos Lechuga Lombriz Maíz Medusa Pino Semilla 98 80 77 93 76 62 95 83 86 47 10 Líq. cefalorraquídeo Sangre (plasma) Sangre (Gl. rojos) Tej. nervioso (s.gris) Tej. nervioso (Médula) Tej. nervioso (s.blanca) Músculo Piel Hígado Tej. conjuntivo Hueso (sin medula) Tej. adiposo Dentina 99 91-93 60-65 85 75 70 75-80 72 70-75 60 20-25 10-20 3 Contenido en agua de algunos organismos y algunos tejidos humanos

A.1.- De acuerdo con el contenido en agua de los siguientes tejidos, ordénalos de mayor a menor actividad fisiológica: Sangre 79 % Huesos 22 % Músculos 76 % Riñón 83 % Marfil 10 % Cerebro 86 % A.2.- El contenido en agua del cuerpo humano a distintas edades es de, feto de tres meses 94 %, recién nacido 69 %, adulto 63 %. Con estos datos, ¿determina en qué le afecta al ser humano la edad con respecto al contenido en agua de su organismo? A.3.- A partir de las dos actividades anteriores, nombra en función de qué, varia el contenido en agua de los seres vivos. A.4.- ¿Quién poseerá mayor cantidad de agua en sus tejidos, un elefante macho de 5 años o un elefante hembra de 30?

Biomoléculas inorgánicas: El agua + - La molécula del agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno e- e- Enlace covalente Debido a la elevada electronegatividad del oxígeno, los electrones se encuentran desplazados hacia el oxígeno. La desigual distribución de carga eléctrica hace del agua una molécula polar. (el agua es un dipolo, tiene un polo positivo y otro negativo) Puentes de hidrógeno Esta polaridad provoca la atracción electrostática entre las moléculas de agua mediante enlaces o puentes de hidrógeno.

IMPORTANCIA BIOLÓGICA DEL AGUA Biomoléculas inorgánicas: El agua IMPORTANCIA BIOLÓGICA DEL AGUA Es el principal disolvente biológico. Propiedades del agua Elevada capacidad térmica. Dipolo Alcanza su densidad máxima en estado líquido. Se forman puentes de hidrógenos

Propiedades del agua. Principal disolvente El agua disuelve las sustancias iónicas y las polares Por lo que el agua puede transportar muchas moléculas y facilita las reacciones químicas.

Propiedades del agua. Elevada capacidad térmica. Debido al gran numero de puentes de hidrógeno que se estable entre las moléculas, al agua le cuesta mucho cambiar de temperatura por lo que actúa como amortiguador térmico (Función térmoreguladora).

Propiedades del agua. Densidad El agua en estado líquido es más densa que en estado sólido, al descender la temperatura se forma una capa de hielo en la superficie que flota y protege al agua líquida que queda bajo ella. Esto permite la vida acuática en climas fríos

Propiedades del agua. Elevada tensión superficial Desplazamiento de algunos organismos sobre el agua.

Funciones del agua en los seres Funciones del agua en los seres vivos derivadas de sus propiedades físico-químicas son: FUNCIÓN DE DISOLVENTE UNIVERSAL: todas las reacciones bioquímicas ocurren en medio acuoso. FUNCIÓN ESTRUCTURAL O PLÁSTICA: La presión del agua mantiene el volumen y la forma de células FUNCIÓN DE TRANSPORTE: El agua transporta las sustancias disueltas en ella. FUNCIÓN TERMORREGULADORA: se opone a los cambios bruscos de temperatura. FUNCIÓN MECÁNICA AMORTIGUADORA: en el movimiento amortigua el rozamiento de órganos con movilidad constante.

Precipitadas = Sólidas Las sales minerales Las sales minerales son moléculas inorgánicas presentes en todos los seres vivos que encuentran disueltas o en estado sólido (precipitadas). Sales minerales Disueltas Precipitadas = Sólidas Son insolubles se encuentran en estado sólido. Los más abundantes son de silicatos y carbonatos Forman parte de los caparazones de crustáceos y moluscos Esqueleto interno en vertebrados Son solubles en agua; se encuentran disociadas en sus iones: Aniones: cloruros (Cl-), fosfatos (PO43-), carbonatos (CO32-), bicarbonatos (HC03-) y nitratos (N03-). Cationes: calcio (Ca2+), sodio (Na+), potasio (K+). Función reguladora

Ósmosis Difusión de un disolvente a través de una membrana semipermeable (permite el paso de disolventes, pero no de solutos) desde una disolución más diluida a otra más concentrada. Membrana semipermeable Membrana semipermeable BAJA CONCENTRACIÓN ALTA CONCENTRACIÓN Medios isotónicos Igual presión osmótica. Medio hipotónico Presión osmótica baja. Medio hipertónico Presión osmótica alta. El disolvente atraviesa la membrana hasta igualar las concentraciones en ambos lados.

Medio hipertónico e hipotónico PLASMÓLISIS La membrana plasmática se separa de la pared celular El agua sale de la célula. Disminuye el volumen celular Aumenta la presión osmótica en el interior MEDIO HIPOTÓNICO TURGENCIA La célula se hincha hasta el límite de la pared celular El agua entra en la célula. Aumenta el volumen celular Disminuye la presión osmótica en el interior

Difusión y diálisis ▪ La diálisis. En este caso pueden atravesar la membrana además del disolvente, moléculas de bajo peso molecular y éstas pasan atravesando la membrana desde la solución más concentrada a la más diluida. Es el fundamento de la hemodiálisis que intenta sustituir la filtración renal deteriorada. ▪ La difusión sería el fenómeno por el cual las moléculas disueltas tienden a distribuirse uniformemente en el seno del agua. Puede ocurrir también a través de una membrana si es lo suficientemente permeable.

Todas las biomoléculas orgánicas son compuestos de carbono Los compuestos orgánicos Todas las biomoléculas orgánicas son compuestos de carbono Glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos El carbono puede formar cuatro enlaces covalentes muy estables dirigidos hacia los vértices de un tetraedro. Puede formar enlaces sencillos, dobles y triples consigo mismo dando lugar a estructuras tridimensionales complejas.

El átomo de carbono El carbono debido al lugar que ocupa en la Tabla Periódica, posee una electronegatividad media y al no existir grandes diferencias de tamaño con los otros átomos forma con ellos compuestos covalentes Se une con el oxígeno, nitrógeno o azufre o con elementos menos electronegativos como el hidrógeno. Posee la capacidad de unirse con otros átomos de carbono mediante enlaces simples, dobles o triples, pudiendo formar cadenas lineares, ramificaciones o anillos.

TIPOS DE REPRESENTACIONES MOLECULARES Formas de representar las moléculas TIPOS DE REPRESENTACIONES MOLECULARES FÓRMULA DESARROLLADA FÓRMULA MOLECULAR FÓRMULA SEMIDESARROLLADA REPRESENTACIONES ESPACIALES MODELO DE VARILLA MODELO COMPACTO

COMPUESTOS DE LOS QUE FORMAN PARTE Grupos funcionales NOMBRE Y FÓRMULA COMPUESTOS DE LOS QUE FORMAN PARTE Hidroxilo: - OH Alcoholes Carbonilo: C = O Situado en un carbono secundario: Aldehído H- C = O | Situado en un carbono primario: Cetona C=O O Carboxilo: || - C-OH Ácidos carboxílicos Amino: - NH2 Aminas

O O O OH C C H C OH O O NH2 P C OR Grupos funcionales hidroxilo carbonilo C O carbonilo C O OH carboxilo Alcohol Aldehído Cetona Ácido C O OR éster (éster) NH2 amino (amina) P O ion fosfato (éster fosfórico)

Glúcidos Los glúcidos, también denominados azúcares, son compuestos químicos formados por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O). Su fórmula empírica es parecida a CnH 2nOn, es decir (CH 2O)n . Por ello, se les suele llamar también hidratos de carbono o carbohidratos. Así, los glúcidos pueden definirse como un monómero o polímeros de polialcoholes con una función aldehída (polihidroxialdehídos) o cetona (polihidroxicetona). Se clasifican en:: monosacáridos oligosisacáridos polisacáridos.

Glúcidos POLIHIDROXIALDEHIDO

Glúcidos POLIHIDROXICETONA

Glúcidos (ampliación de la clasificación) se unen formando OSAS ÓSIDOS formados por osas y otras moléculas orgánicas formados únicamente por osas son MONOSACÁRIDOS HOLÓSIDOS HETERÓSIDOS muchos monosa-cáridos entre 2 y 10 monosacáridos contienen proteínas contienen lípidos POLISACÁRIDOS distintos tipos de monosacárido el mismo tipo de monosacárido OLIGOSACÁRIDOS GLUCOPROTEÍNAS formados por 2 monosacáridos HOMO- POLISACÁRIDOS GLUCOLÍPIDOS HETERO- POLISACÁRIDOS DISACÁRIDOS

Glúcidos. Monosacáridos 3 Triosas 4 Tetrosas 5 Pentosas. 6 Hexosas. 7 Heptosas. 8 Octosas Son los glúcidos más simples. Están formados por cadenas de 3 a 8 átomos de carbono. Pentosas y hexosas tienden a formar moléculas cíclicas en disolución acuosa. Desoxirribosa Propiedades: Son cristalizables, sólidos De color blanco. Sabor dulce. Solubles en agua. No son hidrolizables. Glucosa cíclica Glucosa lineal

Glúcidos. Ciclación monosacáridos H-C = O | H-C-OH HO-C-H CH,OH D-galactosa H-C=O | H-C-H H-C-OH CH,OH D-Desoxirribosa H-C=O | H-C-OH CH,OH D-Ribosa

TIENEN CARÁCTER REDUCTOR POLIHIDROXIALDEHÍDOS SEGÚN EL GRUPO FUNCIONAL Composición química de los monosacáridos NO SON HIDROLIZABLES TIENEN CARÁCTER REDUCTOR QUÍMICAMENTE SON POLIHIDROXIALDEHÍDOS POLIHIDROXICETONAS ALDOSAS (aldehído) SEGÚN EL GRUPO FUNCIONAL CETOSAS (cetona) ALDO + NÚMERO DE CARBONOS + OSA CETO + NÚMERO DE CARBONOS + OSA SE NOMBRAN ALDOTRIOSA EJEMPLO CETOTRIOSA

Nombra las siguientes moléculas: A B H- C = O CH2OH | | H - C - OH C = O CH2OH CH2OH C H D E H | | C = O CH2OH OH - C - H | | | H - C - OH C = O C = O | | | H - C - OH H - C - OH H - C - H CH2OH 0H - C - H H - C - OH | | CH2OH H - C - OH | CH2OH

FORMACIÓN DEL ENLACE GLUCOSÍDICO Glúcidos. Disacáridos Se forman por la unión de dos monosacáridos mediante un enlace glucosídico. Al formarse el enlace se libera una molécula de agua. Los más comunes son la maltosa, la lactosa y la sacarosa. FORMACIÓN DEL ENLACE GLUCOSÍDICO Glucosa Glucosa Maltosa

Glúcidos. Propiedades de los disacáridos Son oligosacáridos formados por dos monosacáridos. Son solubles en agua. Dulces. Cristalizables (sólidos). Son hidrolisables.

Glúcidos. Polisacáridos Los polisacáridos son los polímeros de unidades más pequeñas (monómeros) denominadas monosacáridos (más de 10 monosacáridos) . Carecen de sabor dulce. Pueden ser lineales como la celulosa y la quitina o ramificados como el almidón y el glucógeno. Ramificaciones Enlace glucosídico Monómeros de glucosa

Glúcidos. Funciones Como la glucosa. El almidón en los vegetales. 4 Molécula de glucosa COMBUSTIBLE CELULAR Como la glucosa. ALMACÉN DE RESERVA ENERGÉTICA Molécula de almidón El almidón en los vegetales. El glucógeno en los animales. COMPONENTE ESTRUCTURAL La ribosa y la desoxirribosa son componentes de los ácidos nucleicos. Molécula de desoxirribosa La celulosa es el componente de la pared vegetal. La quitina de los hongos y del exoesqueleto de artrópodos y crustáceos.

Lípidos Los lípidos son biomoléculas orgánicas, compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno, presenta en ciertas ocasiones, otros elementos como el fósforo. Se caracterizan por su insolubilidad en agua y por su solubilidad en disolvente orgánico (no polares), como el alcohol, benceno, acetona, éter, cloroformo,... Este grupo incluye moléculas de estructuras muy diferentes.

Lípidos saponificables Lípidos insaponificables Lípidos. Clasificación Ácidos grasos Saturados Insaturados Lípidos saponificables Acilglicéridos Triglicéridos o grasas Aceites Mantecas Sebos Ceras Lípidos complejos o de membrana Fosfolípidos Esfingolípidos Lípidos insaponificables Terpenos Esteroides

Lípidos. Ácidos grasos Los ácidos grasos son moléculas que poseen una larga cadena lineal hidrocarbonada (alifática), por regla general de un número par de átomos de carbono, que oscila entre 10 y 24, (aunque los más abundantes tienen 16 ó 18) y con un grupo carboxílico (-COOH) en el primer carbono de la molécula. Pueden ser saturados o insaturados.

Lípidos. Ácidos grasos saturados No tienen dobles enlaces. Suelen ser sólidos a temperatura ambiente. Abundan en los animales

Lípidos. Ácidos grasos insaturados Tienen uno o más dobles enlaces. Generalmente líquidos a temperatura ambiente Abundan en los vegetales

Lípidos. Grasas Enlaces tipo éster Formadas por la unión, tipo éster, de la glicerina con una, dos o tres moléculas de ácidos grasos. Glicerina Ácidos grasos

Lípidos. Grasas o acilglicéridos Se forman por la esterificación de la glicerina con una, dos o tres moléculas de ácidos grasos. CH2 CH3 (CH2) )14 COOH HO CO (CH2 )14 CH3 CH 2 O + 3 H2O CH3 (CH2 )14 COOH + HO CH CH3 (CH2 )14 COOH HO CH2 Ácido palmítico + Glicerina Tripalmitina Al perderse los grupos hidroxilo, en la esterificación, los acilglicéridos son moléculas apolares. Las grasas en mamíferos se acumulan en adipocitos.

Lípidos. Formación de un triglicérido

Lípidos. Grasas o acilglicéridos Las grasas con ácidos grasos saturados e insaturados, son semisólidas, mantequilla Las grasas con ácidos grasos insaturados son líquidas, aceites Las grasas con ácidos grasos saturados, son sólidas, sebos

Lípidos. Ceras Son ésteres de monoalcoholes de cadena larga con ácidos grasos también de cadena larga Alcohol miricílico Los dos extremos de la molécula son de naturaleza hidrófoba. Son insolubles en agua, lo que explica sus funciones protectoras y de revestimiento. Se localizan en la piel, pelo, plumas, epidermis de las hojas, etc. + Cola de abeja Ácido palmítico

Lípidos. Fosfolípidos Formados por una molécula de alcohol, como la glicerina, unida por un lado a un grupo fosfato y por otro a ácidos grasos. Extremo polar (Hidrófilo) Grupo fosfato La molécula tiene una estructura bipolar Glicerina Son moléculas anfipáticas con una zona hidrófoba, en la que los ácidos grasos están unidos mediante enlaces éster a un alcohol (glicerina), y una zona hidrófila, originada por los restantes componentes no lipídicos. Extremo apolar (Hidrófobo) Ácidos grasos

Lípidos. Fosfolípidos

Estructura del ciclo pentano perhidrofenantreno Lípidos. Esteroides Derivan de una estructura compleja formada por varios anillos hidrocarbonados (ciclo pentano perhidrofenantreno). Son totalmente insolubles en agua. En este grupo se incluyen compuestos como el colesterol, la vitamina D y algunas hormonas, como las sexuales. Estructura del ciclo pentano perhidrofenantreno

Estructural, forman parte de las membranas celulares Lípidos. Funciones Actúan como sustancias de reserva en las vacuolas de las células vegetales y en los adipocitos animales. Ejercen función protectora de distintas zonas del cuerpo del efecto de golpes o contusiones . Funciones Estructural, forman parte de las membranas celulares Impermeabilizante de las plumas, pelos. Reguladora algunas hormonas y vitaminas.

Cabezas polares de fosfolípidos Colas apolares de fosfolípidos Estructura de una membrana biológica El carácter anfipático de los fosfolípidos es fundamental en la formación de las membranas biológicas. Cadenas glucídicas Cabezas polares de fosfolípidos Colas apolares de fosfolípidos Proteínas Las colas polares Las cabezas polares interaccionan mediante puentes de hidrógeno con el agua Colesterol

ESTRUCTURA DE UN AMINOÁCIDO Proteínas Las proteínas son polímeros lineales de moléculas de -aminoácidos unidas entre si por enlaces peptídicos. Composición. Las proteínas están compuestas por átomos de carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S). Los aminoácidos son las unidades estructurales básicas de las proteínas. Se caracterizan por tener un grupo amino (-NH2) y un grupo carboxilo (-COOH), unidos al carbono que ocupa la posición α (C contiguo al grupo carboxilo). Unidos también a ese carbono tenemos un átomo de hidrógeno (H) y una cadena lateral llamada radical o cadena (R). Las características de esa cadena son las que distinguen unos aminoácidos de otros. ESTRUCTURA DE UN AMINOÁCIDO R H COOH H2N C Átomo de carbono  Grupo amino Grupo carboxilo Grupo de cadena lateral

FORMACIÓN DEL ENLACE PEPTÍDICO Proteínas. Enlace peptídico Los enlaces peptídicos se forman al unirse el grupo carboxilico de un aminoácido con el grupo amino del siguiente y liberarse una molécula de agua. FORMACIÓN DEL ENLACE PEPTÍDICO Grupo carboxilo Grupo amino R H COOH N C C H R H2N OH O + H2O DIPÉPTIDO H R C H2N O COOH N Enlace peptídico Péptido: cadena corta de aminoácidos. Proteína: cadena formada por uno o varios polipéptidos.

Proteínas. Enlace peptídico

Proteínas. Estructura SE DISTINGUEN CUATRO NIVELES DE COMPLEJIDAD EN UNA PROTEÍNA Forma helicoidal Estructura globular Asociación de varias cadenas Hoja plegada Estructura primaria Estructura cuaternaria Estructura terciaria Estructura secundaria

20 n Proteínas. Estructura primaria Secuencia de aminoácidos desde el extremo amino al carboxilo, Todas las proteínas la tienen. Indica los aminoácidos que la forman y el orden en el que están colocados. Está dispuesta en zigzag. El número de polipéptidos diferentes que pueden formarse es: 20 n Número de aminoácidos de la cadena Para una cadena de 100 aminoácidos, el número de las diferentes cadenas posibles sería: 1267650600228229401496703205376 ·10100

Proteínas. Estructura secundaria Disposición de la estructura primaria en el espacio Se forman las estructuras de  - hélice y de hola -  lámina plegada beta  -hélice

Proteínas. Estructura terciaria Se forman al plegarse sobre si misma la estructura secundaria Las proteínas fibrosas (o filamentosa) poseen una forma de haces lineales o de cuerda, suelen tener función estructural, Las proteínas globulares presentan una forma esférica o de ovillo, son solubles en agua y una gran parte desempeñan funciones de transporte

Proteínas. Estructura cuaternaria Están formadas por la asociación de varias cadenas polipeptídicas.

Proteínas. Desnaturalización y renaturalización La desnaturalización es la pérdida de las estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria. Puede estar provocada por cambios de pH, de temperatura. Desnaturalización Renaturalización PROTEÍNA NATIVA PROTEÍNA DESNATURALIZADA En algunos casos la desnaturalización puede ser reversible.

Proteínas. Funciones Estructural: Colágeno en huesos y cartílagos. Queratina en uñas y pelo Transportadora: Como la hemoglobina transporta oxígeno en la sangre Reguladora: Insulina hormona que regula el azúcar en sangre o la hormona de crecimiento Contráctil: Actina y miosina en la contracción muscular Defensa inmunitaria: Anticuerpos que se fabrican para neutralizar a las sustancias extrañas que penetran en el individuo. Enzimas o biocatalizadores: Aumentan la velocidad de las reacciones metabólicas

Progreso de la reacción Proteínas enzimáticas Las enzimas son proteínas con una función catalítica, es decir, proteínas que regulan las reacciones químicas en los seres vivos. Acelera las reacciones y disminuyendo la energía de activación. Intervienen en pequeñas concentraciones, ya que ni se consumen ni se alteran durante la reacción y pueden, por lo tanto, actuar sucesivas veces. Energía de activación sin la enzima Energía Energía de activación con la enzima Energía de los reactivos Variación de la energía Energía de los productos Progreso de la reacción

(E) + (S) ▬► (ES) ▬► (P) + (E) Modelo de actuación de las enzimas Las enzimas (E) se unen de manera específica al sustrato (S). Formándose así un complejo transitorio llamado “enzima-sustrato” (ES). La unión con el sustrato se realiza en una zona específica de la enzima, que recibe el nombre de centro activo. Disminuye la energía de activación, se obtiene el producto final (P) y se libera la enzima (E), inalterada, que puede actuar de nuevo. (E) + (S) ▬► (ES) ▬► (P) + (E)

Clasificación de las enzimas ▪ Hidrolasas: Realizan hidrólisis en presencia de agua ▪ Liasas Catalizan la liberación de grupos funcionales diversos ▪ Transferasas Transferencia de grupos funcionales o radicales de una molécula a otra ▪ Isomerasas Transforma una molécula en sus isomero. ▪ Oxidorreductasa Catalizan reacciones de oxido-reducción: por medio del hidrógeno, oxígeno o con el transporte de electrones ▪ Sintetasas cataliza la síntesis de moléculas con hidrólisis de ATP

Propiedades de las enzimas 1. Especificidad. Cada enzima cataliza un solo tipo de reacción, y casi siempre actúa sobre un único sustrato o sobre un grupo muy reducido de ellos. 2. Eficiencia. Una única molécula de enzima puede catalizar la transformación de muchas moléculas de sustrato (la enzima no se consume por eso son necesarias en pequeña cantidad.

Ácidos nucleicos Los ácidos nucleicos son moléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno, oxígeno nitrógeno y fósforo. Son polímeros constituidos por nucleótidos. Están presentes en el núcleo de las células (también en determinados orgánulos como mitocondrias y cloroplastos). Son las moléculas encargadas de almacenar, transmitir y expresar la información genética. Existen dos tipos ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico), presentes ambos en toda clase de células animales, vegetales o bacterianas.

Un nucleótido está formado por: PENTOSA (MONOSACÁRIDO) Ácidos nucleicos. Estructura de un nucleótido. Un nucleótido está formado por: Tipos de bases nitrogenadas: BASES PÚRICAS BASE NITROGENADA PIRIMIDINA URACILO TIMINA CITOSINA GRUPO FOSFATO BASES PIRIMIDÍNICAS PURINA GUANINA ADENINA Tipos de pentosas PENTOSA AZÚCARES DESOXIRRIBOSA RIBOSA PENTOSA (MONOSACÁRIDO)

Formación de un nucleótido BASE NITROGENADA (Adenina) NUCLEÓSIDO (Adenosina) ION FOSFATO H2O Enlace N-glucosídico H2O Enlace éster PENTOSA (Ribosa) NUCLEÓTIDO (Adenosín 5’-monofosfato)

Formación de nucleótidos

Polinucleótidos La unión de dos nucleótidos mediante enlaces fosfodiester (entre el OH del ácido fosforito de un nucleótido y el OH del carbono 3' del siguiente formándose una molécula de agua) da lugar a un dinucleótido, si se une varios forman un polinucleótido. Los ácidos nucleicos son precisamente largas cadenas polinucleótidicas.

Polinucleótidos

Tipos de ácidos nucleicos ADN Ácido desoxirribonucleico Pentosa: Desoxirribosa Bases nitrogenadas Adenina Timina Guanina Citosina En el núcleo (cromosoma), en mitocondrias y cloroplastos) ARN Ácido ribonucleico Pentosa: Ribosa Bases nitrogenadas Adenina Uracilo Guanina Citosina En el núcleo y en el citoplasma

Ácido desoxirribonucleico (ADN) Estructura primaria del ADN Extremo 5’ Es la secuencia de nucleótidos, unidos por enlaces fosfodiéster. Adenina La cadena presenta dos extremos libres: el 5’ unido al grupo fosfato y el 3’ unido a un hidroxilo. Citosina Cada cadena se diferencia de otra por: Su tamaño Su composición. Su secuencia de bases. Guanina La secuencia se nombra con la inicial de la base que contiene cada nucleótido: Timina ACGT Extremo 3’

Ácido desoxirribonucleico (ADN) Estructura secundaria del ADN Armazón grupo fosfato y pentosa Es una doble hélice enrollada a lo largo de un eje imaginario común Las dos cadenas son antiparalelas, van en sentidos opuestos (5’  3’) y (3’  5´). Las bases nitrogenadas se encuentran en el interior. Par de bases nitrogenadas Las pentosas y los grupos fosfatos forman un armazón externo Cada base se une con otra complementaria de la otra cadena por puentes de hidrógeno. Siempre A = T y G = C

Estructura del ADN. Complementariedad de las bases Las bases de ambas cadenas se mantienen unidas por enlaces de hidrógeno. 2 Enlaces de hidrógeno Adenina Timina El número de enlaces de hidrógeno depende de la complementariedad de las bases. 3 Enlaces de hidrógeno Citosina Guanina

Estructura del ADN Las dos cadenas son antiparalelas

Funciones del ADN El ADN es el portador de la información genética La información se contenida en la secuencia de bases El ADN se puede duplicar, lo que permite la herencia de la información REPLICACIÓN DEL ADN La célula utiliza la información contenida en el ADN para fabricar sus propias proteínas ADN Estructura 2’27 El ADN puede mutar. Cambio en la secuencia de las bases produce cambio en la información genética Vídeo Humano del Futuro - ADN

Ácido ribonucleico (ARN) Es un polirribonucleótido (contiene la ribosa como pentosa). Las bases nitrogenadas que lo forman son ADENINA, URACILO, CITOSINA y GUANINA (carece de timina). Se localiza tanto en el núcleo como en el citoplasma. Excepto en algunos virus, el ARN es monocatenario. Zona de doble hélice (horquilla). Bases complementarias Bucle

ARN mensajero (ARNm) Su función es copiar la información genética del ADN y llevarla hasta los ribosomas. Cadenas lineales y cortas (5.000 nucleótidos) Lleva la información desde el núcleo al hialoplasma para la síntesis de proteínas. ARN mensajero ADN Tiene una vida muy corta (algunos minutos) ya que es destruido rápidamente por las ribonucleasas.

ARN ribosómico (ARNr) Se encuentra en los ribosomas asociado a proteínas, formando parte de subunidades que los integran Los ribosomas son los orgánulos encargados de la biosíntesis de proteínas; concretamente, “traducen” la secuencia de bases del ARNm en la secuencia correspondiente de aminoácidos

ARN de transferencia (ARNt) Transportan los aminoácidos hasta los ribosomas. 3’ Presenta estructura secundaria en “hoja de trébol” 5’ Zona de unión al ribosoma. En el extremo 3’ se une al aminoácido. Brazo T Brazo D Brazo A Zona de unión a la enzima que lo une al aminoácido. Un triplete de bases llamado anticodón diferente para cada ARNt en función del aminoácido que transportan. Anticodón Zona de unión al ARNm.

Copia la información del ADN Funciones del ARN Código genético ARN de transferencia sin aminoácido ADN ARN mensajero Copia la información del ADN Ribosoma ARN de transferencia con aminoácido Proteína

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