La base molecular de la vida

Bioelementos Sólo 27 elementos de la naturaleza forman parte de los seres vivos Son los bioelementos o elementos biogénicos Bioelementos OLIGOELEMENTOS: Constituyen el 0,1 % del peso de cualquier organismo Cu, Zn, Mn, Co, Mo, Ni Si, …….. PRIMARIOS: Constituyen el 95 % del peso de cualquier organismo C, H, O, N SECUNDARIOS: Constituyen el 4 % del peso de cualquier organismo P, S, Ca, Na, K, Cl, I, Mg, Fe

Biomoléculas Los bioelementos se unen originando las biomoléculas que forman la materia viva Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos Compuestos Agua Sales minerales Inorgánicos Orgánicos Unión de numerosos monómeros Macromoléculas formadas a base de moléculas más sencillas POLÍMEROS

PRINCIPALES GRUPOS FUNCIONALES DE LAS BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS Hidroxilo - OH Alcoholes Aldehídos Carbonilo Carboxilo Cetonas Ácidos orgánicos Éster Ésteres Amino Aminas

El agua y sus funciones biológicas Por término medio constituye el 75 % del peso del organismo Las especies Edad del individuo El tipo de tejido Propiedades del agua Regulador térmico Vehículo de transporte Medio de reacción Reactivo, especialmente en las reacciones de hidrólisis

Las sales minerales y sus funciones biológicas Se pueden presentar En estado sólido En disolución Forman estructuras esqueléticas como huesos y conchas Disociadas en iones, cumplen funciones de regulación del pH, transmisión del impulso nervioso, y regulación de procesos osmóticos Las células deben encontrarse en un medio isotónico con su citoplasma ÓSMOSIS Medio Hipertónico Medio Hipotónico La célula absorbe agua y puede llegar a estallar La célula pierde agua y se arruga

Los glúcidos, carbohidratos o hidratos de carbono Bioelementos Monómeros C : H : O 1:2:1 MONOSACÁRIDOS Moléculas no hidrolizables Solubles y de sabor dulce Se unen formando disacáridos y polisacáridos Función Energética Su equivalente calórico = 4 Kcal/g Estructural Sólo algunos

Los monosacáridos = = Compuestos de 3 a 7 átomos de Carbono H O ALDOSAS CETOSAS H C H OH H C = O OH Un átomo de carbono unido por doble enlace al O, formando el grupo carbonilo Un átomo de carbono unido por doble enlace al O, formando el grupo carbonilo, pero en el segundo carbono, formando un grupo cetónico en lugar de un grupo aldehído H C OH . . El resto de los átomos de Carbono posee un grupo alcohólico . H C OH El resto de los enlaces con el Hidrógeno H Triosa aldosa Triosa cetosa GLICERALDEHIDO DIHIDROXIACETONA

Principales monosacáridos Uno es un aldehído, el otro es una cetona Se diferencia en la posición del doble enlace con el Oxígeno Triosas Gliceraldehído Dihidroxiacetona Son aldosas Se diferencian en que la desoxirribosa carece de grupo alcohólico en el 2º carbono Pentosas Ribosa Desoxirribosa Glucosa y galactosa son aldosas, la fructosa es cetosa Las aldosas se diferencian en la posición de los grupos alcohólicos de los carbonos 2 y 3 Hexosas Glucosa Galactosa Fructosa

Disacáridos y polisacáricos POLISACÁRIDOS DISACÁRIDOS Sustancias hidrolizables Unión de dos monosacáridos Polímeros hidrolizables Unión de n monosacáridos MALTOSA Dos glucosas LACTOSA glucosa y galactosa SACAROSA glucosa y fructosa DE RESERVA ALMIDÓN en vegetales GLUCÓGENO en animales ESTRUCTURALES CELULOSA, principal componente de la pared de la célula vegetal

LÍPIDOS De composición química variada Son sustancias orgánicas insolubles en agua Solubles en disolventes orgánicos GLICÉRIDOS OTROS LÍPIDOS GRASAS y SEBOS  sólidos a temperatura ambiental ACEITES  líquidos a temperatura ambiental Reserva de energía a largo plazo Su equivalente calórico es de 9 Kcal/g Más adecuados que los glúcidos para almacenar energía, ahorrando espacio y peso Los seres vivos emplean como fuente de energía los glúcidos, y una vez agotados, consumen las grasas almacenadas

Son ésteres de glicerina y diferentes ácidos grasos GLICÉRIDOS Son ésteres de glicerina y diferentes ácidos grasos Ácidos grasos Glicerina, Glicerol Alcohol propanotriol 3 H2O

Función protectora Recubren superficies de hojas y frutos Recubren piel de vertebrados Mantienen superficies flexibles e impermeables Función estructural Moléculas anfipáticas: una cabeza hidrófila, una cola hidrófoba forman una bicapa lipídica, estructura básica de las membranas biológicas Destaca el colesterol Estructural: forma parte de las membranas de células animales Regulador: precursor de otras sustancias como hormonas Dan lugar a los pigmentos vegetales, responsables de los colores rojizos y amarillentos de las plantas

Proteínas AMINOÁCIDOS Los compuestos orgánicos más abundantes Constituyen el 50% del peso seco de la materia viva Sus unidades básicas AMINOÁCIDOS Moléculas no hidrolizables Ácidos orgánicos formados por un grupo amino y un grupo carboxilo Grupo carboxilo Grupo amino Grupo variable que diferencia los 20 aminoácidos que forman las proteínas

el grupo carboxilo de uno y el amino del siguiente El enlace peptídico Se unen aas entre el grupo carboxilo de uno y el amino del siguiente Se forman cadenas peptídicas o péptidos de longitud variable Cada proteína es una macromolécula formada por una o varias cadenas peptídicas En cada célula existen miles de proteínas distintas con funciones específicas Cualquier alteración en la secuencia de aminoácidos, incluso la sustitución de un solo aa por otro, proporciona una proteína diferente

Especificidad de las proteínas Las proteínas son específicas Dentro de una misma especie, cada individuo tiene proteínas exclusivas que le diferencian de otros individuos Cada especie posee proteínas diferentes a las de otras especies Una misma proteína tiene secuencias peptídicas distintas en distintos individuos Cada ser vivo tiene unas características determinadas, porque tienen unas proteínas determinadas El grado de diferencia dependerá de su parentesco evolutivo

Son el principal material de construcción de los organismos biocatalizadores  aumentar la velocidad de las reacciones biológicas Todas las reacciones químicas celulares se realizan por enzimas Son el principal material de construcción de los organismos Forman parte de casi todas sus estructuras

En el núcleo celular formando parte de los cromosomas Los ácidos nucleicos ADN ARN En el núcleo celular (nucleolo y jugo nuclear), y en el citoplasma formando parte de los ribosomas En el núcleo celular formando parte de los cromosomas ARNm ARNt Químicamente son polímeros que resultan de la unión de otros monómeros: los nucleótidos ARNr

Nucleótidos Los nucleótidos son monómeros hidrolizables formados por tres componentes ADENINA Forman parte del ADN y del ARN GUANINA CITOSINA Forma parte del ADN TIMINA Forma parte del ARN URACILO ARN: A, G, C, U ADN: A, G, C, T PENTOSA RIBOSA DESOXIRRIBOSA ARN ADN

Polinucleótidos Los nucleótidos se unen formando largas cadenas de polinucleótidos La unión se hace entre: El ácido fosfórico Une las ribosas de dos nucleótidos consecutivos El ARN está formado por una sola cadena El ADN por dos cadenas enrolladas formando una doble hélice

Bases nitrogenadas en los ácidos nucleicos En el ADN la unión de bases nitrogenadas se hace por parejas: A - T G - C

Enlaces entre bases en el ADN 3 enlaces entre G y C 2 enlaces entre A y T

Un gen es un fragmento de ADN que dirige la síntesis de una proteína, responsable de la aparición de un carácter. Cada molécula de ADN está constituida por numerosos genes sucesivos A un gen con una determinada secuencia de nucleótidos le corresponde una proteína con una determinada secuencia de aas. El ARN es el encargado de ejecutar la información contenida en el ADN, y el encargado de sintetizar las proteínas. El ADN se duplica o replica Gracias a ello los caracteres hereditarios se transmiten de padres a hijos Replicación: Se desenrolla el ADN Cada hebra sirve de molde para la síntesis de la cadena complementaria Se vuelven a enrollar en la doble hélice

Células reproductoras Las mutaciones Una mutación es un cambio hereditario producido por la modificación del material genético Se manifiestan en las células que las sufren y en su descendencia Células somáticas Células reproductoras Las mutaciones son causa de variabilidad genética en las poblaciones Constituyen la base del proceso de evolución La mutación sólo afecta a la parte del cuerpo donde se ha producido la mutación y no se transmite a los hijos No se manifiesta en el individuo pero sí en la descendencia