TEMA 1: ORGANIZACIÓN DE LOS SSVV

1- COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS 1.1 Características de los seres vivos 1- Uniformidad y complejidad molecular: misma composición molecular y todos formados por células

Metabolismo celular y homeostasis 2- Todos los seres vivos realizan las 3 funciones vitales NUTRICIÓN: Utilizar los nutrientes del alimento para aumentar el nº de células, reponer células muertas y obtener energía. Metabolismo celular y homeostasis

Respuesta a estímulos (externos e internos) RELACIÓN Respuesta a estímulos (externos e internos) Elementos de la relación 1. Estímulos Físicos Químicos Internos Externos 2. Receptores Órganos de los sentidos 3. Coordinadores Sistema nervioso Sistema endocrino u hormonal 4. Efectores Músculos Glándulas 1 Captación de estímulos por receptores 1 2 Con la información recibida los sistemas coordinadores elaboran un respuesta 2 3 Los órganos efectores realizan las respuestas 3

REPRODUCCIÓN : - a nivel organismo: perpetuación de la especie - a nivel celular: regeneración y formación de nuevas células por mitosis

Reproducción a nivel individuo Descendientes iguales al progenitor Descendientes diferentes a los progenitores Con gónadas que forman gametos

Reproducción asexual Reproducción sexual VENTAJAS Se forman descendientes con mezcla de las características de los progenitores: Diversidad de individuos, que permite que ante algún cambio siempre algún individuo pueda sobrevivir y perpetuar la especie Solo se necesita un progenitor y es un proceso rápido y efectivo. Numerosos descendientes Se necesita movilidad para el encuentro de sexos: Implica un gran gasto energético INCONVENIENTES Proceso lento Los descendientes son clones de los progenitores y cualquier cambio que les afecte, afecta a todos Pocos descendientes

CRÍA FECUNDACIÓN ADULTO R. SEXUAL Variabilidad en la descendencia, importante desde el punto de vista evolutivo. CIGOTO EMBRIÓN CRÍA FECUNDACIÓN ADULTO

Reproducción sexual: El ADN puede sufrir mutaciones Reproducción sexual: El ADN puede sufrir mutaciones. Alguna puede ser favorable, lo que hace posible una mejor adaptación al ambiente

1- LA VIDA Y SUS NIVELES DE ORGANIZACIÓN 1.2 Los niveles de organización (repaso 3º ESO)

PREGUNTAS: a) ¿Cómo diferenciamos un ser vivo de uno inerte? Funciones vitales: nutrición, relación y reproducción Tanto la materia viva como la inerte se rigen según las leyes de la F y Q, la materia viva tiene un mayor grado de organización que se pone de manifiesto en la formación de células. Concepto de bioelemento y biomolécula. b) ¿De qué está hecho un ser vivo?

BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS 2- LOS BIOELEMENTOS Y LAS MOLÉCULAS BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS Lípidos Glúcidos A. Nucleicos Proteínas como Orgánicas Secundarios (P,S, Ca,Na, K,Mg,Cl) Primarios (C, H, O, N) Biomoléculas forman Simples N2, O2 Propiedades físico- químicas Funciones biológicas Disolvente Bioquímica Transporte presenta Elevada fuerza de cohesión Alto calor específico Alto calor de vaporización Alta constante eléctrica Mayor densidad en estado líquido se encuentran Disueltas (Na+, Cl-) Precipitadas (CaCO3) Inorgánicas S.minerales Agua pueden ser Oligoelementos (Fe,Cu,I,Zn) Bioelementos

2- LOS BIOELEMENTOS Y LAS BIOMOLÉCULAS 2.1 Los bioelementos a) PRIMARIOS o estructurales: 95% MASA MATERIA VIVA. C, H, O, N b) SECUNDARIOS:<4,5%. FUNCIONES ESPECIFICAS. K, Ca, Na, Mg, Cl…. c) OLIGO:<0,5%. Indispensables Fe, I, Cu, Co.

VENTAJAS DEL CARBONO Forma enlaces covalentes, que son estables y acumulan mucha energía. Puede formar enlaces, hasta con cuatro elementos distintos, lo que da variabilidad molecular (grupos funcionales) *Puede formar enlaces sencillos, dobles o triples. Se puede unir a otros carbonos, formando largas cadenas. * Los compuestos, siendo estables, a la vez, pueden ser transformados por reacciones químicas. *El carbono unido al oxígeno forma compuestos gaseosos.

Cuestiones (para el parcial) ¿Qué característica diferencia a los bioelementos primarios?¿Por qué crees que la vida se sostiene sobre estos elementos y no sobre otros de la tabla periódica? 2) El hecho de que el silíceo sea más abundante en la corteza terrestre que el carbono y que además tenga valencia IV ( también pueda establecer 4 enlaces con otros elementos) , generó la discusión sobre cuál fue el motivo para que la vida «eligiese» el carbono y no el silíceo para ensamblarse. Lee las siguientes afirmaciones y contesta a las preguntas: 2.1 Los enlaces que establece el Si son más débiles que los que establece el carbono ¿Qué importancia tiene este hecho? 2.2 El SiO2 a temperatura ambiente es sólido e insoluble en agua. El CO2 se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente además de ser soluble en agua. ¿Qué implicación tiene para la vida tal diferencia? 2.3 Si la vida se ensamblase alrededor del Si ¿Cómo seríamos los seres vivos?

2- LOS BIOELEMENTOS Y LAS MOLÉCULAS 2.1 Los biomoléculas inorgánicas: agua y sales minerales a) AGUA ESTRUCTURA DIPOLAR: POSIBILIDAD DE FORMACIÓN DE ENLACES POR PUENTES DE HIDRÓGENO CON OTRAS MOLÉCULAS POLARES.

Puentes de hidrógeno: ENLACES ENTRE CARGAS + Y -. Son débiles 1 molécula puede formar 4 p.d H: dos por cada oxígeno y uno por cada H estructura reticular

Propiedades y funciones del agua Elevado poder disolvente: 1.1. Difusión 1.2. Ósmosis 1.3. Estabilidad del pH 1.4. Sol/gel 1.5. Poder adsorbente 1.6. Diálisis Transporte Estabilizar moléculas Lubricar y amortiguar movimientos bruscos Aportar flexibilidad y elasticidad Mantener húmedas estructuras 2. Elevado calor de vaporización Termorreguladora 3. Elevado calor específico Amortiguador térmico 4. Cohesión y adhesión Elevada reactividad química Mantener la forma y el volumen celular Ascenso por capilaridad 5. Elevada tensión superficial Película superficial para desplazamiento 6. Densidad sólido menor que líquido Aislante térmico

MEZCLAS DISOLUCION (DISOLVENTE+SOLUTO) SUSTANCIA HIDROFÓBIA SUSTANCIA ANFIPÁTICA SUSTANCIA HIDROFÍLICA (POLAR)

Ósmosis Membrana semipermeable Ósmosis Molécula de soluto Molécula de disolvente Flujo de moléculas de disolvente Solución con alta concentración Solución con baja concentración Ambas soluciones igualan su concentración

Respuesta celular a diferentes concentraciones del medio Medio externo isotónico Equilibrio Retracción Hemólisis Medio externo hipertónico Medio externo hipotónico

PH

No se puede comprimir ¿Qué ventajas tiene este hecho?

1- ¿Cómo varia el de agua con la edad?¿A qué crees que es debido? 2- Las semillas de las plantas suelen contener entre un 15-20% ¿Por qué?

b)SALES MINERALES. SEGÚN SU ESTADO: SÓLIDAS: Funciones estructurales. Esqueletos(ej: carbonato cálcico, Sílice en diatomeas, ortigas, hojas de caña…). Otolitos, magnetita… DISUELTAS: Funciones específicas (tampón, impulso nervioso, contracción muscular, activación enzimática, equilibrio osmótico

Función tampón Tampón fosfato Tampón bicarbonato

AMILIPECTINA POLÍMERO 2.3- BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS GLUCOSA MONÓMERO CONCEPTO. LOS POLÍMEROS LOS GRUPOS FUNCIONALES CLASIFICACIÓN GLUCOSA MONÓMERO AMILIPECTINA POLÍMERO

GRUPOS FUNCIONALES Metilo Hidrofóbico (insoluble en agua) Fosfato Nombre Importancia biológica           Hidroxilo Polar, y por esta razón soluble en agua; forma puentes de hidrógeno              Carboxilo Ácido débil (dador de hidrógeno); cuando pierde un ión hidrógeno adquiere carga negativa:                                 Amino Base débil (aceptor de hidrógeno); cuando acepta un ión hidrógeno adquiere carga positiva:                 Aldehído Polar, y por esta razón soluble en agua; caracteriza a algunos azúcares Cetona Polar, y por esta razón soluble en agua; caracteriza a otros azúcares Metilo Hidrofóbico (insoluble en agua)                  Fosfato Ácido (dador de hidrógeno); en solución presenta habitualmente carga negativa:                             GRUPOS FUNCIONALES carbonilo

3. LOS GLÚCIDOS (hidratos de C) …PERO TAMBIÉN TIENEN FUNCION ESTRUCTURAL Y DE RECONOCIMIENTO

Azúcares que no son dulces No todos los azúcares son dulces, existen algunos como la fucosa y el ácido siálico que nada tienen que ver con el sabor dulce y el papel alimentario y estructural, sino que forman mensajes. Si se sitúan en la superficie de las membranas celulares y ahí exhiben su mensaje; pueden señalar la vejez de un glóbulo rojo, el lugar para que una bacteria ancle, o indicar el grupo sanguíneo (glucoproteína). ÁCIDO SIÁLICO FUCOSA

3.1 Monosacáridos CnH2nOn Están formados por una molécula de azúcar Ejemplos: glucosa, fructosa, galactosa, ribosa y desoxirribosa. La glucosa se encuentra en sangre y líquido extracelular. La fructosa en los frutos, la ribosa en el RNA, la desoxirribosa en el DNA y la galactosa en la leche. Se clasifican según: - nº átomos de carbono: tri- tetra-, pent-, hex- , hept- … - si tienen un grupo aldehído o un grupo cetona

FORMAS CÍCLICAS

3.2) DISACÁRIDOS: -CONCEPTO: Glúcidos formados por dos monosacáridos unidos por un ENLACE O-GLUCOSÍDICO. Función energética. -EJEMPLOS MÁS IMPORTANTES: Maltosa (2 glucosas), Lactosa (Glu+Galac) y Sacarosa (Glu+Fruc)

3.2) DISACÁRIDOS: -CONCEPTO: Glúcidos formados por cadenas de monosacáridos unidos por ENLACES O-GLUCOSÍDICOS - Función: de reserva energética (Glucógeno en animales, Almidón en plantas) estructural (celulosa en pared de células vegetales)

4.LÍPIDOS - CONCEPTO: Moléculas orgánicas formadas por C,O y H insolubles en medios polares (agua) y solubles en disolventes apolares (éter, benceno…) CLASIFICACIÓN: - SAPONIFICABLES: cuando se hidrolizan liberan ácidos grasos. Grasas, fosfolípidos, glucolípidos y ceras - INSAPONIFICABLES: no liberan ácidos grasos al hidrolizarse. Esteroides y terpenos.

4.1 Grasas o acilglicéridos Son uniones de 1, 2 o 3 ácidos grasos a una molécula de glicerina o glicerol Los más frecuentes son los triglicéridos que se clasifican según se estado en aceites (líquidos) y sebos (sólidos) Función: reserva energética, aislamiento térmico y amortiguación de impactos.

REACCIÓN DE ESTERIFICACIÓN

4.2 Fosfolípidos (contienen ácido fosfórico) FOSFOGLICÉRIDOS ESFINGOLÍPIDOS: similares a los anteriores pero contienen esfingosina. Forman parte de la mielina que recubre los axones de neuronas

4.2 Otros lípidos saponificables Glucolípidos: uniones entra azúcares y lípidos. Incluidos en la membrana actúan como señales de identidad Ceras: Impermeabilizan (protección) e impiden evapotranspiración.

4.4 LÍPIDOS INSAPONIFICABLES Esteroides: Colesterol, hormonas sexuales, vitamina D Terpenos: pigmentos accesorios como carotenos y xantofilas

Los anabolizantes hacen que la testosterona se degrade en dihidrotestosterona (provoca acné y alopecia) y estrógenos (hormona femenina que provoca atrofia testicular en el hombre)

5.PROTEÍNAS I.- CONCEPTO: Macromoléculas formadas por la unión de aminoácidos II.- AMINOÁCIDOS: Moléculas anfóteras que constituyen las proteínas por enlaces peptídicos. Existen 20 y se clasifican en esenciales y no esenciales (los puede sintetizar nuestro cuerpo)

5.2 Enzimas Moléculas de origen proteico que actúan como catalizadores de reacciones químicas con una elevada especificidad. -asa

Ph, T…

6. ÁCIDOS NUCLEICOS CONCEPTO: Moléculas portadoras de la información genética. Polímeros de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster 6.1. LOS NUCLEÓTIDOS Ribosa  ARN Desoxirribosa  ADN

ENLACE FOSFODIÉSTER

ADN-ARN COMPOSICIÓN

6.2 ESTRUCTURA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS Puente de H ADN

TIPOS DE ARN

6.3 FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS 1.- TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA: el ADN debe replicarse 2.-ALMACENAMIENTO Y EXPRESIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA: el ADN debe transcribirse y traducirse

TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN MEDIANTE LA DIVISIÓN CELULAR

Burbujas de duplicación REPLICACIÓN DEL ADN ES SEMICONSERVATIVA Burbujas de duplicación

Se cometen errores…1 de cada 107…que se corrigen quedando en uno de cada 109  Mutaciones  Evolución

EXPRESIÓN DEL CÓDIGO GENÉTICO: SÍNTESIS DE PROTEÍNAS 1º TRANSCRIPCIÓN De ADN a ARN

2º TRADUCCIÓN: DEL ARNm a la proteína

LA MATERIA VIVA Está formada por BIOELEMENTOS Si su proporción es muy pequeña son Por su abundancia son SECUNDARIOS PIIMARIOS OLIGOELEMENTOS Establecen ENLACES QUÍMICOS BIOMOLÉCULAS Formando de tipo de función AGUA son INORGÁNICO ESTRUCTURAL SALES MINERALES ENERGÉTICA GLÚCIDOS son DINÁMICA LÍPIDOS ORGÁNICO PROTEÍNAS ACID.NUCLÉICOS

ELEMENTOS QUÍMICOS

LOS GLÚCIDOS Aldosas GLÚCIDOS Monosacáridos Glucoconjugados GALACTOSA GLUCOSA RIBOSA DESOXIRRIBOSA Monosacáridos Glucoconjugados Polisacáridos Oligosasacáridos Cetosas RIBULOSA FRUCTOSA Lactosa Sacarosa Maltosa Celobiosa Homopolisacáridos Vegetales Animales Heteropolisacáridos Pectina Agar Agar Goma arábiga Peptidoglucanos Glucoproteínas Glucolípidos Enlace O-glucosídico se unen por formando son ejemplos se clasifican se clasifican Disacáridos Reserva Celulosa Almidón Quitina Glucógeno Estructural

LOS LÍPIDOS Insaponificables Saponificables Lípidos complejos Ácidos grasos Insaponificables Saponificables Lípidos complejos Lípidos simples Esteroides Insaturados Estructural Prostaglandinas Saturados Terpenos Sebos Reserva Aceites Glucolípidos Ceras Acilglcéridos formados por Membranas celulares Gangliósidos Fosfoglicéridos Fosfoesfingolípidos Cerebrósidos Hormonas esteroideas Esteroles Hormonas Suprarrenales Sexuales Aldosterona Cortisona Progesterona Testosterona Colesterol Carotenoides Vitamina A,E,K Fosfolípidos Relación celular se clasifican función se encuentran iimplicados ejemplos ejemplo Vitamínica Regulación LÍPIDOS

LAS PROTEÍNAS PROTEÍNAS ESTRUCTURA CLASIFICACIÓN FUNCIONES Estructural Enzimática Hormonal Defensa Transporte Reserva Contráctil Aminoácidos Enlace peptídico Péptidos o proteínas Organización estructural unidos por formando tienen E. terciaria E. cuaternaria E. secundaria E. primaria Plegamiento espacial Proteínas oligoméricas Secuencia de aminoácidos  hélice Conformación  definida por es la sólo en 20 (según R) se distinguen Heteroproteínas Holoproteínas Fibrosas Globulares Colágeno Actina/Miosina Ej Nucleoproteínas Lipoproteínas Fosfoproteínas Glucoproteínas Cromoproteínas Caseína Cromatina HDL, LDL FSH, TSH... Proteoglucanos Hemoglobina Ej. Albúminas Globulinas

LAS ENZIMAS ENZIMAS CLASIFICACIÓN FUNCIÓN Biocatalizadores  Energía Oxidorreductasas Transferasas Hidrolasas Liasas Isomerasas Ligasas FUNCIÓN Biocatalizadores  Energía activación  velocidad reacción Cinética enzimática Concent. sustrato Temperatura pH Inhibidores actúan tipos Reversibles Irreversibles No competitivos Competitivos ESTRUCTURA Inorgánica Holoenzima Estrictamente proteica Cofactor Apoenzima puede ser formada naturaleza de naturaleza Coenzimas Orgánica llamados Liposolubles (A, D, E, K) Hidrosolubles (B, C) Vitaminas por ejemplo se clasifican en actúan como

(segundos mensajeros, energética, ...) LOS ÁCIDOS NUCLEICOS Ac. fosfórico + Nucleósido (Azúcar pentosa + Base nitrogenada) ARN ADN polimeros de A, G, C, U polimeros de A, G, C, T NUCLEÓTIDOS Cromosoma bacteriano Nucleosoma Collar de Perlas Fibra de cromatina Bucles radiales Cromosoma lineal En procariotas En eucariotas Enrrollamiento en superhélice Niveles de empaquetamiento crecientes Conformación en hélice A, B o Z Ribozimas ARNm ARNr ARNt Síntesis de proteínas Función catalítica ATP, cAMP, GTP, ... Funciones varias (segundos mensajeros, energética, ...)