LAS MOLÉCULAS TEMA 2 5’ 3’ A P P C G P P C 5’ 3’ Aula de Milagro Biología Jorge Muñoz Aranda P G P C 5’ 3’

Tema 2: Las moléculas Átomos y elementos Moléculas orgánicas y moléculas inorgánicas Moléculas orgánicas Carbohidratos Lípidos Proteínas Ácidos Nucleicos

Átomo: sustancia química “indivisible”, principio de la materia Partes del átomo: - Núcleo - Capa de electrones Protones Neutrones Electrones Electrón Carga negativa Protón Carga positiva Neutrón Neutros Nº Atómico =nº protones Nº Másico= nº protones + nº neutrones

Elemento químico: cada uno de los diferentes átomos que aparecen representados en la tabla periódica. Elementos más frecuentes en los seres vivos: Hidrógeno (H), Carbono (C), Oxígeno (O), Fósforo (P), Nitrógeno (N) y Azufre (S) Otros elementos importantes: hierro (Fe), calcio (Ca), zinc (Zn), potasio (K), sodio (Na)… Molécula: sustáncia química compuesta por varios átomos de un mismo elemento (O2, H2,…) o de diferentes elementos (H2O, CO2…) Tipos de moléculas: Inorgánicas: (sales minerales (Na3PO4, NaCl…), agua (H2O), dióxido de carbono (CO2),… etc. Orgánicas: carbohidratos, lípidos, péptidos y ácidos nucleicos

Las moléculas inorgánicas: Las moléculas orgánicas son la base de la vida. Todos los seres vivos están compuestos por moléculas orgánicas (lípidos, carbohidratos, proteínas y ácidos nucleicos) e inorgánicas (Agua). Las moléculas orgánicas son las mismas en todos los seres vivos, sólo que pueden aparecer en diferentes proporciones Las moléculas inorgánicas: Son el medio en el que se producen las reacciones químicas de la vida (H2O) Son materia prima de las reacciones químicas que se producen entre las moléculas orgánicas (ej, fotosíntesis utiliza CO2, luz y H2O) - Son subproductos de las reacciones químicas que se producen en los organismos (ej., CO2, NH4, NO2…)

Carbohidratos Lípidos Moléculas Orgánicas Aminoácidos Ácidos nucleicos Monosacáridos Carbohidratos Oligosacáridos Polisacáridos Ácidos grasos Fosfolípidos Lípidos Moléculas Orgánicas Glicéridos Esteroides Aminoácidos Péptidos Proteínas ADN ARN Ácidos nucleicos

Según el número de carbonos: treosas, tetrosas, pentosas y hexosas CARBOHIDRATOS También llamados azúcares, son moléculas orgánicas basadas en carbono, oxígeno e hidrógeno, en las que, al menos, hay un doble enlace del tipo C=O Según el número de carbonos: treosas, tetrosas, pentosas y hexosas Se ciclan CH2OH CH2OH C=O O H C C H OH HCOH OH H OH OHCH C C C OH H OHCH H CH2OH

Monosacáridos: una sóla molécula CARBOHIDRATOS Monosacáridos: una sóla molécula Glucosa: producto de la fotosíntesis. Principal fuente de energía en los seres vivos. O O Glucosa Ribosa Oligosacáridos: polímeros formados por dos o varios monómeros, iguales o diferentes (lactosa), unidas entre sí por enlace O-glucosídico CH2OH CH2OH O O O

Glucógeno: reservorio energético Almidón: reservorio energético CARBOHIDRATOS Polisacáridos: macromoléculas formadas por cientos o miles de monómeros, iguales o diferentes entre sí Glucógeno: reservorio energético Reino animal Almidón: reservorio energético Reino vegetal Celulosa: función estructural

Estructura general: CH3-(CH2)n-COOH (ácido graso saturado) LÍPIDOS Son moléculas complejas de hidrocarburos, en las que una región suele ser polar (soluble en agua), y la otra, apolar (soluble en disolventes orgánicos e insoluble en agua) Los lípidos más sencillos son los ácidos grasos: constan de una larga cadena de hidrocarburos, finalizada en un grupo carboxílico (-COOH) Estructura general: CH3-(CH2)n-COOH (ácido graso saturado) Parte apolar (hidrófoba) Parte polar (hidrófila) CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH Ácido palmítico (16C)

LÍPIDOS Grupo carboxílico -C-OH Ácidos grasos saturados: no contienen ningún doble enlace en la secuencia (ej. Ácido palmítico) Ácidos grasos insaturados: contienen al menos un doble enlace en su molécula (ej. Ácido palmitoleico) CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH Ácido palmitoleico

LÍPIDOS Ácidos grasos: pueden representarse como un diente de sierra, siendo los carbonos los vértices. COOH Ácido graso saturado COOH Ácido graso monoinsaturado COOH Ácido graso poliinsaturado

LÍPIDOS Triglicéridos: resultan de la fusión de una molécula de glicerol con 1, 2 o 3 ácidos grasos. Mono-acilglicéridos: 1 glicerol + 1 ácido graso Di-acilglicéridos: 1 glicerol + 2 ácidos grasos Tri-acilglicéridos: 1 glicerol + 3 ácidos grasos Los Triglicéridos son los principales constituyentes del tejido adiposo. Son un importante reservorio de energía (la energía permanece contenida en los enlaces).

LÍPIDOS

Tienen una región polar (grupo fosfato) y otra apolar (hidrocarburos) LÍPIDOS Fosfolípidos: resultantes de la unión de un glicerol, 2 ácidos grasos y 1 grupo fosfato. Tienen una región polar (grupo fosfato) y otra apolar (hidrocarburos) Por sus propiedades y estructura, son un componente imprescindible de todas las membranas biológicas. Organización de los fosfolípidos para formar membranas celulares.

Estructura de un fosfolípido

LÍPIDOS Esteroides: forman moléculas cíclicas, con dos o más anillos. Muchos de ellos son la base de muchas hormonas. Algunos son componente importante de las membranas celulares: colesterol

PROTEÍNAS Existen millones de proteínas diferentes. Son las encargadas de desempeñar todas las funciones de la célula. Son grandes macromoléculas, formadas por la unión de otras moléculas más sencillas llamadas aminoácidos. O Aminoácido: R puede ser cualquier tipo de radical, hasta formarse 20 moléculas diferentes. HO-C-C-NH2 R

PROTEÍNAS Los aminoácidos se unen entre sí a través de enlaces peptídicos para dar lugar a las proteínas. valina cisteína arginina lisina cisteína

PROTEÍNAS La secuencia de aminoácidos se pliega sobre sí misma, adoptando una estructura tridimensional que hace que la proteína tenga su función. La función de una proteína puede ser bien estructural, bien catalizadora de reacciones (enzimas)

Muchas veces necesitan cofactores o co-enzimas (ej., vitamina B12) PROTEÍNAS ENZIMAS: proteínas encargadas de acelerar las reacciones químicas dentro de la célula. Imprescindibles en gran cantidad de procesos celulares. Intervienen en la reacción sin ser modificadas en ella. Muchas veces necesitan cofactores o co-enzimas (ej., vitamina B12) Complejo enzima-sustrato Producto Enzima Sustrato

Nucleótido: pentosa + grupo fosfórico + base nitrogenada ACIDOS NUCLEICOS Encargados del almacenamiento y procesado de toda la información genética del individuo. Son grandes macromoléculas constituidas por la unión secuencial de otras moléculas más sencillas llamadas nucleótidos. Nucleótido: pentosa + grupo fosfórico + base nitrogenada Ribosa (ARN) P Pentosa: B Deoxiribosa (ADN) Adenina Base Guanina Pentosa Citosina Timina (ADN) Uracilo (ARN)

ACIDOS NUCLEICOS ADN: -doble cadena -Bases: A, C, G, T -Pentosa: deoxiribosa ARN: -monocadena -Bases: A, C, G, U -Pentosa: ribosa