BLGO. JAVIER CARDENAS TENORIO FAC. CIENCIAS DE LA SALUD BIOLOGIA BLGO. JAVIER CARDENAS TENORIO FAC. CIENCIAS DE LA SALUD PRIMERA CLASE

? +

Características de la materia viva Complejidad. Variedad. Intercambio de materia y energía con el medio ambiente. Reproducción

La lógica de la materia viva. La materia viva, está compuesta por moléculas inanimadas; al igual que la materia inerte. La materia viva, es algo más que la suma de sus partes. En la organización molecular de la vida, existe una simplicidad fundamental. La identidad, de cada variedad biológica de las especies la dan las proteínas y los ácidos nucléicos.

Los reinos de la vida Reino Monera: procariontes, unicelulares, sin núcleo y sin organelos. Reino Protista: eucariontes, unicelulares, con núcleo y organelos. Reino Fungi: eucariontes, unicelulares, con núcleo y organelos. Reino Animalae: eucariontes, pluricelulares, con núcleo y organelos. Reino Plantae: eucariontes, pluricelulares, con núcleo y organelos.

La materia viva, está compuesta por moléculas inanimadas, al igual que la materia inerte. (% del número total de átomos) Corteza Terrestre. 02 47.00 Si 28.00 Al 7.90 Fe 4.50 Ca 3.50 Na 2.50 K 2.50 Mg 2.20 Ti 0.46 H2 0.22 C 0.19 Cuerpo Humano. H2 63.00 O2 25.50 C 9.50 N 1.40 Ca 0.31 P 0.22 Cl 0.08 K 0.06 S 0.05 Na 0.03 Mg 0.01

Bioelementos Elementos de la materia orgánica: Carbón (C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O), Nitrógeno (N), Fósforo (P) y Azúfre (S). Iónes: Sodio (Na+), Potasio (K+), Calcio (Ca +2), Magnesio (Mg +2) y Cloro (Cl -). Elementos Traza: Mn, Fe, Co, Cu, Zn, B, Al, V, Mo, I, Si,Ni, Cr, Se, F.

¿Qué es la vida? La lógica molecular de los organismos vivos (Lehninger) Los sujetos vivos están formados por materia inanimada, ¿cómo funcionan las biomoléculas? Atributos particulares: Alta complejidad y organización Especificidad funcional (a veces por componentes) Extracción, transformación y utilización de enegía (nutrientes o luz solar) Transporte de membranas Mantenimiento de estructuras Locomoción Autorreplicación La mayor parte de los componentes químicos en organismos vivos son compuestos orgánicos (en base al carbono, con enlaces covalentes con otros carbonos, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno).

EL METABOLISMO CELULAR La célula es una máquina que necesita energía para realizar sus trabajos

FASES DEL METABOLISMO CATABOLISMO Reacciones destructivas Moléculas orgánicas complejas (del ext. Heterótrofos) (Fabricación propia Autótrofos) Se obtiene energía ATP. Se producen moléculas sencillas de desecho. ANABOLISMO Reacciones constructivas Precursores sencillos se convierten en moléculas complejas Se gasta energía ATP.

CATABOLISMO DE AZÚCARES la glucolisis Es la primera fase del Catabolismo de los azúcares, tiene lugar en el citoplasma de la célula y no necesita la presencia de Oxígeno = Es un proceso Anaerobio. Lo realizan todas las células vivas = PROCARIONTES Y EUCARIONTES

Ciclo de Krebs El producto más importante de la degradación de los carburantes metabólicos es el acetil-CoA, (ácido acético activado con el coenzima A), que continúa su proceso de oxidación hasta convertirse en CO2 y H2O, mediante un conjunto de reacciones que constituyen el ciclo de Krebs punto central donde confluyen todas las rutas catabólicas de la respiración aerobia. Este ciclo se realiza en la matriz de la mitocondria

El ciclo de krebs

La cadena transportadora de electrones: fosforilación oxidativa.

LA CADENA TRANSPOTADORA DE ELECTRONES Las enzimas de la cresta mitocondrial transportan los H hasta el Oxigeno formándose agua.

Hipótesis quimiosmótica La ATP sintetasa es un gran complejo proteico con canales para protones que permiten la re-entrada de los mismos. La síntesis de ATP se produce como resultado de la corriente de protones fluyendo a través de la membrana: ADP + Pi ---> ATP Los protones son transferidos a través de la membrana, desde la matriz al espacio intermembrana, como resultado del transporte de electrones que se originan cuando el NADH cede un hidrogeno. La continuada producción de esos protones crea un gradiente de protones.

CATABOLISMO DE LÍPIDOS En el citoplasma los triglicéridos son hidrolizados por las lipasas en Glicerina+ Ácidos Grasos. La glicerina se transforma en Gliceraldehido 3P y se incorpora a la Glucolisis. Los Ácidos Grasos van liberando fragmentos de 2 carbonos en la matriz mitocondrial en forma de Acetil CoA en un proceso llamado: La B oxidación de los Ácidos Grasos

CATABOLISMO DE PROTEÍNAS No se utilizan normalmente como fuente de energía. 1.Hidrólisis de la proteína produciendo aminoácidos libres. 2.Desaminación : el NH2 se elimina de diversas formas. 3.Esqueleto carbonado: Acetil CoA

METABOLISMO a b A A B C a' c G D ATP d g H E e h I F F

METABOLISMO TRANSFORMACION DE LA ENERGIA ingreso de nutrientes a la célula degradación enzimática ADP + Pi energía energía para trabajo ATP sustancias de desecho energia liberada

METABOLISMO Conjunto de reacciones químicas que ocurren dentro de la célula , cada una de las cuales es catalizada por una enzima. Tipos: Anabolismo: Síntesis de moléculas complejas a partir de sustancias simples. Ej.: proteínas a partir de aa, polisacáridos a partir de monosacáridos. Son reacciones que requieren de energía (endergónicas). Catabolismo: Degradación de moléculas complejas en moléculas simples. Ej.: degradación de proteínas en aa, o polisacáridos en monosacáridos. Son reacciones que liberan energía ( exergónicas).

CATABOLISMO Y ANABOLISMO ATP Energía liberada Energía consumida Polisacárido Anabolismo Energía liberada Catabolismo Glucosa Catabolismo CO2 + H2O

RELACION REACIONES CATABOLICA Y ANABOLICA ATP + H20 e1 e2 E1 E2 + G - ADP + Pi ADP + Pi Reacción catabólica (exergónica) Reacción anabólica (endergónica)

ATP Y ADP

CLASIFICACION DE LAS CELULAS SEGÚN SUS CARACTERISTICAS METABOLICAS I. Según la fuente de Energía que utilizan: a) Fototróficas: Obtienen la energía de la luz: células vegetales. e A + B -------------> C luz

CLASIFICACION DE LAS CELULAS SEGÚN SUS CARACTERISTICAS METABOLICAS b) Quimiotróficas: Obtienen la energía de la oxidación de los alimentos: c. animales. SH2 + D---------> S + DH2 e A + B -------------> C

CLASIFICACION DE LAS CELULAS SEGÚN SUS CARACTERISTICAS METABOLICAS II.Según la fuente de Carbono que utilizan: a) Autotróficas: Utilizan CO2 como fuente de C para formar sus moléculas orgánicas. Se alimentan a sí mismas. : c. vegetales y algunas bacterias. AUTOTROFOS CO2 + H2O ---------> CH2O + O2

CLASIFICACION DE LAS CELULAS SEGÚN SUS CARACTERISTICAS METABOLICAS b) Heterotróficas: Utilizan moléculas previamente elaboradas por los autótrofos: Se alimentan de otros: células animales y microorganismos. AUTOTROFOS HETEROTROFOS CH2O + O2 ---------> CO2 + H2O

CELULAS HETEROTROFICAS 2SH2 + O2 ---------> 2S + 2H2O E

CLASIFICACION: a) Aeróbicas: Utilizan el O2 como aceptor final de hidrógeno y obtienen mucha energía.

CELULAS HETEROTROFICAS b) Anaeróbicas: Utilizan moléculas orgánicas como aceptores finales de hidrógeno y obtienen poca energía. SH2 + B ---------> S + BH2 e B = molécula orgánica

CELULAS HETEROTROFICAS Células Anaeróbicas: Tipos: b1) Anaeróbicas facultativas: pueden usar el O2 si esta disponible y si no otros aceptores de H. b2) Anaeróbicas estrictas: no pueden usar el O2 por ser tóxico para ellas.

METABOLISMO CELULAS AUTOTROFAS Y FOTOTROFAS Energía lumínica Energía química Actividades vitales ATP ATP Sales minerales NO3, NH3, SO4, PO4 Sales minerales NH4, PO4, SO4 PROTEINAS ACIDOS NUCLEICOS GLUCIDOS LIPIDOS construcción destrucción CO2 H2O CO2 H2O ANABOLISMO CATABOLISMO

METABOLISMO CELULAS HETEROTROFAS Y QUIMIOTROFAS Actividades vitales ATP ATP Aminoácidos monosacáridos ác. grasos glicerina PROTEINAS ACIDOS NUCLEICOS GLUCIDOS LIPIDOS NH3, urea, PO4, SO4 construcción destrucción CO2 H2O ANABOLISMO CATABOLISMO

REACCIONES QUIMICAS Elementos: Reactantes o sustratos y productos. Las moléculas reactantes en una solución están en movimiento y poseen un instante un determinado nivel de energía. Si tienen la suficiente energía para colisionar alcanzarán el estado de transición llevándose a cabo una rx. química. Estado de transición E n e r í a l i b Energía de activación S P Avance de la Rx .La cantidad de E que hay que aplicar para que gran # de moléculas alcancen el estado de transición se llama Energía de activación.

REACCIONES QUIMICAS Mecanismos para  la velocidad de una rx. química: 1. Aumentar la [de los reactantes ]: más moléculas alcanzan el estado de transición. 2. Aumentar la T: Incrementa el movimiento térmico de la moléculas permitiendo que alcancen el estado de transición. 3. Adición de un catalizador: Disminuye la E. de activación lo que facilita que se alcance el estado de transición. Los catalizadores pueden ser : a) inorgánicos: Pt, Mg. b) orgánicos : enzimas.