Srta. MarĂa BelĂŠn Alvarado Mora
BIOMOLÉCULAS Los bioelementos se combinan entre sí para formar las moléculas que componen la materia viva. Estas moléculas reciben el nombre de biomoléculas o principios inmediatos. Las biomoléculas se clasifican, atendiendo a su composición: lasbiomoléculas inorgánicas son las que no están formadas por cadenas de carbono e hidrógeno, como son el agua, las sales minerales o los gases. Lasmoléculas orgánicas están formadas por cadenas de carbono y se denominan glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Las biomoléculas orgánicas, atendiendo a la longitud y complejidad de sucadena, se pueden clasificar como monómeros o polímeros.Los monómeros son moléculas pequeñas, unidades moleculares que forman parte de una molécula mayor. Los polímeros son agrupaciones de monómeros, iguales o distintos, que componen una molécula de mayor tamaño.
BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS Las biomoléculas inorgánicas son: el agua y las sales minerales
EL AGUA El agua es la sustancia más abundante en la biosfera, dónde la encontramos en sus tres estados y es además el componente mayoritario de los seres vivos, pues entre el 65 y el 95% del peso de la mayor parte de las formas vivas es agua. En las medusas, puede alcanzar el 98% del volumen del animal y en la lechuga, el 97% del volumen de la planta. Estructuras como el líquido interno de animales o plantas, embriones o tejidos conjuntivos suelen contener gran cantidad de agua. Otras estructuras, como semillas, huesos, pelo, escamas o dientes poseen poca cantidad de agua en su composición. El agua fue además el soporte donde surgió la vida. Molécula con un extraño comportamiento que la convierte en una sustancia diferente a la mayoría de los líquidos, posee unas extraordinarias propiedades físicas y químicas que son responsables de su importancia biológica. Durante la evolución de la vida, los organismos se han adaptado al ambiente acuoso y han desarrollado sistemas que les permiten aprovechar las inusitadas propiedades del agua.
ESTRUCTURA DEL AGUA La molécula de agua está formada por dos átomos de H unidos a un átomo de O por medio de dos enlaces covalentes. La disposición tetraédrica de los orbitales sp3 del oxígeno determina un ángulo entre los enlaces H-O-H aproximadamente de 104’5º, además el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace.
Srta. María Belén Alvarado Mora
FUNCIONES DEL AGUA Las funciones del agua se relacionan íntimamente con las propiedades anteriormente descritas. Se podrían resumir en los siguientes puntos: Soporte o medio donde ocurren las reacciones metabólicas. Amortiguador térmico. Transporte de sustancias. Lubricante, amortiguadora del roce entre órganos. Favorece la circulación y turgencia. Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos. Puede intervenir como reactivo en reacciones del metabolismo, aportando hidrogeniones o hidroxilos al medio.
SALES MINERALES
Las sales minerales son biomoléculas inorgánicas que aparecen en los seres vivos de forma precipitada, disuelta en forma de iones o asociada a otras moléculas.
PRECIPITADAS Las sales se forman por unión de un ácido con una base, liberando agua. En forma precipitada forman estructuras duras, que proporcionan estructura o protección al ser que las posee. Ejemplos son las conchas, los caparazones o los esqueletos.
Srta. María Belén Alvarado Mora
DISUELTAS Las sales disueltas en agua manifiestan cargas positivas o negativas. Los cationes más abundantes en la composición de los seres vivos son Na+, K+, Ca2+, Mg2+... Los aniones más representativos en la composición de los seres vivos son Cl-, PO43-, CO32-... Las sales disueltas en agua pueden realizar funciones tales como: Mantener el grado de grado de salinidad. Amortiguar cambios de pH, mediante el efecto tampón. Controlar la contracción muscular Producir gradientes electroquímicos. Estabilizar dispersiones coloidales Función de las sales minerales Al igual de las vitaminas, no aportan energía sino que cumplen otras funciones: Forman parte de la estructura ósea y dental (calcio, fósforo, magnesio y flúor). Regulan el balance del agua dentro y fuera de las células (electrolitos). También conocido como proceso de Ósmosis. Intervienen en la excitabilidad nerviosa y en la actividad muscular (calcio, magnesio). Permiten la entrada de sustancias a las células (la glucosa necesita del sodio para poder ser aprovechada como fuente de energía a nivel celular). Colaboran en procesos metabólicos (el cromo es necesario para el funcionamiento de la insulina, el selenio participa como un antioxidante). Intervienen en el buen funcionamiento del sistema inmunológico (zinc, selenio, cobre). Además, forman parte de moléculas de gran tamaño como la hemoglobina de la sangre y la clorofila en los vegetales.
BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS Biomoléculas orgánicas o principios inmediatos son sintetizadas solamente por los seres vivos y tienen una estructura con base en carbono. Están constituidas, principalmente, por los elementos químicos (C.H.O.N.S.P.) carbono, hidrógeno y oxígeno, y con frecuencia también están presentes nitrógeno, azufre y fósforo; a veces se incorporan otros elementos pero en mucha menor proporción.
Srta. María Belén Alvarado Mora
GLUCIDOS o CARBOHIDRATOS o HC o AZUCARES Los CARBOHIDRATOS también conocidos como Hidratos de Carbono o Azúcares son moléculas biológicas muy abundantes. Se les conoce con el nombre de azúcares y están formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Los carbohidratos o azúcares se pueden encontrar en diferentes formas: Monosacáridos.- Son la unidad más pequeña de los azúcares. Oligosacáridos.-Estos carbohidratos están formados por la unión de dos a diez unidades de azúcar. Polisacáridos.- Como su nombre lo dice, son largas cadenas formadas por varias unidades de azúcar, incluso cientos.
MONOSACARIDOS Los monosacáridos están formados por una cadena de tres a siete átomos de carbonos. De acuerdo al número de carbonos se les llama triosa (3 carbonos), tetrosa (4 carbonos), pentosa (5 carbonos) y así sucesivamente, la glucosa que está formada por 6 carbonos, es una hexosa, lo mismo que la fructosa o azúcar de las frutas. La glucosa no se encuentra en la naturaleza en forma lineal, sino que tiende a formar anillos Algunos ejemplos de monosacáridos son: -Ribosa.- es una pentosa que forma parte del ARN o ácido ribonucleico, que participa en los procesos de elaboración de proteínas. -Desoxirribosa.- Es también una pentosa y forma parte del ADN, la molécula de la herencia. Fructosa.- Es el azúcar de las frutas, se encuentra en la miel y se utiliza como edulcorante de muchos refrescos. -Glucosa.- Es el monosacárido más abundante en los seres vivos, está formada por seis carbonos, se produce por la fotosíntesis de las plantas, circula en nuestra sangre y la encontramos en muchos productos dulces. -Galactosa.- Es una hexosa que forma parte del azúcar de la leche.
DISACARIDOS Cuando dos moléculas de monosacáridos se condensan por enlace glúcido, es decir se produce una unión en la que se pierde una molécula de agua, se forma un disacárido. Los disacáridos más conocidos son, por ejemplo: la sacarosa, maltosa, lactosa. La sacarosa está formada por el enlace glúcido de glucosa + fructosa. De los ejemplos de este disacárido el azúcar común es el más conocido. La lactosa es un disacárido de la unión de glucosa + galactosa. Es la que aporta dulzura a la leche.
Srta. María Belén Alvarado Mora
POLISACARIDOS Son polímeros formados por la unión de muchos monosacáridos, algunos funcionan como reserva energética tanto en plantas como en animales mientras que otros cumplen funciones estructurales, es decir, que dan forma y firmeza a ciertos organismos por ejemplo:
ALMIDÓN Es el polisacárido de reserva de las plantas está formado por cientos de unidades de glucosa. Cuando las células de las hojas producen azúcares mediante la fotosíntesis, almacenan una parte de ella como almidón y otra la envían a las raíces y a las semillas, a las semillas les proporciona la energía que necesitan para germinar y crecer.
GLUCÓGENO Está formado por la unión de moléculas de glucosa formando una estructura muy ramificada, el azúcar que ingerimos en los alimentos se convierte en glucosa, el exceso se envía hacía el hígado y se almacena en forma de glucógeno, en su regulación participa la hormona insulina.
CELULOSA Contiene moléculas de glucosa enlazadas de manera distinta, es fibrosa y cumple función estructural, los polímeros de glucosa forman fibrillas que dan forma a los tallos y hojas de las plantas. La celulosa se encuentra en las paredes de las células vegetales. La utilizamos en las prendas de algodón, en los muebles de madera y forman parte de las hojas de papel. Está no es digerible para los seres humanos.
QUITINA Éste polisacárido se encuentra en el exoesqueleto de cangrejos, langostas e insectos, y también forman parte de la pared celular de los hongos. Si has pisado un insecto, has sentido cómo truena su cubierta externa. Este es un polisacárido estructural y cada unidad de glucosa contiene además un grupo amino (-NH2). Los enlácese entre las moléculas de quitina son como los de la celulosa, y el ser humano no los puede digerir.
Srta. María Belén Alvarado Mora
LIPIDOS Los lípidos se conocen también como grasas, son insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos no polares como el éter, el cloroformo o el benceno. Están formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, funcionan como reservas energéticas de la que se obtiene más energía que de los carbohidratos (un gr. de carbohidratos proporciona 3.79 kcal, un gr. de grasa 9.3 kcal), aíslan del frío, así las ballenas y mamíferos marinos tienen una capa importante de grasa debajo de la piel. Se dividen en:
LÍPIDOS SIMPLES Sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. En este grupo se encuentran los aceites, grasas y ceras. Su función es de reserva energética, muchas de las grasas naturales se forman de la unión de una molécula de glicerol con tres ácidos grasos y se llaman triglicéridos. Muchos de ácidos grasos tienen 16 a 18 átonos de carbono por molécula. Forman grasas y ceras que forman cubiertas aislantes que protegen, piel, pelaje, plumaje, hojas y frutos.
LÍPIDOS COMPLEJOS Contiene otros elementos como fósforo y nitrógeno a este grupo pertenecen los fosfolípidos, los cuales contienen un grupo fosfato asociado a un lípido, el grupo fosfato se convierte en la cabeza polar de la molécula que va a ser hidrofilica y las cadenas de ácido graso se convierten en las colas hidrofóbicas, esta propiedad hace que los fosfolípidos al contacto con el agua se sitúen formando dos capas en las que las cabezas miran hacia el agua y las colas se esconden en medio, son componentes de la membrana celular.
LÍPIDOS DERIVADOS Lípidos de baja densidad:(LDL) Podríamos llamarle "colesterol malo", puesto que al perder la densidad, queda como si fuera "sangre sucia" con muchas partículas de deshecho en suspensión. Las partículas LDL cogen la grasa del hígado y la coloca en las paredes de los vasos sanguíneos en depósitos denominados placas. Las placas que contienen gran cantidad de grasa, pueden volverse despegarse y provocar una obstrucción sanguínea (trombosis) que según donde se localice puede dar lugar a infartos cerebrales.
Srta. María Belén Alvarado Mora
ÁCIDOS GRASOS Son biomoléculas de naturaleza lipídica formada por una larga cadena hidrocarbonada lineal, de diferente longitud o número de átomos de carbono, en cuyo extremo hay un grupo carboxilo(son ácidos orgánicos de cadena larga). Cada átomo de carbono se une al siguiente y al precedente por medio de un enlace covalente sencillo o doble. Al átomo de su extremo le quedan libres tres enlaces que son ocupados por átomos de hidrógeno(H3C-).Los demás átomos tienen libres los dos enlaces, que son ocupados igualmente por átomos de hidrógeno (... -CH2-CH2-CH2- ...). En el otro extremo de la molécula se encuentra el grupo carboxilo (-COOH) que es el que se combina con uno de los grupos hidroxilos(OH) de la glicerina o propanotriol, reaccionando con él. El grupo carboxilo tiene carácter ácido y el grupo hidroxilo tiene carácter básico(o alcalino)
ÁCIDOS GRASOS SATURADOS Los ácidos grasos saturados carecen de dobles enlaces y les cuesta combinarse con otras moléculas. Por este motivo, la mayor parte de las grasas saturadas se mantienen en estado sólido a temperatura ambiente. Todas las grasas animales son altamente saturadas, excepto las del pescado y los mariscos, que son muy poliinsaturadas. Algunas grasas vegetales, como el aceite de coco y el de palma, son muy ricas en ácidos grasos saturados.
ÁCIDOS GRASOS MONOINSATURADOS
El principal representante de los ácidos grasos monoinsaturados en nuestros alimentos es el ácido oleico (C18:1). Tiene un único doble enlace y está presente en todas las grasas animales y aceites vegetales, especialmente en el aceite de oliva.
ÁCIDOS GRASOS POLI INSATURADOS Estos ácidos grasos no pueden ser sintetizados por el organismo humano y sin embargo son esenciales, por lo que deben ser aportados por la dieta. Se clasifican en ácidos grasos w -3 y w -6 según la posición del doble enlace.
Srta. María Belén Alvarado Mora
PROTEINAS Las proteínas (del francés protéine, y este del griego πρωτεῖος [proteios], ‘prominente’, ‘de primera calidad’) o prótidos son moléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos. Los nutrientes de gran importancia biológica que son las proteínas, son macromoléculas que constituyen el principal nutriente para la formación de los músculos del cuerpo. Funciones de las proteínas son transportar las sustancias grasas a través de la sangre, elevando así las defensas de nuestro organismo.
CLASIFICACIÓN DE LAS PROTEÍNAS HOLOPROTEÍNAS Proteínas Globulares -Protaminas -Prolaminas -Histonas -Albuminas -Globulinas Proteínas Filamentosas -Colágeno -Queratina -Miosina y Actina -Elastina -Fibroína
Srta. María Belén Alvarado Mora
HETEROPROTEÍNAS Glucoproteínas Nucleoproteínas Fosfoproteínas
HOLOPROTEINAS Las holoproteínas son aquellas que están compuestas exclusivamente por aminoácidos. Atendiendo a su estructura, se clasifican en dos grandes grupos: PROTEÍNAS_GLOBULARES Son más complejas que las fibrosas. Las cadenas polipeptídicas que las integran se encuentran plegadas formando una estructura compacta, más o menos esférica. Son solubles en agua o bien en disoluciones polares, y son las principales responsables de las actividades biológicas de la célula. Pertenecen a este grupo:
PROTAMINAS Son proteínas de asociadas al ADN.
carácter
básico
PROLAMINAS Son solubles en agua, se encuentra en semillas vegetales y son ricas en probina. Glutaminas.- Son proteínas insolubles en agua pero solubles en ácidos y bases derivadas.
HISTONAS Constituyen los cromosomas, son de peso molecular algo mayor.
ALBUMINAS Presente en todos los aminoácidos, sirven de transporte de sustancias y desempeñan funciones nutritivas.
GLOBULINAS Son solubles en disoluciones salinas y ácidas, actúan como anticuerpos.
Srta. María Belén Alvarado Mora
PROTEÍNAS FILAMENTOSAS Son proteínas que de forma característica tienen una razón entre la longitud y su diámetro mayor a 10:1. Generalmente cumplen funciones estructurales y son solubles en agua. Estas proteínas no son moléculas inertes, es decir, solamente de relleno o soporte, sino que también son capaces de interactuar de diversas formas entre ellas, con las células e inclusive con otros componentes del entorno. Se pueden dividir en dos grupos.
COLÁGENO Es la proteína más abundante en los mamíferos, se encuentra en el tejido conjuntivo, cartilaginoso y óseo. Tiene función estructural.
QUERATINA Tiene función estructural, rica en cisteína.
MIOSINA Y ACTINA Se encargan contracción.
de
la
relajación
y
ELASTINA
Se encuentra en tejido conjuntivo, formando parte de tendones, ligamentos y vasos sanguíneos.
FIBROÍNAS Tienen función estructural y dan resistencia mecánica.
Srta. María Belén Alvarado Mora
HETEROPROTEINAS Formadas por aminoácidos y adicionalmente otras moléculas que no proteicas. Tienen función estructural, enzimática, hormonal, reguladora, defensiva y de transporte. Según su grupo prostético, se clasifican en:
GLUCOPROTEÍNAS Su grupo prostético es un glúcido, desempeña funciones enzimáticas especiales de coagulación y transporte de sustancias. Ejemplo: inmunoglobulinas.
NUCLEOPROTEÍNAS Son proteínas cuyo grupo proteico es un ácido nucleico.
FOSFOPROTEÍNAS Su grupo prostético es el ácido fosfórico. Ejemplo: en la yema del huevo, la vitelina.
Srta. María Belén Alvarado Mora
VITAMINAS Son sustancias orgánicas, de naturaleza y composición variada. Se necesitan en pequeñas cantidades, aunque su presencia es imprescindible para el desarrollo normal del organismo. Las necesidades vitamínicas varían según las especies, con la edad y con la actividad. Los vegetales, hongos y microorganismos son capaces de elaborarlas por sí mismos. Los animales, salvo algunas excepciones, carecen de esta capacidad, por lo que deben obtenerlas a partir de los alimentos de la dieta. En algunos casos los animales obtienen algunas vitaminas a través de sus paredes intestinales, cuya flora bacteriana simbionte las producen. El cuerpo sólo puede producir vitamina D; todas las demás deben ingerirse a través de la dieta. La carencia de ingesta llega a generar disfunciones metabólicas, entre otros problemas. Una dieta equilibrada incluye todas las vitaminas necesarias, pudiendo corregir deficiencias anteriores de vitaminas. Sin embargo, algunas personas que sufren de trastornos intestinales que impiden la absorción normal de los nutrientes, o que están embarazadas o dando de mamar a sus hijos, pueden necesitar suplementos de vitaminas. Y aunque existe la creencia popular de que las vitaminas ofrecen remedio para muchas enfermedades, desde resfriados hasta el cáncer, en realidad el cuerpo tiende a eliminar ciertos suplementos sin absorberlos. Además, las vitaminas liposolubles pueden bloquear el efecto de otras vitaminas e incluso causar intoxicación grave si se toman en exceso. Las vitaminas son un grupo de sustancias que son esenciales para el funcionamiento celular, el crecimiento y el desarrollo normales. Hipervitaminosis.Si hay cantidad en exceso de una o varias vitaminas. Hipovitaminosis.Si hay carencia parcial o total de vitaminas. Srta. María Belén Alvarado Mora
LIPOSOLUBLES (A, D, E, K)
VITAMINA A Ayuda a la formación y mantenimiento de dientes sanos y tejidos blandos y óseos, de las membranas mucosas y de la piel. Se conoce también como retinol, ya que genera pigmentos necesarios para el funcionamiento de la retina (ácido retinoico). Deficiencia Acné, xeroftalmia y ceguera nocturna.
VITAMINA D Es la encargada de regular el paso de calcio (Ca2+) a los huesos. Sólo unos pocos productos contienen de forma natural cantidades significativas de vitamina D, incluyendo los aceites de pescado,(aceite de hígado de bacalao), los pescados grasos (como el arenque, salmón, sardinas y atún), el hígado de pescado y la yema de los huevos. Deficiencia Raquitismo (niños) y osteomalacia (adultos), osteoporosis, cáncer de colon.
VITAMINA_E Actúa como antioxidante a nivel de la síntesis del hemo, que es una parte esencial de la hemoglobina de los glóbulos rojos. La vitamina E se encuentra en muchos alimentos, principalmente de origen vegetal, sobre todo en los de hoja verde, semillas. Deficiencia Niños bajos de peso al nacer, trastornos neurológicos, esterilidad.
VITAMINA K Es requerida en los procesos de coagulación de la sangre. Es normalmente producida por una bacteria intestinal, y la deficiencia dietaria es extremadamente rara, a excepción que ocurra una lesión intestinal o que la vitamina no sea absorbida. Deficiencia Riesgo de hemorragia interna masiva y descontrolada, calcificación del cartílago Srta. María Belén Alvarado Mora
ENZIMAS
Las enzimas son proteínas globulares que actúan sobre los sustratos para catalizar una reacción química. Una vez dada la reacción pasan a transformarse en moléculas, cabe resaltar que durante este proceso se produce energía la cual ayuda a que el cuerpo esté más equilibrado.
COENZIMAS Son enzimas de menor tamaño, son consideradas vitaminas como por ejemplo: B1, B2,B6, K, A.
ÁCIDOS NUCLEICOS Son moléculas complejas que transmites las características hereditarias. Son moléculas grandes, es decir polímeros que se forman por la unión de monómeros. El ADN (ácido desoxirribonucleico) Transmite la herencia, características hereditarias. El ADN fue descubierto en 19511953 por James Watson y F. Crick, cuando estos personajes estaban experimentando con rayos X y de esa manera observaron por primera vez el ADN (encontraron cadenas de monómeros).
NUCLEÓTIDOS Un nucleótido es aquel que está formado por la unión de un grupo fosfato, un azúcar y una base nitrogenada. El azúcar del ADN es la Desoxirribosa y el del ARN es la Ribosa. Las bases nitrogenadas del ADN son: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C), Timina (T). Las bases nitrogenadas del ARN son: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C), Uracilo (U).
Srta. María Belén Alvarado Mora
Ejemplos de nucleótidos Nombre del nucleótido Nucleótido de Timina (ADN) Nucleótido de Adenina (ADN) Nucleótido de Guanina (ARN) Nucleótido de Uracilo (ARN)
Formación P+D+T P+D+A P+R+G P+R+U
ADN El ADN tiene forma de espiral o de doble hélice a manera de una escalera de caracol, mientras que el ARN (ácido ribonucleico) presenta una forma lineal. El ADN se encuentra ubicado en el núcleo de las células y las mitocondrias. Es importante decir que quien provee energía internamente a la célula es la mitocondria y externamente es el ATP.
ARN El ARN ubicado en el núcleo y citoplasma, sale del núcleo por unos poros nucleares, es decir por unos agujeros presentes en la envoltura nuclear (Carioteca) Carioteca.- La envoltura nuclear, membrana nuclear o carioteca, es una capa porosa que delimita al núcleo, la estructura característica de las células eucariotas. Existen 3 tipos de ARN que realizan las siguientes funciones: RNA (m) o mensajero.- lleva información genética desde el núcleo hasta el citoplasma.
RNA (r) o ribosómico.- se va a unir con proteínas para formar ribosomas.
RNA (t) o de transferencia.- cadenas cortas que se van a unir a los aminoácidos.
Srta. María Belén Alvarado Mora