Identificación de la Biodiversidad Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Puebla. Plantel Puebla II
IDENTIFICACIÓN DE LA BIODIVERSIDAD
Q. F. B. María Elena Nava Herrera
1
Identificación de la Biodiversidad Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Puebla. Plantel Puebla II
UNIDAD DE APRENDIZAJE 1: Descripción del papel de la Biología Actual
PROPÓSITO DE LA UNIDAD: Identificará y describirá a la biología actual como marco de las características distintivas de los seres vivos, de acuerdo a su campo de estudio, con una conceptualización innovadora de esta ciencia para relacionarla con su entorno.
Resultado de aprendizaje: 1.2 Describe las características distintivas de los seres vivos mediante las estructuras y funcionalidad de los elementos y compuestos que los contienen, para definir el tipo de relación entre los organismos que lo rodean.
Q. F. B. María Elena Nava Herrera
2
Identificación de la Biodiversidad Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Puebla. Plantel Puebla II
C. Descripción de la base molecular de la vida Los seres vivos al igual que los objetos que nos rodean, están formados por materia que a su vez está compuesta de elementos químicos, es decir, sustancias simples que solo contiene una clase de materia y que, por lo mismo, no pueden descomponerse en otras. La unidad más pequeña del elemento es el átomo. Dos o más átomos se unen mediante enlaces químicos y forman una molécula, ésta es la partícula más pequeña a la que puede reducirse un compuesto sin que se alteren sus propiedades. Son bioelementos los elementos químicos que forman parte de la materia orgánica. La inmensa mayoría de los seres vivos están formados por los mismos elementos químicos. La tierra se compone de unos 100 elementos químicos y la vida se constituye en un 96% por cuatro de ellos: Oxígeno, Carbono, Hidrógeno y Nitrógeno. Aunque el oxígeno es el elemento mayoritario, es el carbono el elemento más representativo de la materia viva por su capacidad para combinarse con otros elementos y formar largas y muy variadas cadenas. Las biomoléculas o también llamados principios inmediatos son las combinaciones de los bioelementos formando moléculas. Las que pueden existir fuera y en los seres vivos son las inorgánicas y las que son exclusivas de la materia viva son las biomoléculas orgánicas. Las moléculas inorgánicas son el agua y las sales minerales. El agua es la molécula mayoritaria en todos los seres vivos. Cuanta más actividad tiene una célula u organismo y más joven es, más cantidad de agua posee. Es el medio de transporte de sustancias, es el medio físico en el que se producen las reacciones químicas y mantiene la temperatura y las condiciones internas de los seres vivos constantes. Las sales minerales forman parte de los minerales y las rocas. Se encuentran en estructuras sólidas (esqueletos, conchas, cenizas, huesos...). Las moléculas orgánicas son exclusivas de la materia viva. Son los azúcares o glúcidos que tienen función energética, de reserva y formadores de estructuras, los lípidos: son los aceites y las grasas con misiones fundamentalmente energéticas y estructurales; las proteínas: largas cadenas formadas por aminoácidos con múltiples e importantísimas funciones como reguladoras, estructurales, defensivas, transportadoras, reserva...; y los ácidos nucleicos: cadenas largas formadas por nucleótidos que almacenan la información genética. Las biomoléculas se agrupan y forman conjuntos dotados de vida que llamamos células, son las unidades de vida. Estas células realizan una serie de funciones características en todas y cada una de ellas, son las llamadas funciones vitales que van encaminadas a mantener con vida al individuo (nutrición y relación) y a perpetuarlo (reproducción).
Q. F. B. María Elena Nava Herrera
3
Identificación de la Biodiversidad Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Puebla. Plantel Puebla II
CÉLULA
ORGANELOS CELULARES
Lisosomas, Cloroplastos Mitocondrias, Núcleo...
ASOCIACIONES SUPRAMOLECULARES
BIOMACROMOLÉCULAS
Complejos multienzimáticos, ribosomas, membranas, cromosomas
Ácidos nucleicos, proteínas, lípidos, polisacáridos
BIOMOLÉCULAS MONÓMERAS Nucleótidos, aminoácidos, glicerol, ácidos grasos, monosacáridos PRECURSORES SENCILLOS DEL ENTORNO
BIOELEMENTOS
C
CO2
H2
H2O
O2
N2
NH3
P
S
EL AGUA El agua es una biomolécula inorgánica. Se trata de la biomolécula más abundante en los seres vivos. 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. Estructura El agua es una molécula formada por dos átomos de Hidrógeno y uno de Oxígeno. La unión de esos elementos con diferente electronegatividad proporciona unas características poco frecuentes. Estas características son: • • •
La molécula de agua forma un ángulo de 104,5º. La molécula de agua es neutra. La molécula de agua, aun siendo neutra, forma un dipolo, aparece una zona con un diferencial de carga positivo en la región de los Hidrógenos, y una zona con diferencial de carga negativo, en la región del Oxígeno.
El dipolo facilita la unión entre moléculas, formando puentes de hidrógeno, que unen la parte electropositiva de una molécula con la electronegativa de otra.
Q. F. B. María Elena Nava Herrera
4
Identificación de la Biodiversidad Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Puebla. Plantel Puebla II
Propiedades del agua El agua tiene propiedades especiales, derivadas de su singular estructura. Estas propiedades son: •
• •
Alto calor específico: para aumentar la temperatura del agua un grado centígrado es necesario comunicarle mucha energía para poder romper los puentes de Hidrógeno que se generan entre las moléculas. Alto calor de vaporización: el agua absorbe mucha energía cuando pasa de estado líquido a gaseoso. Alta tensión superficial: las moléculas de agua están muy cohesionadas por acción de los puentes de Hidrógeno. Esto produce una película de agua en la zona de contacto del agua con el aire. Como las moléculas de agua están tan juntas el agua es incompresible.
•
Capilaridad: el agua tiene capacidad de ascender por las paredes de un capilar debido a la elevada cohesión molecular.
•
Alta constante dieléctrica: la mayor parte de las moléculas de agua forman un dipolo, con un diferencial de carga negativo y un diferencial de carga positivo. Bajo grado de ionización: la mayor parte de las moléculas de agua no están disociadas. Sólo un reducido número de moléculas sufre disociación, generando iones positivos (H +) e iones negativos (OH-). En el agua pura, a 25ºC, sólo una molécula de cada 10.000.000 está disociada, por lo que la concentración de H+ es de 10-7. Por esto, el pH del agua pura es igual a 7. La densidad del agua: en estado líquido, el agua es más densa que en estado sólido. Por ello, el hielo flota en el agua. Esto es debido a que los puentes de Hidrógeno formados a temperaturas bajo cero unen a las moléculas de agua ocupando mayor volumen.
•
•
Importancia biológica del agua Las propiedades del agua permiten aprovechar esta molécula para algunas funciones para los seres vivos. Estas funciones son las siguientes: • • •
Disolvente polar universal: el agua, debido a su elevada constante dieléctrica, es el mejor disolvente para todas aquellas moléculas polares. Sin embargo, moléculas apolares no se disuelven en el agua. Lugar donde se realizan reacciones químicas: debido a ser un buen disolvente, por su elevada constante dieléctrica, y debido a su bajo grado de ionización. Función estructural: por su elevada cohesión molecular, el agua confiere estructura, volumen y resistencia.
Función de transporte: por ser un buen disolvente, debido a su elevada constante dieléctrica, y por poder ascender por las paredes de un capilar, gracias a la elevada cohesión entre sus moléculas, los seres vivos utilizan el agua como medio de transporte por su interior. • •
Función amortiguadora: debido a su elevada cohesión molecular, el agua sirve como lubricante entre estructuras que friccionan y evita el rozamiento. Función termorreguladora: al tener un alto calor específico y un alto calor de vaporización el agua es un material idóneo para mantener constante la temperatura, absorbiendo el exceso de calor o cediendo energía si es necesario.
Q. F. B. María Elena Nava Herrera
5
Identificación de la Biodiversidad Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Puebla. Plantel Puebla II
LAS 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.
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.
Asociadas a otras moléculas Los iones pueden asociarse a moléculas, permitiendo realizar funciones que, por sí solos no podrían, y que tampoco realizaría la molécula a la que se asocia, si no tuviera el ión. La hemoglobina es capaz de transportar oxígeno por la sangre porque está unida a un ión Fe++. Los citocromos actúan como transportadores de electrones porque poseen un ión Fe+++. La clorofila captura energía luminosa en el proceso de fotosíntesis por contener un ión Mg++ en su estructura. LOS GLÚCIDOS Los glúcidos son biomoléculas orgánicas. Están formados por Carbono, Hidrógeno y Oxígeno, aunque además, en algunos compuestos también podemos encontrar Nitrógeno y Fósforo. Reciben también el nombre de azúcares, carbohidratos o hidratos de carbono. La importancia biológica principal de este tipo de moléculas es que actúan como reserva de energía o pueden conferir estructura, tanto a nivel molecular (forman nucleótidos), como a nivel celular (pared vegetal) o tisular (tejidos vegetales de sostén, con celulosa). Dependiendo de la molécula que se trate, los Glúcidos pueden servir como: • • •
Combustible: los monosacáridos se pueden oxidar totalmente, obteniendo unas 4 KCal/g. Reserva energética: el almidón y el glucógeno son polisacáridos que acumulan gran cantidad de energía en su estructura, por lo que sirven para guardar energía excedente y utilizarla en momentos de necesidad. Formadores de estructuras: la celulosa o la quitina son ejemplos de polisacáridos que otorgan estructura resistente al organismo que las posee.
Q. F. B. María Elena Nava Herrera
6
Identificación de la Biodiversidad Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Puebla. Plantel Puebla II
LOS MONOSACÁRIDOS Los monosacáridos son sustancias blancas, con sabor dulce, cristalizables y solubles en agua. Se oxidan fácilmente, transformándose en ácidos, por lo que se dice que poseen poder reductor (cuando ellos se oxidan, reducen a otra molécula). Los monosacáridos son moléculas sencillas que responden a la fórmula general (CH2O)n. Están formados por 3, 4, 5, 6 ó 7 átomos de carbono. Químicamente son polialcoholes, es decir, cadenas de carbono con un grupo -OH cada carbono, en los que un carbono forma un grupo aldehído o un grupo cetona. Se clasifican atendiendo al grupo funcional (aldehído o cetona) en aldosas, con grupo aldehído, y cetosas, con grupo cetónico.. Los monosacáridos se nombran atendiendo al número de carbonos que presenta la molécula: Ejemplos de monosacáridos relevantes en el metabolismo son la glucosa, la fructosa, la ribosa o la desoxirribosa, entre otros muchos.
Oligosacáridos Los oligosacáridos son Glúcidos formados por un número pequeño de monosacáridos, entre 2 y 10. Se denominan Disacáridos, si están compuestos por dos monosacáridos, Trisacáridos, si están compuestos por tres monosacáridos, Tetrasacáridos, si están compuestos por cuatro monosacáridos y así sucesivamente. Los disacáridos se forman por la unión de dos monosacáridos, mediante un enlace O-glucosídico. El enlace se forma entre el carbono que forma el enlace hemiacetálico del primer monosacárido y un carbono del segundo monosacárido.
Q. F. B. María Elena Nava Herrera
7
Identificación de la Biodiversidad Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Puebla. Plantel Puebla II
Polisacáridos Los polisacáridos son polímeros de monosacáridos, unidos mediante enlace O-glucosídico. Cuando los monosacáridos que forman la molécula son todos iguales, el polisacárido formado se llama Homopolisacárido. Cuando los monosacáridos que forman la molécula son distintos entre sí, es decir, de más de un tipo, el polisacárido formado se llama heteropolisacárido. Los polisacáridos no tienen sabor dulce, no cristalizan y no tienen poder reductor. Su importancia biológica reside en que pueden servir como reservas energéticas o pueden conferir estructura al ser vivo que los tiene. La función que cumplan vendrá determinada por el tipo de enlace que se establezca entre los monosacáridos formadores. Los polisacáridos más abundantes en la Naturaleza son el almidón, el glucógeno, la celulosa y la quitina. •
Almidón
Aparece en células vegetales. Es un homopolísacárido con función de reserva energética, formado por dos moléculas, que son polímeros de glucosa, la amilosa y la amilopectina. La amilosa está formada por glucosas unidas por enlace (1→4). La amilopectina está formada por glucosas unidas por enlaces (1→4) y (1→6). Estos enlaces (1→6) originan ramificaciones, que se repiten en intervalos de secuencias desiguales de monosacáridos. La amilosa adquiere una estructura helicoidal y la amilopectina recubre a la amilosa.
•
Glucógeno
Es un homopolisacárido con función de reserva energética que aparece en animales y hongos. Se acumula en el tejido muscular esquelético y en el hígado. Está formado por glucosas unidas por enlace (1→4) y presenta ramificaciones formadas por enlaces (1→6).
Q. F. B. María Elena Nava Herrera
8
Identificación de la Biodiversidad Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Puebla. Plantel Puebla II
•
Celulosa
Es un homopolisacárido formado por glucosas unidas por enlace (1→4). Es típico de paredes celulares vegetales, aunque también la pueden tener otros seres, incluso animales. Su importancia biológica reside en que otorga resistencia y dureza. Confiere estructura al tejido que la contiene. Las cadenas de celulosa se unen entre sí, mediante puentes de Hidrógeno, formando fibras más complejas y más resistentes. •
Quitina
Es un homopolisacárido con función estructural, formado por la unión de N-acetil- -D-glucosaminas. Se encuentra en exoesqueletos de artrópodos y otros seres, ya que ofrece gran resistencia y dureza. LOS LÍPIDOS Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas por Carbono, Hidrógeno y Oxígeno, que pueden aparecer en algunos compuestos el Fósforo y el Nitrógeno. Constituyen un grupo de moléculas con composición, estructura y funciones muy diversas, pero todos ellos tienen en común varias características: • • • •
No se disuelven en agua, formando estructuras denominadas micelas. Se disuelven en disolventes orgánicos, tales como cloroformo, benceno, aguarrás o acetona. Son menos densos que el agua, por lo que flotan sobre ella. Son untosos al tacto.
FUNCIONES: ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
La reserva de energía Estructura de membranas celulares Protección mecánica Evitan la pérdida de agua Hormonales Pigmentos Esencias
Q. F. B. María Elena Nava Herrera
9
Identificación de la Biodiversidad Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Puebla. Plantel Puebla II
Los lípidos se ordenan en los siguientes grupos moleculares: • • • • • • •
Ácidos grasos Acil-glicéridos Céridos Fosfoglicéridos y esfingolípidos Esteroides Isoprenoides Prostaglandinas
LOS ÁCIDOS GRASOS Los ácidos grasos son moléculas formadas por cadenas de carbono que poseen un grupo carboxilo como grupo funcional. El número de carbonos habitualmente es de número par. Los tipos de ácidos grasos más abundantes en la Naturaleza están formados por cadenas de 16 a 22 átomos de carbono. La parte que contiene el grupo carboxilo manifiesta carga negativa en contacto con el agua, por lo que presenta carácter ácido. El resto de la molécula no presenta polaridad (apolar) y es una estructura hidrófoba. Como la cadena apolar es mucho más grande que la parte con carga (polar), la molécula no se disuelve en agua. Las grasas y loa aceites son compuestos formados por tres cadenas de ácidos grasos unidas a los tres grupos hidroxilo (-OH) de la molécula de glicerol, por eso se les denomina triglicéridos.
Los ácidos grasos y las grasas que forman suelen clasificarse por su nivel de saturación, es decir, por la cantidad de hidrógenos presentes en sus largas cadenas de carbono. Así, cuando están formados por enlaces sencillos carbono-.carbono, poseen el mayor número de hidrógeno en su molécula y se les llama grasas saturadas, como la grasa animal, en cambio, cuando presentan dobles enlaces entre pares de carbonos lo cual reduce el número de enlaces laterales de hidrógeno, se les denomina grasas insaturadas, como el aceite vegetal. FOSFOLÍPIDOS Se asemejan a los triglicéridos, la diferencia es que en el fosfolípido el tercer ácido es sustituido por un grupo fosfato que generalmente va unido a otra molécula orgánica.
Forman parte de los alimentos como la lecitina, presente en la yema del huevo, otros forman parte del tejido nervioso, pero son más conocidos por participar en la composición del tejido membranoso de las células, como la membrana plasmática.
Q. F. B. María Elena Nava Herrera
10
Identificación de la Biodiversidad Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Puebla. Plantel Puebla II
ESTEROIDES Son estructuralmente diferentes a los triglicéridos y a los fosfolípido, pero por ser insolubles en agua se incluyen en la clasificación de los lípidos. Están formados por anillos de carbono entrelazados, de los cuales tres tienen seis carbonos (ciclo hexano) y el cuarto, cinco (ciclo pentano). Tiene funciones diferentes, algunos son hormonas como el estrógeno, la progesterona y la corticosterona, pero quizá el esteroide que más se conoce es el colesterol, que participa en la composición de la membrana celular del tejido animal. Por acción de la radiación ultravioleta el colesterol puede transformarse en vitamina D necesaria para el desarrollo y mantenimiento normal del sistema óseo. Pero además de reconocer su acción estructural y fisiológica es necesario aclarar la causa por la que se le asocia con la enfermedad llamada arterioesclerosis, que consisten en el endurecimiento de los vasos sanguíneos pro la acumulación del colesterol en su pared interna, lo que reduce su diámetro y aumenta la presión sanguínea.
PROTEÍNAS Las proteínas son biomoléculas orgánicas. Están formados por Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno. En ocasiones aparecen Fósforo y Azufre. Este grupo está compuesto por tres tipos de moléculas, que se clasifican atendiendo a su tamaño. Son los aminoácidos, los péptidos y las proteínas. Aminoácidos Son moléculas pequeñas, monómeros de los péptidos y las proteínas. Son cristalinos, casi todos dulces y presentan isomería, ya que poseen un carbono unido a cuatro radicales distintos (excepto en el caso de la Glicocola). Por ello, es un carbono asimétrico. Uno de esos radicales siempre es un grupo ácido (carboxilo) y el otro es básico (amina). El tercer grupo es un Hidrógeno y el cuarto es un radical, característico de cada aminoácido. Los radicales confieren al aminoácido unas características propias. Por ello, estos radicales se utilizan como
Q. F. B. María Elena Nava Herrera
11
Identificación de la Biodiversidad Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Puebla. Plantel Puebla II
criterio de clasificación de los aminoácidos. Formando parte de las proteínas existen 20 aminoácidos, que son - aminoácidos. Existen otros muchos tipos de aminoácidos, pero no se asocian formando macromoléculas. LAS PROTEÍNAS Y LOS PÉPTIDOS Los péptidos y las proteínas se forman por la unión de aminoácidos, mediante un enlace llamado enlace peptídico. Enlace peptídico Este enlace se establece entre el grupo carboxilo (-COOH) del primer aminoácido y el grupo amina (NH2) del segundo aminoácido.
Los péptidos Los péptidos son moléculas formadas por aminoácidos unidos por enlace peptídico. El número de aminoácidos puede oscilar entre dos y cien; más de cien aminoácidos se considera una proteína. Ejemplos de péptidos metabólicamente importantes son la insulina, el glucagón, la oxitocina o la vasopresina. Las proteínas Las proteínas son moléculas formadas por aminoácidos unidos por enlace peptídico. El número de aminoácidos suele ser mayor que cien. Estas moléculas cumplen muchas y variadas funciones en los seres vivos. Propiedades de las proteínas Las propiedades que manifiestan las proteínas dependen de los grupos radicales de los aminoácidos que las componen. • •
•
Solubilidad: los radicales de los aminoácidos permiten a las proteínas interaccionar con el agua. Si abundan radicales hidrófobos, la proteína será poco o nada soluble en agua. Si predominan los radicales hidrófilos, la proteína será soluble en agua. Especificidad: puede ser de función, si la función que desempeña depende de esta estructura, o de especie, que hace referencia a la síntesis de proteínas exclusivas de cada especie. Desnaturalización: la conformación de una proteína depende del pH y de la temperatura de la disolución en la que se encuentre. Cambiando estas condiciones, también puede cambiar la estructura de la proteína. Esta pérdida de la conformación estructural natural se denomina desnaturalización. El cambio de pH produce cambios en las interacciones electrostáticas entre las cargas de los radicales de los aminoácidos. La modificación de la temperatura puede romper puentes de Hidrógeno o facilitar su formación. Si el cambio de estructura es reversible, el proceso se llama renaturalización.
Q. F. B. María Elena Nava Herrera
12
Identificación de la Biodiversidad Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Puebla. Plantel Puebla II
Funciones de las proteínas •
Función estructural: forman estructuras capaces de soportar gran tensión continuada, como un tendón o el armazón proteico de un hueso o un cartílago. También pueden soportar tensión de forma intermitente, como la elastina de la piel o de un pulmón. Además, forman estructuras celulares, como la membrana plasmática o los ribosomas.
•
Movimiento y contracción: la actina y la miosina forman estructuras que producen movimiento. Mueven los músculos estriados y lisos. La actina genera movimiento de contracción en muchos tipos de células animales.
•
Transporte: algunas proteínas tienen la capacidad de transportar sustancias, como oxígeno o lípidos, o electrones.
•
Reserva energética: proteínas grandes, generalmente con grupos fosfato, sirven para acumular y producir energía, si se necesita.
•
Función homeostática: consiste en regular las constantes del medio interno, tales como pH o cantidad de agua.
•
Función defensiva: las inmunoglobulinas son proteínas producidas por linfocitos B, e implicadas en la defensa del organismo.
•
Función hormonal: algunas proteínas funcionan como mensajeros de señales hormonales, generando una respuesta en los órganos blanco.
•
Función enzimática: las enzimas funcionan como biocatalizadores, ya que controlan las reacciones metabólicas, disminuyendo la energía de activación de estas reacciones.
Q. F. B. María Elena Nava Herrera
Lipoproteína del plasma sanguíneo
transporte de protones a través de membranas
transporte a través de memb (cotransporte)
Acción hormonal en células adyacentes
Acción hormonal en célula
13
Identificación de la Biodiversidad Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Puebla. Plantel Puebla II
LOS ÁCIDOS NUCLEICOS Los ácidos nucleicos son grandes moléculas constituidas por la unión de monómeros, llamados nucleótidos. Los ácidos nucleicos son el ADN y el ARN. Nucleótidos Los nucleótidos son moléculas que se pueden presentar libres en la Naturaleza o polimerizadas, formando ácidos nucleicos. También pueden formar parte de otras moléculas que no son ácidos nucleicos, como moléculas portadoras de energía o coenzimas. Los nucleótidos se forman por la unión de una base nitrogenada, una pentosa y uno o más ácidos fosfóricos. La unión de una pentosa y una base nitrogenada origina un nucleósido, y su enlace se llama N glucosídico. Por ello, también un nucleótido es un nucleósido unido a uno o más ácidos fosfóricos. Las bases nitrogenadas pueden ser Púricas o Pirimidínicas.
Las pentosas pueden ser Ribosa, que forma nucleótidos libres y los nucleótidos componentes del ARN, y Desoxirribosa, que forma los nucleótidos componentes del ADN. Los carbonos que constituyen las pentosas se reenumeran, denominándolos con números prima (5' por ejemplo), para no confundirlos en nomenclatura con los carbonos de la base nitrogenada. La nomenclatura de los nucleótidos es compleja, pero sigue una estructuración. Los nucleótidos de bases púricas se denominan: • •
Adenosin, (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Adenina. Guanosin, (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Guanina. Llevan el prefijo desoxi-, en el caso de estar formadas por la pentosa desoxirribosa.
Los nucleótidos de bases pirimidínicas se llaman: • • •
Citidin, (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Citosina. Timidin, (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Timina. Uridin, (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Uracilo. Llevan el prefijo desoxi-, en el caso de estar formadas por la pentosa desoxirribosa.
Q. F. B. María Elena Nava Herrera
14
Identificación de la Biodiversidad Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Puebla. Plantel Puebla II
ADN El ADN es el Ácido DesoxirriboNucleico. Es el tipo de molécula más compleja que se conoce. Su secuencia de nucleótidos contiene la información necesaria para poder controlar el metabolismo un ser vivo. El ADN es el lugar donde reside la información genética de un ser vivo. ARN El Ácido RiboNucleico está constituido por la unión de nucleótidos formados por una pentosa, la Ribosa, y bases nitrogenadas, que son Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo. No aparece la Timina. En la célula aparecen tres tipos de ARN, con distintas funciones, que son el ARN mensajero, el ARN ribosómico, el ARN de transferencia.
ARN mensajero (ARNm) ARN lineal, que contiene la información, copiada del ADN, para sintetizar una proteína. Se forma en el núcleo celular, a partir de una secuencia de ADN. Sale del núcleo y se asocia a ribosomas, donde se construye la proteína. A cada tres nucleótidos (codon) corresponde un aminoácido distinto. Así, la secuencia de aminoácidos de la proteína está configurada a partir de la secuencia de los nucleótidos del ARNm. ARN ribosómico (ARNr) El ARN ribosómico, o ribosomal, unido a proteínas de carácter básico, forma los ribosomas. Los ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoácidos para formar proteínas, a partir de la información que transmite el ARN mensajero. Hay dos tipos de ribosomas, el que se encuentra en células procariotas y en el interior de mitocondrias y cloroplastos, y el que se encuentra en el hialoplasma o en el retículo endoplásmico de células eucariotas. ARN de transferencia (ARNt) El ARN transferente o soluble es un ARN no lineal. En él se pueden observar tramos de doble hélice intracatenaria, es decir, entre las bases que son complementarias, dentro de la misma cadena. Esta estructura se estabiliza mediante puentes de Hidrógeno. Además de los nucleótidos de Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo, el ARN transferente presenta otros nucleótidos con bases modificadas. Estos nucleótidos no pueden emparejarse, y su existencia genera puntos de apertura en la hélice, produciendo bucles. En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos). En uno de ellos aparece una secuencia de tres nucleótidos, denominada anticodon. Esta secuencia es complementaria con una secuencia del ARNm, el codon. En el brazo opuesto en el extremo 3' de la cadena, se une un aminoácido específico predeterminado por la secuencia de anticodon. Q. F. B. María Elena Nava Herrera
15
Identificación de la Biodiversidad Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Puebla. Plantel Puebla II
La función del ARNt consiste en llevar un aminoácido específico al ribosoma. En él se une a la secuencia complementaria del ARNm, mediante el anticodon. A la vez, transfiere el aminoácido correspondiente a la secuencia de aminoácidos que está formándose en el ribosoma. VITAMINAS Son compuestos orgánicos que no pueden ser sintetizados por la célula animal. Muchas de ellas funcionan como coenzimas, es decir, se unen a las enzimas y las activan en dud funciones catalíticas durante las reacciones metabólicas. Aunque las vitaminas se necesitan en pequeñas cantidades son absolutamente imprescindibles para las células. Sus deficiencias pueden representar un grave problema para el organismo. Por su solubilidad se clasifican en liposolubles (solubles en grasas) las vitaminas A, D, E, K e hidrosolubles (solubles en agua) las vitaminas B y C. Vitaminas hidrosolubles: • Tiamina (B1) • Fuente: o Cereales, huevo, levaduras, hígado, carne de cerdo, nueces • Deficiencia: o Parálisis parcial de músculos del tubo digestivo o Trastornos digestivos o Poco apetito o Fatiga muscular o Parálisis de extremidades • Riboflavina (B2) • Fuente: o Lácteos, huevo, hígado, carne, trigo integral • Deficiencia: o Disminución de empleo de O2 en la respiración celular o Padecimiento de la vista o Dermatitis o Agrietamiento de la piel • • •
• • •
• • •
Niacina (B3) Fuente: o Cereales, nueces, levadura, carne, pescado, hígado Deficiencia o Pelagra ▪ Dermatitis ▪ Inflamación de la boca y lengua ▪ Diarrea Piridoxina (B6) Fuente: o Hígado, carne, levadura, tomate, espinacas, cereales, yogur Deficiencia o Dermatitis en ojos, nariz y boca o Crecimiento lento Ácido pantoténico (B5) Fuente: o Cereales, vegetales verdes, huevo, hígado, riñón, levadura Deficiencia o Espasmos musculares o Insuficiente producción de cortisona o Crecimiento lento
Q. F. B. María Elena Nava Herrera
16
Identificación de la Biodiversidad Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Puebla. Plantel Puebla II
• • •
• • •
Cobalamina (B12) Fuente: o Hígado, riñón, carne, leche y derivados, huevo Deficiencia o Anemia perniciosa o Alteraciones de sistema nervioso
Ácido ascórbico (C) Fuente: o Frutos cítricos, vegetales verdes, tomates Deficiencia o Escorbuto ▪ Escaso desarrollo de tejido conjuntivo ▪ Encías inflamadas y sangrantes
Vitaminas liposolubles: • Retinol (A) • Fuentes: o Frutas, legumbres, productos hígado, pescado, huevo • Deficiencia: o Ceguera nocturna o Resequedad de la piel • • •
lácteos,
Calciferol (D) Fuente: o Huevo, lácteos, aceite de hígado pescado Deficiencia: o Raquitismo o Caries o Lento desarrollo de dientes y huesos
Q. F. B. María Elena Nava Herrera
de
17
Identificación de la Biodiversidad Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Puebla. Plantel Puebla II
• • •
• •
•
Tocoferol (E) Fuente: o Trigo integral, aceites vegetales y animales, carnes Deficiencia: o Esterilidad en ciertas especies animales
Naftoquinona (K) Fuentes: o Espinacas, tomates, col, hígado o Producida por bacterias no patógenas que viven en tubo digestivo Deficiencia: o Lenta coagulación de la sangre o Hemorragias
REFERENCIA DOCUMENTAL: 1. BIOLOGÍA I. Bachillerato General. Rosalino Vázquez Conde. Grupo Editorial Patria. Primera edición. México 2006. 2. http://www.ugr.es/~eianez/Biotecnologia/tercer_mundo.htm 3. http://recursos.cnice.mec.es/biologia/principal.php?op=b1ud1&id=15 4. http://www.aula2005.com/html/cn1eso/12protoctistes/12protoctisteses.htm 5. http://www.naturalezadearagon.com/flora/algasrojas.php 6. http://www.euita.upv.es/varios/biologia/Temas/Niveles%20de%20organizacion.htm 7. http://biologia.laguia2000.com/protistas/microorganismos-en-los-reinos-protistas-y-fungihongos 8. Emma Reynoso Rodríguez. Ciencias Naturales I. Primer Curso de Educación Media Básica. Segunda Edición. México. 1977. 9. Microsoft ® Encarta ® Biblioteca de Consulta 2003. © 1993-2002 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos. 10. Asesor Interactivo del Estudiante. Grupo Océano. España. 2005 11. Biología II. Guía para el alumno. Universidad Autónoma de Puebla. 2004 12. Biología Moderna. Raúl N. Ondarza. Editorial Trillas, S. A. de C. V. 8ª edición. México 1991 13. Microbiología. Thomas D. Brock. 6ª edición. Editorial Prentice- Hall. 1993 14. Diagnóstico Microbiológico. Elmer W. Koneman. 5ª edición. Editorial Médica Panamericana. 1999 15. Microbiología Estomatológica. Fundamentos: Guía y Práctica. Marta Negroni. Editorial Panamericana. México 2001. 16. http://ciencia.glosario.net/genetica/blastocele-4856.html 17. www.higiene.edu.uy/ciclipa/parasito/tenia.jpg 18. www.natureduca.com/.../zoologia/oligoquetos.jpg 19. http://www.kalipedia.com/ecologia/tema/canidos.html?x=20070418klpcnaecl_219.Kes 20. http://www.um.es/molecula/anucl02.htm
Q. F. B. María Elena Nava Herrera
18