La base molecular de la vida
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CAPSULA: “La vida se desarrolla siempre en medio acuoso, lo que queda, al eliminarla, es un residuo formado por sales minerales”, Biología, Cuarto Grado de Secundaria
LAS BASES QUIMICAS DE LA VIDA
COLEGIO: “GUILLERMO E. BILLINGHURST” “ENSEÑAMOS HOY LO QUE OTROS ENSEÑARAN MAÑANA”
Bioelementos
Sólo 27 elementos de la naturaleza forman parte de los seres vivos Son los bioelementos o elementos biogénicos
OLIGOELEMENTOS: PRIMARIOS: • Constituyen el 95 % del peso de cualquier organismo
Bioelementos
• C, H, O, N
• Constituyen el 0,1 % del peso de cualquier organismo • Cu, Zn, Mn, Co, Mo, Ni Si, ……..
SECUNDARIOS: • Constituyen el 4 % del peso de cualquier organismo • P, S, Ca, Na, K, Cl, I, Mg, Fe
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Biomoléculas
Los bioelementos se unen originando las biomoléculas que forman la materia viva
• Agua • Sales minerales
• Glúcidos Inorgánicos
Compuestos
Orgánicos
• Lípidos • Proteínas
Unión de numerosos monómeros
POLÍMEROS
• Ácidos nucleicos
Macromoléculas formadas a base de moléculas más sencillas
PRINCIPALES GRUPOS FUNCIONALES DE LAS BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS Hidroxilo
- OH
Alcoholes Aldehídos
Carbonilo Carboxilo Cetonas Ácidos orgánicos Éster
Ésteres
Amino
Aminas
El agua y sus funciones biológicas Las especies
Por término medio constituye el 75 % del peso del organismo
Edad del individuo
El tipo de tejido
Vehículo de transporte
Medio de reacción
Propiedades del agua
Regulador térmico
Reactivo, especialmente en las reacciones de hidrólisis
Las sales minerales y sus funciones biológicas En estado sólido
En disolución
Se pueden presentar
Forman estructuras esqueléticas como huesos y conchas
Disociadas en iones, cumplen funciones de regulación del pH, transmisión del impulso nervioso, y regulación de procesos osmóticos Las células deben encontrarse en un medio isotónico con su citoplasma
Medio Hipotónico
Medio Hipertónico
La célula absorbe agua y puede llegar a estallar
La célula pierde agua y se arruga
En el caso de los eritrocitos sangu铆neos la plasm贸lisis se denomina crenaci贸n y la turgescencia el de hem贸lisis.
“No hay en la vida mejor pegamento que una buena disculpa, pues ésta lo une todo de nuevo”
Profesor Montes Cordova, Borja Gustavo COLEGIO: “Sagrado Corazón Michel” COLEGIO: “GUILLERMO E. BILLINGHURST” “ENSEÑAMOS HOY LO QUE OTROS ENSEÑARAN MAÑANA”
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Los glúcidos, carbohidratos o hidratos de carbono Bioelementos
C:H:O
Monómeros
1:2:1
• Moléculas no hidrolizables
• Solubles y de sabor dulce • Se unen formando disacáridos y polisacáridos
Función
Energética Estructural
Su equivalente calórico = 4 Kcal/g Sólo algunos
Los monosacáridos H
Compuestos de 3 a 7 átomos de Carbono
O HOH
H
C
=
ALDOSAS
H
C= O OH
H
C
Un átomo de carbono unido por doble enlace al O, formando el grupo carbonilo
OH
. . . H
C H
OH
El resto de los átomos de Carbono posee un grupo alcohólico
CETOSAS Un átomo de carbono unido por doble enlace al O, formando el grupo carbonilo, pero en el segundo carbono, formando un grupo cetónico en lugar de un grupo aldehído
El resto de los enlaces con el Hidrógeno
Triosa aldosa
Triosa cetosa
GLICERALDEHIDO
DIHIDROXIACETONA
Principales monosacáridos Triosas
Gliceraldehído
Dihidroxiacetona
Uno es un aldehído, el otro es una cetona
Se diferencia en la posición del doble enlace con el Oxígeno Son aldosas
Pentosas
Ribosa Desoxirribosa
Glucosa Hexosas
Galactosa Fructosa
Se diferencian en que la desoxirribosa carece de grupo alcohólico en el 2º carbono Glucosa y galactosa son aldosas, la fructosa es cetosa Las aldosas se diferencian en la posición de los grupos alcohólicos de los carbonos 2 y 3
Disacáridos y polisacáricos DISACÁRIDOS
POLISACÁRIDOS
Sustancias hidrolizables
Polímeros hidrolizables
Unión de dos monosacáridos
Unión de n monosacáridos
MALTOSA Dos glucosas LACTOSA glucosa y galactosa SACAROSA glucosa y fructosa
DE RESERVA ALMIDÓN en vegetales GLUCÓGENO en animales ESTRUCTURALES CELULOSA, principal componente de la pared de la célula vegetal
Profesor Montes Cordova, Borja Gustavo COLEGIO: “Sagrado Corazón Michel” COLEGIO: “GUILLERMO E. BILLINGHURST” “ENSEÑAMOS HOY LO QUE OTROS ENSEÑARAN MAÑANA”
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LÍPIDOS
De composición química variada Son sustancias orgánicas insolubles en agua Solubles en disolventes orgánicos
GLICÉRIDOS
GRASAS y SEBOS sólidos a temperatura ambiental ACEITES líquidos a temperatura ambiental
OTROS LÍPIDOS
Reserva de energía a largo plazo Su equivalente calórico es de 9 Kcal/g Más adecuados que los glúcidos para almacenar energía, ahorrando espacio y peso
Los seres vivos emplean como fuente de energía los glúcidos, y una vez agotados, consumen las grasas almacenadas
Son ésteres de glicerina y diferentes ácidos grasos
GLICÉRIDOS Glicerina, Glicerol Alcohol propanotriol
3 H 2O
Ácidos grasos
OTROS LÍPIDOS
Ceras
Función protectora Recubren superficies de hojas y frutos Recubren piel de vertebrados Mantienen superficies flexibles e impermeables
Fosfolípidos
Función estructural
Esteroides
Destaca el colesterol
Carotenoides
Dan lugar a los pigmentos vegetales, Estructural: responsables de los Moléculas anfipáticas: una cabeza forma hidrófila, parte de una las cola hidrófoba colores rojizos y membranas de amarillentos de las forman una células animales plantas bicapa lipídica, Regulador: estructura básica precursor de otras de las membranas sustancias como biológicas hormonas
Los compuestos orgánicos más abundantes Constituyen el 50% del peso seco de la materia viva
Moléculas no hidrolizables
Sus unidades básicas
Grupo amino
Ácidos orgánicos formados por un grupo amino y un grupo carboxilo
Grupo carboxilo
Grupo variable que diferencia los 20 aminoácidos que forman las proteínas
El enlace peptídico Se forman cadenas peptídicas o péptidos de longitud variable Cada proteína es una macromolécula formada por una o varias cadenas peptídicas En cada célula existen miles de proteínas distintas con funciones específicas
Cualquier alteración en la secuencia de aminoácidos, incluso la sustitución de un solo aa por otro, proporciona una proteína diferente
Se unen aas entre el grupo carboxilo de uno y el amino del siguiente
Especificidad de las proteínas Las proteínas son específicas
Cada especie posee proteínas diferentes a las de otras especies
Dentro de una misma especie, cada individuo tiene proteínas exclusivas que le diferencian de otros individuos
Una misma proteína tiene secuencias peptídicas distintas en distintos individuos
El grado de diferencia dependerá de su parentesco evolutivo
Cada ser vivo tiene unas características determinadas, porque tienen unas proteínas determinadas
Función de las proteínas
ESTRUCTURAL
ENZIMÁTICA
biocatalizadores aumentar la velocidad de las reacciones biológicas
Forman parte de casi todas sus estructuras
Todas las reacciones químicas celulares se realizan por enzimas
Son el principal material de construcción de los organismos
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Los ácidos nucleicos ADN En el núcleo celular formando parte de los cromosomas
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ARN En el núcleo celular (nucleolo y jugo nuclear), y en el citoplasma formando parte de los ribosomas ARNm ARNt
Químicamente son polímeros que resultan de la unión de otros monómeros: los nucleótidos
ARNr
Nucleótidos
Los nucleótidos son monómeros hidrolizables formados por tres componentes
ADENINA GUANINA
Forman parte del ADN y del ARN
CITOSINA TIMINA URACILO
Forma parte del ADN Forma parte del ARN
ARN: A, G, C, U ADN: A, G, C, T
PENTOSA RIBOSA ARN
DESOXIRRIBOSA ADN
Polinucleótidos
Los nucleótidos se unen formando largas cadenas de polinucleótidos
La unión se hace entre: El ácido fosfórico Une las ribosas de dos nucleótidos consecutivos El ARN está formado por una sola cadena El ADN por dos cadenas enrolladas formando una doble hélice
Bases nitrogenadas en los 谩cidos nucleicos En el ADN la uni贸n de bases nitrogenadas se hace por parejas: A-T
G-C
Enlaces entre bases en el ADN 3 enlaces entre G y C 2 enlaces entre A y T
Funciones de los ácidos nucleicos Dirigir la síntesis de proteínas
Un gen es un fragmento de ADN que dirige la síntesis de una proteína, responsable de la aparición de un carácter. Cada molécula de ADN está constituida por numerosos genes sucesivos A un gen con una determinada secuencia de nucleótidos le corresponde una proteína con una determinada secuencia de aas. El ARN es el encargado de ejecutar la información contenida en el ADN, y el encargado de sintetizar las proteínas.
Transmitir la información hereditaria El ADN se duplica o replica Gracias a ello los caracteres hereditarios se transmiten de padres a hijos Replicación: Se desenrolla el ADN Cada hebra sirve de molde para la síntesis de la cadena complementaria Se vuelven a enrollar en la doble hélice
Las mutaciones Una mutación es un cambio hereditario producido por la
modificación del material genético
Células somáticas
La mutación sólo afecta a la parte del cuerpo donde se ha producido la mutación y no se transmite a los hijos
Se manifiestan en las células que las sufren y en su descendencia
Las mutaciones son causa de variabilidad genética en las poblaciones Constituyen la base del proceso de evolución
Células reproductoras No se manifiesta en el individuo pero sí en la descendencia
Las biomoléculas orgánicas están formadas a base de MONÓMEROS que pueden ser:
NO HIDROLIZABLES
HIDROLIZABLES
Nucleótidos
Aminoácidos
Forman polímeros de ácidos nucleicos: Polinucleótidos ADN ARN
Glicerina y Ácidos grasos
Forman polímeros de Proteínas: Péptidos Polipéptidos Proteínas
Monosacáridos
Forman polímeros de Lípidos: Triglicéridos
Forman polímeros de Glúcidos: Disacáridos Polisacáridos