2. bioelementos y biomoleculas inorganicas
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA
CÁTEDRA: BIOLOGÍA GENERAL
Mblgo. VICTOR G. SANCHEZ ARAUJO.
BIOELEMENTOS Y BIOMOLECULAS INORGANICAS
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS
BIOELEMENTOS BIOMOLÉCULAS
Uno de los retos de la Biología actual es la descripción de los complejos mecanismos químicos y físicos que sustentan la vida
Elementos químicos de la materia viva
Moléculas que componen a los seres vivos
“LOS SERES VIVOS ESTÁN FORMADOS POR SERES NO VIVOS”
MAPA CONCEPTUALLa materia
viva
Bioelementos
Primarios Secundarios
Oligoelementos
Está formada por
Enlaces químicos
Por su abundancia son
Establecen
Biomoléculas
Formando
Inorgánicas
Orgánica
Sales minerales
Agua
Proteínas
Glúcidos
Nucleótidos
Lípidos
Son
Son
Estructural
Energética
Dinámica
De funciónDe tipo
Si su proporción es muy pequeña
BIOELEMENTOS
(a) Primarios o macroelementos
(b) Secundarios o microelementos
(c) Oligoelementos o elementos traza
Elementos químicos de la materia viva
Bioelementos
Primarios Secundarios
Oligoelementos
Por su abundancia son
Si su proporción es muy pequeña
Llamados Organógenos
Son los más abundantes 95% de la masa total de un ser vivo.
Participan principalmente en la formación de los "esqueletos"
de las BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS, como son los glúcidos,
lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Son seis:
C H O N P S
1. PRIMARIOS O MACROCONSTITUYENTES: (96 - 99%)
Básicos Complementarios
2. SECUNDARIOS O MICRONUTRIENTES (1-4%)
Son imprescindibles en las actividades vitales y se encuentran
formando parte de otras BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS, como
son las vitaminas, enzimas, etc. También están presentes en las
BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS, como las sales, gases, etc.
Ca, Na, K, Mg, Cl, Fe
3. OLIGOELEMENTOS:
(Elementos “traza” o vestigiales)
Se encuentran en proporciones mínimas en la materia
viviente. Esto se debe a que su función es mayormente
catalizadora y no estructural siendo necesarias
pequeñísimas cantidades de ellos para el normal
funcionamiento del organismo.
Cu, Co, I, F, Mn, Zn, Cr, B, Si, Se, Mo , V, Al, ...etc.
III. PROPIEDADES DE LOS BIOELEMENT0S:
No son exclusivos de los seres
vivos.
Abundan en la naturaleza.
Son de baja densidad.
Son de bajo peso atómico.
Son de elevado calor específico.
Pueden formar compuestos
fácilmente solubles.
Químicamente son muy activos.
Principales iones intra y extracelulares
Mecanismo de la conducción del impulso eléctrico neuronal
1. Calcio (Ca)
Es el mineral más
abundante del organismo
Forma parte estructural de:
Huesos y dientes en forma
de cristales de
hidroxiapatita:
Ca10(PO4)6(OH)2
Caparazones, conchas, etc.
como carbonato de calcio:
CaCO3
Interviene en la contracción muscular como Ca++.
Factor importante en la coagulación sanguínea (factor
IV) como Ca++.
Interviene en la irritabilidad nerviosa, movilidad celular y
exocitosis (influjo de Ca++ hacia el citoplasma).
2. Fósforo (P)
En forma de fosfato (PO4)3-
constituye el principal anión del
líquido intracelular.
Forma parte estructural de
huesos y dientes en forma de
cristales de hidroxiapatita:
Ca10(PO4)6(OH)2
Interviene en las reacciones
bioenergéticas (enlaces fosfato de
alta energía en el ATP)
Interviene en el equilibrio ácido-
base al actuar como “tampón”
3. Magnesio (Mg)
Constituyente de la
molécula de clorofila.
Interviene en la
estructura ósea y
dentaria.
Interviene como cofactor
enzimático en la síntesis
de glúcidos, proteínas,
lípidos y ácidos
nucleicos.
4. Potasio (K): Principal catión del líquido
intracelular
Interviene en el automatismo
cardiaco: despolarización y
repolarización del corazón.
Participa en la regulación del
equilibrio ácido-base y el
equilibrio hídrico celular.
Participa en la contracción
muscular y la conducción del
impulso nervioso.
5. Sodio (Na): Principal catión del líquido
extracelular.
Regula la presión osmótica.
Participa en la regulación del
equilibrio ácido-base y el equilibrio
hídrico celular.
Participa en la contracción
muscular y la conducción del
impulso nervioso.
Principal fuente: sal de mesa
(Na Cl)
6. Hierro (Fe)
Átomo constituyente de la
hemoglobina, mioglobina y
citocromos, peroxidasas y
catalasas.
Interviene en el transporte de
oxigeno y CO2 (hemoglobina)
7. Cobre (Cu)
Biocatalizador en la formación
de hemoglobina.
Forma parte de la
hemocianina: proteína que
transporta oxigeno en la
mayoría de los invertebrados.
Es cofactor de muchas
enzimas, como la tirocinasa,
ferroxidasa, citocromo c
oxidasa, ceruloplasmina,
glutatión.
8. Zinc (Zn) Participa como cofactor
enzimático (activador) de enzimas
que refuerzan la inmunidad y la
integridad de los epitelios.
Forma parte de la anhidrasa
carbónica, y es necesario para la
síntesis de la auxina (hormona
vegetal).
Regulación y trascripción de genes
(síntesis y estabilización de ADN,
ARN y proteínas)
9. Cobalto (Co)
Forma parte de la vitamina B12
(cobalamina), la cual es
sintetizada en forma exclusiva
por la fermentación bacteriana.
Su déficit genera disminución
en la producción de hematíes:
anemia. perniciosa
10. Cromo (Cr)
Regula el metabolismo de
glúcidos, proteínas, lípidos
y ácidos nucleicos:
catalizador.
Constituye el factor que
liga a la insulina para
potenciar su acción.
11. Cloro (Cl):
Principal anión del líquido
extracelular
Participa en la regulación del
equilibrio ácido-base y el
equilibrio hídrico celular.
Constituye el ácido clorhídrico
del jugo gástrico.
Se elimina por las heces, orina y
sudor.
12. Flúor (F)
Favorecer el endurecimiento del esmalte dentario y
huesos, previniendo la caries.
• El agua potable que
bebemos y algunas
pastas dentales están
fluorizadas para este fin
(Monofluorofosfato de
sodio).
13. Yodo (I)
Constituyente de las hormonas
tiroideas (producidas por la glándula
tiroides): triyodotironina (T3) y tiroxina
(T4), estas hormonas se encargan de
la aceleración del metabolismo,
aumentando el consumo de oxigeno.
Su déficit jóvenes produce
CRETINISMO: retraso mental y
trastornos del crecimiento.
En adultos produce BOCIO:
inflamación de la glándula tiroides, con
exoftalmia (glóbulos oculares
salientes)
14. Azufre (S)
Forma parte de proteínas celulares, pigmentos: insulina
y melanina.
insulina melanina
15. Niquel (Ni)
Necesario para la síntesis de la Insulina.
16. Sílice (Si) Interviene en la composición química de estructuras duras
de organismos como: algas diatomeas (silíceas) que
presentan frústulo (caparazón) y en las esponjas-silíceas, a
nivel de sus espículas (endoesqueleto).
17. Boro (B)
Su participación es importante
durante la división celular, y
por consiguiente en el
crecimiento de las plantas
(tejidos meristemáticos).
ADICIONALES:
Selenio (Se) Cofactor de la enzima glutatión peroxidasa: destrucción de
los peróxidos en los tejidos
Molibdeno (Mo) Cofactor de la enzima xantina oxidasa: síntesis de ácido
úrico.
Manganeso (Mn) Activador de las glucosil-transferasas y descarboxilasas ,
que intervienen en la síntesis de: oligosacáridos, glucoproteínas y proteoglucanos
BIOMOLÉCULAS Formadas por la unión de varios bioelementos.
También se llaman Principios Inmediatos (se pueden separar
por medios físicos sin romper las moléculas)
Se clasifican en:
BIOMOLÉCULASInorgánicas
Agua Sales Minerales
Orgánicas
Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos Nucleicos
75% de la superficie de la tierra
65% a 95% de la masa de los seres vivos
Surgió la vida
Extraordinarias propiedades físicas y químicas
AGUA
AGUA• En promedio supone el 75 % de la masa de los
organismos.• Funciones:
– Disolvente de sustancias. Medio donde se producen reacciones químicas.
– Función transportadora: Sangre, savia.– Reactivo en reacciones bioquímicas.– Termorreguladora: Sudor.– Esqueleto hidráulico debido a la presión osmótica.
PORCENTAJE MEDIO DE AGUA EN ALGUNOS ORGANISMOS
Algas 93-98%
Medusas 95-97%
Planta del tabaco 92%
Hongos 80%
Cangrejo de río 77%
Ser humano 63%
Pino 47%
Semillas de cereales 10%
O
H H
Extremo parcialmente negativo
Extremo parcialmente positivo
MOLÉCULA DE AGUA
La cantidad de agua en los seres vivos depende de tres
factores:
La especie
Sp. acuáticas > Sp. de medios áridos
Medusa (98%) vs. Semilla (10%)
La edad del individuo
Organismos jóvenes > Organismos de + edad
Feto de 4 meses (94%) vs. 65 años (56%)
El tipo de tejido u órgano
Tejidos con ↑ actividad metabólica > tejidos inertes
Plasma sanguíneo (92%) vs. Dientes (10%)
El agua se encuentra en los seres vivos en 3 formas
distintas:
AGUA CIRCULANTE: en la sangre, en la savia, etc.
AGUA INTERSTICIAL: entre las células, fuertemente adherida a la
sustancia intercelular.
AGUA INTRACELULAR: en el citosol y en el interior de los
orgánulos celulares.
PROPIEDADES DEL AGUA
Tensión superficial
PROPIEDADES DEL AGUA
Capilaridad
Movimiento ascendente de un líquido en un tubo estrecho
fuerzas entre moléculas de agua
fuerzas entre las moléculas de agua y paredes del capilar
atracción cohesiva
Alto calor específico
Cantidad de calor que necesita una sustancia para subir 1ºC la temperatura de 1 gramo de dicha sustancia
Calor específico
se necesita mucho calor para que el agua aumente su temperatura
no es fácil que el agua se caliente ni que se enfríe
se desprende mucho calor cuando ésta se enfría
Gran parte del calor es usado para romper los puentes de hidrógeno. Una vez conseguido esto, el calor se invierte en aumentar el movimiento de las moléculas, aumentando con ello la Tº
Congelación y Densidad
grandes porciones flotantes de glaciares muy frecuentes en las regiones polares
Icebergs
En estado sólido (hielo), el agua es menos densa que en estado líquido
EL AGUA COMO DISOLVENTE
Uniones ion-dipolo
> Enlace iónico de la sal> Puentes de hidrógeno del agua
De compuestos iónicos
De compuestos polares
Como
AlcoholesAldehidosCetonas
Establece puentes de hidrógeno con ellos
Capacidad de solvatar: separar o disolver iones
SALES MINERALES Son moléculas inorgánicas que
están presentes en la materia viva
en pequeña cantidad.
Se pueden encontrar de varias
formas:
Precipitadas: Carbonatos,
fosfatos, etc.
Disueltas:
Aniones: Cl- ,CO32- ,HCO3
- ,PO43-
etc
Cationes: K+ ,Na+ ,Ca2+ , Mg+2
etc
Asociadas a moléculas orgánicas:
Fe, P, etc.
SALES MINERALES: Presión osmótica
Membrana semipermeable.
De la + diluida a la + concentrada.
Solo pasa agua.
o De la + concentrada a la + diluida.
o Pasa el agua y moléculas de soluto de bajo peso molecular.
DIFUSIÓN
DIÁLISISOSMOSI
S Membrana
permeable o s/m. De la +
concentrada a la + diluida.
Pasa agua y solutos.
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