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{ Las Biomoléculas
Prof. Aurora Ferro
La base química de la vida
Composición química de la materia viva
Grandes y complejas moléculas orgánicas, las cuales son la base de
la vida, forman a los organismos y son necesarias para el
crecimiento y mantenimiento de los mismos.
99% de la masa de la mayoría de las células esta conformada por
Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno y Carbono.
Son moléculas complejas pero provienen de componentes más
sencillos.
Proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos son las más
abundantes biomoléculas.
Biomoléculas
Biomoléculas
Sus precursores son
Azúcares
Carbohidratos
Ácidos Grasos
Lípidos
Nucleótidos
Ácidos nucleicos
Aminoácidos
Proteínas
Son azucares, los cuales se componen de C, H y O en una
proporción aproximada de un átomo de carbono por cada dos
de hidrógeno y uno de oxígeno (CH2O)n
Los azúcares y los almidones sirven como fuentes de energía
para las células, mientras que la celulosa es el componente
estructural principal de las paredes que rodean a las células
vegetales.
Se digieren rápidamente para proporcionar calor y energía al
organismo.
Carbohidratos o Glúcidos
Carbohidratos o Glúcidos
Monosacáridos, son azucares
simples que constituyen las
unidades básicas para la
formación de compuestos
mas complejos.
Glucosa (C6H12O6)
Fructosa
Carbohidratos o Glúcidos
Disacáridos, son azúcares formados
por la unión de unos pocos
monosacáridos.
Maltosa (C12H22O11)
Sacarosa
Lactosa
Carbohidratos o Glúcidos
Polisacáridos, consisten en unidades
repetidas de azúcares simples, en
general glucosa. Los polisacáridos son
los carbohidratos más abundantes.
Almidón
Glucógeno
Celulosa
Son un grupo heterogéneo de compuestos que se caracterizan por el hecho de
que son solubles en solventes no polares (como éter y cloroformo) y
relativamente insolubles en agua.
Las moléculas lipídicas tienen estas propiedades porque se componen
principalmente de carbono e hidrógeno, con pocos grupos funcionales que
contienen oxígeno.
Entre los grupos de lípidos biológicamente importantes están las grasas, los
fosfolípidos, los carotenoides (pigmentos vegetales amarillo y naranja),
esteroides y ceras.
Hay lípidos que se utilizan como reserva de energía, algunos son componentes
estructurales de las membranas celulares y otros son hormonas importantes.
Lípidos
Funciones
Componentes importantes de
las membranas celulares.
Pueden servir de reservorio de
energía ya que aportan 9,4 kcal
por gramo.
En algunos animales cumplen
funciones aislantes tanto para el
agua como para las bajas
temperaturas.
Participan en múltiples
funciones del organismo. Lípidos
Lípidos
Ácidos Grasos, son moléculas
formadas por largas cadenas de
carbono y en los lípidos se
pueden encontrar unos 30 ácidos
grasos diferentes.
Los ácidos grasos saturados
Los ácidos grasos insaturados
Lípidos
Triglicéridos, son los lípidos más
abundantes en los seres vivos, son
comúnmente conocidos como
grasas.
Son una forma económica de
almacenar reservas de energía
Lípidos
Fosfolípidos, pertenecen a un grupo de
lípidos llamados lípidos anfipáticos, en
los que un extremo de cada molécula es
hidrofílico y el otro, hidrófobo por tanto
los dos extremos del fosfolípido difieren
en sus propiedades físicas y químicas.
Las propiedades anfipáticas de los
fosfolípidos les inducen a formar
bicapas lipídicas en soluciones
acuosas.
De este modo, son excepcionalmente
apropiados como los componentes
fundamentales de las membranas
celulares.
Lípidos
Esteroides, consiste en átomos de
carbono dispuestos en cuatro
anillos unidos entre sí, de los
cuales tres contienen seis átomos
de carbono, y el cuarto, cinco.
Entre los esteroides de
importancia biológica están el
colesterol, las sales biliares, las
hormonas de la reproducción, así
como el cortisol y otras hormonas
secretadas por la corteza
suprarrenal.
Lípidos
Carotenoides, Los pigmentos
vegetales naranja y amarillo
denominados carotenoides se
clasifican dentro de los lípidos
porque son insolubles en agua y
tienen consistencia oleaginosa.
Estos pigmentos, presentes en las
células de todas las plantas,
participan en la fotosíntesis.
La mayoría de los animales
convierte los carotenoides en
vitamina A, que se puede
transformar posteriormente en el
pigmento visual retinol
Son macromoléculas compuestas de aminoácidos, son los
componentes más versátiles de las células.
Las proteínas están implicadas en prácticamente todos los aspectos
del metabolismo ya que la mayoría de las enzimas, las moléculas que
aceleran las miles de reacciones químicas que tienen lugar en un
organismo, son proteínas.
Las proteínas se ensamblan de diversas formas, lo que les permite
participar como los principales componentes estructurales de células
y tejidos. Por este motivo, el crecimiento y la reparación, así como el
mantenimiento del organismo, dependen de las proteínas.
Proteínas
Proteínas
Los aminoácidos, los constituyentes de las proteínas, tienen un grupo amino
(—NH2) y otro grupo carboxilo (—COOH) unidos al mismo carbono
asimétrico.
Con algunas excepciones, las procariotas y las plantas sintetizan todos los
aminoácidos que necesitan a partir de sustancias más sencillas.
Si se dispone de la materia prima adecuada, las células de los animales
pueden fabricar algunos de los aminoácidos de importancia biológica, pero
no todos.
Los aminoácidos esenciales son aquellos que no se pueden sintetizar en
cantidad suficiente para cubrir las necesidades, y por ello se deben obtener a
través de la dieta.
Proteínas
Estructura primaria
Estructura secundaria
Estructura terciaria
Estructura cuaternaria
Proteínas
Ácidos Nucleicos
Bioelementos
Son los elementos constituyentes de los seres vivos.
Los seres vivos seleccionamos y tomamos del medio los elementos que forman parte de nuestra materia, y no los más abundantes.
Elementos mayoritarios en
la corteza terrestre
Elementos mayoritarios en los seres vivos
O C
Si H
Al O
Fe N
P
S
Bioelementos 1arios o Mayoritarios: C, H, O, N, P, S (97%) Bioelementos 2arios : Cl, Na, K, Mg y Ca (2%) Oligoelementos o elementos traza: Fe, Mn, Cu, F, I, Si, Zn, Ni, Co, Li, Al, etc. (1%), porcentajes menores del 0,1%
Bioelementos
Hay 70 bioelementos (25 de los cuales son comunes en todos los seres vivos)
Los bioelementos se clasifican según la proporción en la que se encuentran en los seres vivos.
Bioelementos Primarios
Son C, H, O, N, P y S
Componentes fundamentales de las biomoléculas.
Se encuentran en todos los seres vivos.
Propiedades generales:
Capas electrónicas externas incompletas enlaces covalente biomoléculas
Bajo nº atómico estabilidad
Electronegatividad del O y N solubilidad
Accesibilidad (CO2 , H2O, nitratos, etc.)
El Agua
El agua es la sustancia más abundante en la corteza terrestre y en la materia viva, y es imprescindible para los seres vivos.
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%
El Agua
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. (mayoritariamente)
El Agua: Estructura
El Agua: Estructura Tetraédrica
Los electrones compartidos se ven atraídos con más fuerza por los
protones del oxígeno
El Agua: Estructura
ELECTRONEGATIVIDAD: medida de la fuerza de atracción que ejerce un átomo sobre los electrones de otro en un enlace covalente.
Tetraédrica irregular Carácter dipolar puentes de hidrógeno
El Agua: Estructura
Entre los dipolos se establecen un tipo de enlaces denominados enlace o puente de Hidrógeno.
Cohesividad: Estado líquido del
agua a temperatura ambiente
La elevada fuerza de cohesión entre las moléculas de agua (Puentes de hidrógeno) permite que el agua se mantenga líquida a temperatura ambiente.
Esto permite al agua actuar como vehículo de transporte en el interior de un organismo y como medio lubricante en las estructuras de movimiento.
Esto permite que sea el agua el componente principal del citosol y del interior de los orgánulos celulares.
Cohesividad: Líquido prácticamente
incompresible
Gracias al elevado grado de cohesión entre las moléculas de agua, el volumen del agua líquida no disminuye apreciablemente aunque se apliquen presiones muy altas.
Esto determina las deformaciones citoplasmáticas y permite que el agua actúe como esqueleto hidrostático en las células vegetales.
CALOR ESPECÍFICO: cantidad de calor que es necesario comunicar a 1 gramo de sustancia para aumentar su temperatura 1°C.
El agua tiene un calor específico alto, porque para elevar su temperatura, hay que romper muchos de los enlaces que hay entre ellas, lo que implica que hace falta suministrar mucho calor.
Por ello, el agua es un buen estabilizador térmico del organismo frente a los cambios bruscos de temperatura del medio.
Elevado calor específico: Función termorreguladora
Elevado calor de vaporización: Función termorreguladora
Para pasar del estado líquido al gaseoso hace falta romper todos los puentes de hidrógeno, para lo cual se necesita mucha energía.
Esto hace que el agua sea una buena sustancia refrigerante en el organismo.
El agua que se evapora en la superficie de un ser vivo absorbe calor del organismo, actuando como regulador térmico.
La capacidad refrigerante del sudor está basada en este hecho.
Funciones del Agua
Función metabólica
Función transportadora
Función estructural
Función termorreguladora
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.