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MOLECULAS BIOLOGICASTEMA 2
ACCESO MAYORES DE 25
OSCAR ATIENZA MARTÍN
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INDICE
Introducción
Moléculas biológicas
Inorgánicas
Agua
Sales minerales
Gases
Orgánicas
Carbohidratos
Lípidos
Proteínas
Ácidos nucleicos
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INTRODUCCIÓN
Tanto la materia inerte como viva se compone de elementos químicos, en el caso de los seres vivos (H, O, C, N, P y S), 6 elementos forman el 99% del peso total.
Otros muy importantes como Fe, Na, K, Ca, Mg…, pero se encuentran en muy baja proporción.
Analisis químico de diferentes formas de vida, se observa que existen los mismos tipos de moléculas en todos los seres vivos.
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Moléculas biológicas
Inorgánicas
Agua
Sales minerales
Gases
Orgánicas
Carbohidratos
Lípidos
Proteínas
Ácidos nucleicos
MOLECULAS BIOLOGICAS INORGANICAS.AGUA
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El agua es la biomolécula más abundante en los seres vivos, ya que elmedio interno es básicamente agua y la inmensa mayoría de las reaccionesbioquímicas se desarrollan en el agua.
El agua (H2O) esta formada por dos átomos de hidrógeno (H) y uno deoxígeno (O). La unión de esos elementos con diferente electronegatividadproporciona unas características singulares, así a temperatura ambiente eslíquida, otras moléculas de peso molecular parecido son gases como SO2,el CO2, el NO2, etc. Este comportamiento se debe a que forma dipolos, yestos permiten puentes de hidrógeno, formando grupos de moléculas deagua con pesos moleculares más altos y se comportan como un líquido.
Las moléculas que se disuelven bien en agua se llaman hidrófilas, porejemplo la sal, el azúcar, y las que no se disuelven en agua se llamanhidrófobas, por ejemplo el aceite.
MOLECULAS BIOLOGICAS INORGANICAS.AGUA
El agua desempeña funciones muy importantes en los organismos vivos:
Función disolvente. Prácticamente todas las reacciones biológicas tienen lugar en un medio acuoso.
Función bioquímica. El agua interviene en muchas reacciones químicas, como la hidrólisis que tiene lugar durante la digestión de los alimentos.
Función transporte. El agua es el medio de transporte de sustancias desde el exterior al interior de organismos y en el propio organismo.
Función estructural. El volumen y forma de las células se mantienen gracias a la presión que ejerce el agua interna. Al perder agua las células se arrugan y si entra agua del exterior pueden romperse (lisis).
Función termorreguladora. Debido a su elevado calor específico y elevado calor de vaporización, hace que el agua sea idóneo para mantener constante la Tª, absorbiendo/cediendo.
Función amortiguadora. Debido a su elevada cohesión molecular, el agua sirve como lubricante entre estructuras que friccionan y evita el rozamiento. Como el liquido sinovial de las articulaciones, que evita el roce de los huesos.
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MOLECULAS BIOLOGICAS INORGANICAS.SALES MINERALES
En todos los seres vivos, siempre hay unas cantidades de sales minerales que puedenestar:
Precipitadas: CaCO3 de caparazones con funciones de protección y sostén.
Disueltas: en agua formando iones responsables de su actividad biológica comocationes (K+, Mg2+, Ca2+ )o aniones ((PO4
3-, SO42-, NO3
-,CO32-, estos iones
mantienen un grado de salinidad constante dentro del organismo, y ayudan amantener también constante su pH.
Asociadas a sustancias orgánicas, como el ión ferroso-férrico forma parte del grupohemo de la hemoglobina y mioglobina, proteínas encargadas del transporte deoxígeno.
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MOLECULAS BIOLOGICAS INORGANICAS.SALES MINERALES
Las sales minerales cumplen numerosas funciones, cabe destacar:
Forman estructuras esqueléticas de sostén o protección como las sales de calcio, fósforo, magnesio yflúor.
Mantienen un grado de salinidad en el medio interno que contribuye al mantenimiento del equilibrioosmótico.
Constituyen soluciones amortiguadoras o tampón, para impedir la variación del pH interno.
También hay funciones específicas como el ión ferroso (Fe2+) necesario para la correcta función de lahemoglobina, el yodo (I) para la función de la hormona tiroidea y el magnesio (Mg2+) está presente enla clorofila.
Intervienen en la transmisión del impulso nervioso (Na+ y K+), y la contracción muscular (Ca2+).
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MOLECULAS BIOLOGICAS ORGANICAS.8
Son las moléculas que caracterizan a los seres vivos están basadas en elcarbono, H, O y N, y en menor proporción P y S.
El carbono es el protagonista de las moléculas que forman los seres vivos.Si el agua es la molécula más abundante en los seres vivos, el resto de sumasa son moléculas orgánicas.
Un átomo de carbono tiene cuatro electrones en su periferia y puedeformar enlaces covalentes estables con otros carbonos mediante enlacessimples (C-C) dobles (C=C) o triples y con otros elementos (-H, =O, -OH,-NH2, -SH, etc.). Esto posibilita una gran variabilidad de estructuras encadena, ramificadas y en anillos, lo cual da pie a una extraordinariadiversidad de moléculas.
Por otro lado, los cuatro enlaces covalentes formados están dirigidos hacialos cuatro vértices de un tetraedro, esto permite la formación de estructurastridimensionales, que al unirse unas con otras forman macromoléculas,formadas de polímeros y a su vez de monómeros pequeños.
MOLECULAS BIOLOGICAS ORGANICAS
En general las moléculas orgánicas encontradas en los seresvivos están constituidas por una “la columna vertebral” decarbono a la que se unen grupos de átomos, llamados gruposfuncionales, que determinan las características y lareactividad química de las moléculas.
Las biomoléculas según su estructura y propiedadesquímicas se clasifican en:
Glúcidos o hidratos de carbono (compuestos deazúcares)
Lípidos (moléculas apolares, gran parte de ellascontienen ácidos grasos)
Proteínas (compuestos de aminoácidos)
Ácidos nucleicos (formados de nucleótidos).
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GRUPOS FUNCIONALES
CARBOHIDRATOS (AZUCARES).10
Los hidratos de carbono son compuestos de estructurahomogénea con grupos alcoholes, aldehídos o cetonas, a pesarde su homogeneidad son muy heterogéneos en tamaño. Laimportancia biológica principal es que actúan como moléculasenergéticas, aunque también estructural tanto a nivelmolecular, celular y de tejido (polisacáridos).
Los hidratos de carbono más sencillos son losmonosacáridos, (blancos, con sabor dulce, cristalizables ysolubles en agua). Químicamente son cadenas de carbono conun grupo –OH en cada carbono y en los que un carbono formaun grupo aldehído o un grupo cetona (C=O), así se distinguenaldosas o cetosas y a la vez según el numero de carbonosencontramos triosas, tetrosas, pentosas, hexosas o heptosas.
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HID
RA
TO
S D
E C
AR
BO
NO
HIDRATOS DE CARBONO12
1-5
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HID
RA
TO
S D
E C
AR
BO
NO
CARBOHIDRATOS (AZUCARES).14
Los monosacáridos pueden combinarse entre si para dar disacáridos, trisacáridos, y en general, polisacáridos que son largas cadenas que pueden llegar a contener cientos e incluso miles de monosacáridos.
Disacáridos
Sacarosa: Glucosa y fructosa. Azúcar de mesa
Lactosa : Galactosa y glucosa. Azúcar de la leche.
CARBOHIDRATOS (AZUCARES).
Los polisacáridos resultan de la condensación de muchas moléculas de monosacáridos con la correspondiente perdidade moléculas de agua. Los polisacáridos de mayor significación biológica son el almidón y el glucógeno querepresentan sustancias de reserva en células vegetales y animales respectivamente y la celulosa que es un polisacáridode células vegetales con función de sostén. Los tres están formados por la unión de moléculas de glucosa, pero sediferencian por la disposición espacial de estas moléculas
Almidón Glucógeno
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Celulosa
LIPIDOS (GRASAS)
Los lípidos forman un grupo de compuestos muy heterogéneos que tienen en común que no sonsolubles en agua (hidrofóbicos) y se disuelven bien en disolventes orgánicos como el benceno.Esta propiedad general de los lípidos se debe por la presencia de cadenas alifáticas.
Los lípidos son componentes esenciales de las membranas, por sus características químicasrepelen el agua y pueden formar barreras que separan la célula del exterior y también puedenformar compartimentos aislados dentro de la célula. Otros lípidos son utilizados como fuente deenergía, y otros tienen una función específica como mensajeros químicos (hormonas) ofundamentales en algunas reacciones metabólicas (vitaminas).
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LIPIDOS (GRASAS)17
Los ácidos grasos están formados por una larga cadena hidrocarbonada con un grupo ácido (carboxilo) en el extremo (hidrófila). La cadena hidrocarbonada puede tener según el ácido graso entre 12 y 24 átomos de carbono. Son moléculas bipolares o anfipáticas,, ya que la cabeza es polar por el grupo acido y la cadena apolar o hidrófoba. Los ácidos grasos pueden ser:
Insaturados con dobles enlaces entre algunos de sus carbonos, son líquidos a temperatura ambiente.
Saturados no tienen dobles enlaces en su cadena hidrocarbonada y son sólidos a temperatura ambiente.
LIPIDOS (GRASAS)
Los glicéridos son moléculas formadas por una, dos o tres moléculas de ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol) nombrándose como: monoacilglicérido, diacilglicérido o triacilglicérido respectivamente. Según su temperatura de fusión encontramos:
Aceites. Si los ácidos grasos son insaturados o de cadena corta o ambas cosas, la molécula es líquida a temperatura ambiente. Se encuentra en las plantas como aceitunas ricas en ácido oleico (monoinsaturado), semillas del girasol, maíz, soja, etc. son ricos en poliinsaturados como el linoleico.
Mantecas. Son grasas semisólidas a temperatura ambiente. La fluidez de ésta depende de su contenido en ácidos insaturados
Sebos. Son grasas sólidas a temperatura ambiente. Están formadas por ácidos grasos saturados y cadena larga.
Las grasas animales se acumulan en las células adiposas, siendo ricas en ácidos grasos saturados y por tanto sólidos a temperatura ambiente.
Las grasas de origen vegetal tienen una gran proporción de ácidos grasos insaturados.
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LIPIDOS (GRASAS)19
Otro grupo importante son losfosfolípidos, moléculas más complejasformadas también por ácidos grasosunidos al glicerol pero el tercer carbonoestá unido a una molécula de fosfato yun compuesto nitrogenado. Son losconstituyentes fundamentales de lasmembranas celulares
LIPIDOS (GRASAS)20
Otros lípidos son los esteroides que tienen unaestructura molecular muy diferente, pertenecen a estegrupo el colesterol, constituyente también de lasmembranas celulares, algunas hormonas y algunasvitaminas como la vitamina D.
PROTEINAS
Son las moléculas mas abundantes, representando el 50% del peso en seco en la mayoría de los seres vivos. Se estima que el ser humano tiene unas 30.000 proteínas distintas.
Participan en funciones como:
El crecimiento y mantenimiento celular
Transportan sustancias como hemoglobina.
Función defensa como las inmunoglobulinas (anticuerpos)
Función estructural como el colágeno.
Son responsables de la contracción muscular (actina y miosina).
Regulan la velocidad de muchas reacciones químicas (enzimas)
Los cromosomas, que transmiten los caracteres hereditarios en forma de genes, están compuestos por ácidos nucleicos y proteínas.
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PROTEINAS22
Las proteínas tienen estructura similar y se componen delargas cadenas de moléculas mas sencillas llamadasaminoácidos. Existen 20 aminoácidos distintos pero todosellos tienen una parte común que consiste en un grupo aminoy un grupo carboxilo , y difieren unos de otros en la estructurade un grupo R (radical o cadena lateral) que puede ser muysencillo, un solo átomo de hidrógeno o muy complejo comouna cadena de dos, tres o más carbonos con la presencia deincluso átomos de azufre.
PROTEINAS
Las proteínas se forman por la unión de aminoácidos debido a reacciones de sus grupos aminos y carboxilos, por enlaces llamados peptídicos, por eso a las proteínas se las llama péptidos o polipéptidos.
Con los 20 tipos distintos de aminoácidos se construyen los millones de proteínas diferentes que existen en los seres vivos ydifieren en el orden o secuencia en que están situados los distintos aminoácidos y en el número total de aminoácidos que tiene.
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PROTEINAS
La secuencia de aminoácidos de unaproteína constituye su estructuraprimaria. Cada proteína se repliega deuna forma característica y adquiereuna estructura tridimensional propia(estructura secundaria, terciaria ycuaternaria). Cuando una proteínapierde su conformación pierde suestructura tridimensional se dice quese desnaturaliza y pierde la funciónespecífica (Tª, pH).
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PROTEINAS-ENZIMAS25
Enzimas son proteínas que catalizan reacciones biológicasdisminuyendo la energía de activación cuando un sustancia Ase transforma en B, por ello se llaman catalizadores.
Las enzimas son muy especificas para cada sustrato, por ellohay miles de enzimas, el lugar de la enzima que se une consustrato se llama “centro activo”.
Algunas enzimas necesitas de otras sustancias para actuar y sonllamadas cofactores o coenzimas, por ejemplo muchasvitaminas actúan como coenzimas.
ACIDOS NUCLEICOS.26
Los ácidos nucleicos son moléculas que contienen la información genética, son portanto los que determinan los caracteres hereditario.
Son moléculas grandes de tipo polimérico, cuya unidad es el nucleótido, el cual seforma de:
Un azúcar, que es una pentosa, con 5 átomos de carbono que puede ser de dostipos: ribosa o desoxirribosa, la diferencia entre ambas es que en la desoxirribosafalta un átomo de oxígeno en el carbono 2.
El ácido fosfórico se encuentra ionizado con cargas negativas por lo que es máscorrecto denominarlo fosfato.
La base nitrogenada es una molécula compleja de estructura cíclica con átomosde nitrógeno y que es capaz de captar H+. Hay cinco clases de bases nitrogenadasdiferentes: adenina, guanina citosina, timina y uracilo.
ACIDOS NUCLEICOS.
En los organismos hay dos clases de ácidosnucleicos: el ácido desoxirribonucleico,ADN que como su nombre indica el azúcarque contiene es la desoxirribosa y el ácidoribonucleico (ARN) que contiene ribosa.También poseen diferentes basesnitrogenadas y estructura.
La estructura espacial del ADN consiste enun par de cadenas de nucleótidos, enrolladasen espiral y unidas una a otra por enlacesque se establecen entre las bases que quedanenfrentadas dando lugar a una estructura dedoble hélice. Se unen por los gruposfosfatos. Las moléculas de fosfato y azúcarrecorren el exterior de la hélice, mientrasque las bases se sitúan en el interiorformando un ángulo recto con el eje de lahélice.
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ACIDOS NUCLEICOS.28
La unión de las bases de las dos cadenas se da por enlaces débiles (puentes de hidrógeno) y está condicionada química y estructuralmente de forma que la adenina se une solo con la timina y la guanina solo con la citosina, esta unión se llama apareamiento, llamándose las bases complementarias.
El ARN por el contrario está formado por una cadena sencilla de nucleótidos, contienen ribosa en lugar de desoxirribosa y contienen uracilo en lugar de timina.
Aunque los componentes químicos del DNA y RNA son muy parecidos, sus funciones biológicas son muy diferentes:
El DNA es el portador del mensaje genético, contiene la información organizada en unidades llamadas genes que todos los seres vivos heredan de sus padres.
El RNA es una copia del mensaje genético que sirve de molde para construir las proteínas
TEST
La glucosa y la ribosa son:
azúcares.
polisacáridos.
aminoácidos.
pentosas.
29
TEST
Los aminoácidos se diferencian unos de otros por:
el grupo amino.
el grupo ácido.
el enlace peptídico.
el radical R.
30
TEST
La estructura primaria de una enzima:
es la secuencia de sus nucleótidos.
es el orden o secuencia de sus aminoácidos.
es la secuencia de enlaces de hidrógeno.
es la secuencia de bases nitrogenadas
31
TEST
De los siguientes elementos químicos, ¿cuál no se encuentra en el DNA?
Azufre (S).
Fósforo (P).
Oxígeno (O).
Nitrógeno (N).
32
TEST
La alteración de la estructura tridimensional de una enzima que provoca la pérdida de su actividad se denomina:
hidrólisis.
catálisis.
desnaturalización.
lisis.
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TEST
¿Cuál de las siguientes afirmaciones no es correcta?
todas las proteínas son enzimas.
las enzimas están constituidas por aminoácidos.
todas las enzimas son proteínas.
las enzimas catalizan reacciones en las células.
34
TEST
Una diferencia entre el DNA y el RNA es que el RNA contiene:
desoxirribosa.
adenina.
fosfato.
uracilo.
35
TEST
Los triglicéridos y el colesterol son:
ácidos grasos.
fosfolípidos.
lípidos.
carbohidratos.
36
TEST
Los polímeros de azúcares se denominan:
polisacáridos.
polifosfatos.
poliaminas.
polimorfos.
37
TEST
Los ácidos nucleicos están formados por largas cadenas de:
nucleótidos.
aminoácidos.
lípidos.
azúcares.
38
TEST
Un nucleótido de ARN está formado por:
ribosa, una base nitrogenada (A,G,C,T) y fosfato.
ribosa, una base nitrogenada (A,G,C,U) y fosfato.
desoxirribosa, una base nitrogenada (A,G,C,U) y fosfato.
desoxirribosa, una base nitrogenada (A,G,C,T) y fosfato.
39
TEST
En las proteínas podemos encontrar:
diez tipos de aminoácidos diferentes.
20 tipos de aminoácidos diferentes.
20 tipos de tripletes diferentes.
20 tipos de codones diferentes.
40
TEST
De las siguientes afirmaciones ¿cuál no es correcta?
las enzimas están constituidas por aminoácidos.
cuando una enzima pierde su forma característica que la hace funcional, se dice que estádesnaturalizada.
todas las proteínas son enzimas.
las enzimas son catalizadores biológicos.
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TEST
Los monómeros que constituyen las moléculas de ADN y ARN son:
nucleótidos.
lípidos.
aminoácidos.
azúcares
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TEST
¿Cuál es la respuesta correcta?
todas las anteriores respuestas son correctas.
las enzimas son proteínas.
una enzima se acopla al sustrato por el centro activo.
las enzimas actúan de forma específica.
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TEST
El RNA es:
un ácido nucleico con desoxirribosa.
una proteína.
un ácido nucleico con ribosa.
el molde para la transcripción del DNA.
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TEST
Polisacáridos, proteínas y ácidos nucleicos son:
monómeros.
polímeros.
macromoléculas.
las respuestas 2 y 3 son correctas.
45
TEST
La celulosa, el almidón y el glucógeno son:
aminoácidos.
lípidos.
ácidos grasos.
carbohidratos polisacáridos de glucosa.
46
TEST
Las bases nitrogenadas citosina y guanina:
se encuentran en el RNA.
todas las respuestas anteriores son correctas.
se encuentran en el DNA.
pueden aparear entre si.
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TEST
Los aminoácidos son las unidades que constituyen:
las proteínas.
los ácidos nucleicos.
los polisacáridos.
los genes.
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TEST
1 A 9 A 17 D
2 D 10 A 18 D
3 B 11 B 19 B
4 A 12 B 20 A
5 C 13 C
6 A 14 A
7 D 15 A
8 C 16 C
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