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Composición de la materia viva
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Tema 1:
COMPOSICIÓN DE LA
MATERIA VIVA
Posee 4 electrones en su capa más
externa, lo que le permite formar 4
enlaces covalentes muy estables.
EL ÁTOMO DE CARBONO
El átomo de Carbono:
- se une por cuatro enlaces distribuidos
de forma tetraédrica con enlaces sencillos
- también puede formar enlaces dobles y triples
- puede unirse con otros átomos:
Carbono, Oxígeno, Nitrógeno, Hidrógeno…
- puede formar cadenas lineales y ramificadas
- puede combinarse con otros grupos funcionales caracterizando
distintos tipos de moléculas
LOS ENLACES DEL CARBONO
Metano
El Carbono es la base de la materia orgánica
Estas características hacen que existan una
gran cantidad y variedad de moléculas carbonadas
La mayoría de los compuestos químicos presentes en los seres vivos contienen esqueletos de carbono unidos por enlaces covalentes. Estas moléculas se denominan compuestos orgánicos
Metano (CH4) Etano (C2H6) Butano (C4H10)
LOS ENLACES DEL CARBONO
Dibujar dos cadenas:
una de 5 C y otra de 6 C
¿Cómo se llaman?
PRINCIPALES GRUPOS FUNCIONALES
DE LAS BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS
Hidroxilo - OH Alcoholes
Carbonilo
Aldehídos
Cetonas
CarboxiloÁcidos orgánicos
Éster Ésteres
Amino Aminas
LA UNIDAD QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS
Primarios: (99 %) carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno
C H O N
Secundarios: fósforo, azufre, calcio, potasio, sodio, magnesio, hierro y cloro
P S Ca K Na Mg Fe Cl
Oligoelementos(<0,1 %):
silicio, cobre, yodo, zinc, selenio, etc.
Bioelementos 30 elementos en el ser humano
Composición atómica (%) de tres organismos
Elemento Humano Alfalfa Bacteria
C
H
O
N
P
S
19,37
09,41
62,83
05,14
00,63
00,64
11,34
08,72
77,90
00,83
00,71
00,10
12,14
09,94
73,68
03,04
00,60
00,32
Total 98,02 99,60 99,72
Biomoléculas
Inorgánicas- Moléculas simples
- También en materia inerte
Orgánicas- Moléculas complejas
- Sólo en seres vivos
Agua Glúcidos
Sales minerales Lípidos
Gases
(O2 N2 , CO2)
Proteínas
Ác. nucleicos
Bioelementos
Biomoléculas
o
Principios Inmediatos
EL AGUA
La molécula de agua: SU ESTRUCTURA
Debido a la elevada electronegatividaddel oxígeno, los electrones compartidos con el hidrógeno se encuentran desplazados hacia el oxígeno.
La desigual distribución de cargas produce polaridad en la molécula.
El agua comprende entre el
60% y 90% del peso en la
mayoría de organismos.
La polaridad es la causa de la formación
de fuerzas de atracción electrostáticas
que generan puentes de hidrógeno entre
las moléculas de agua y otras moléculas
polares.
Son enlaces débiles que se pueden
formar cuando un H, unido a un átomo
electronegativo como el O o el N, se
acerque a otro electronegativo de
cualquier molécula polar.
ENLACES o PUENTES DE HIDRÓGENO
EL AGUA
Importancia biológica
Principal disolvente biológico.
Elevada capacidad térmica.
Alcanza su densidad máxima a los 4ºC.
EL AGUA
Sales sólidas o precipitadas:
- Ca3(PO4)2 en los huesos o
- CaCO3 en los caparazones y conchas
Sales disueltas:
- aniones como CO32-, PO4
3-, Cl-, HCO3-
- cationes como K+, Na+, Mg2+, Ca2+.
LAS SALES MINERALES
Función estructural:
• Forman parte de tejidos y órganos
• Forman parte de estructuras sólidas
(huesos, dientes, caparazones…)
Función Reguladora de procesos fisiológicos:
•Transporte de agua
•Contracción músculos
•Regulación de pH
•Coagulación de la sangre
LAS SALES MINERALES
MINERALES FUENTES MAS ABUNDANTES FUNCIÓN
calcio
lácteos, verduras verdes, maíz.
Básico para la coagulación sanguínea y para la
formación de huesos y dientes, necesario para el
sistema nervioso y la actividad eléctrica de los
tejidos
fósforocarne, lácteos, garbanzos, cereales
reserva básica de energía para las células
elemento clave de las reacciones celulares
potasioaguacate, plátano, acelgas, patatas, lentejas
Esencial para el equilibrio de los líquidos
corporales y para numerosas reacciones
celulares.
magnesio nueces, cereales y verduras verdes de hojas
grandes.
Necesario para las células e importante para la
actividad eléctrica muscular y nerviosa
yodo pescados y mariscos y sal yodada necesario para la glándula tiroides
hierro hígado, carne, cereales enriquecidos, huevos,
coles y acelgas.
Necesario para la formación de hemoglobina,
portadora de oxigeno el la sangre
Flúor
cobre
zinc
agua fluorada, pescados y mariscos, carne
pescados y mariscos, carne, trigo y nueces.
Ayuda a prevenir las caries
básico para el metabolismo celular
necesario para tomar las enzimas celulares
Cromo
selenio
Molibdeno
manganeso
muchos alimentos lo contienen en cantidades
mínimas pero suficientes desempeña funciones secundarias en la
actividad química del organismo
Sodiocasi todos los alimentos salvo las frutas.
Necesario para el equilibrio de los líquidos
corporales, los musculos y los nervios
LOS GLÚCIDOS, hidratos de carbono o azúcares
Están formados por C, H y O.
Su fórmula general es: CnH2nOn.
Clasificación de los carbohidratos
Monosacáridos
Glucosa
(6 C)
Son cadenas de 3 a 7 C
Son dulces
Son solubles en agua
En disolución acuosa se ciclan
Clasificación de los carbohidratos
Polisacáridos
-Almidón almacena glucosa en vegetales
-Glucógeno almacena glucosa en animales
-Celulosa forma parte de los tejidos vegetales
Unión de muchos monosacáridos
No son dulces
No son solubles en agua
Almidón
Disacáridos
Unión de 2 monosacáridos
Son dulces
Son solubles en agua
Sacarosa o Azúcar de caña(azúcar moreno o blanco)
Funciones de los Carbohidratos
Aclaración: Monómeros y polímeros
Los polímeros son grandes
moléculas (macromoléculas)
formadas por la unión de
subunidades similares o
idénticas llamadas
monómeros.
En el caso de los glúcidos:
- los monosacáridos, son monómeros
- los polisacáridos son polímeros
LOS LÍPIDOS
Están formados principalmente
por C, H y O.
Son compuestos apolares o de
baja polaridad
Son insolubles en agua pero
solubles en solventes
orgánicos
Los ácidos grasos
Forman parte de la composición de muchos lípidos
Son largas cadenas hidrocarbonadas (de 14 a 24 C) con un grupo funcional carboxilo).
Son saturados cuando no tienen dobles enlaces (=).
Son insaturados cuando tienen uno o más dobles enlaces
Clasificación de los lípidos: Grasas
Cera
Clasificación de los lípidos: Ceras
Clasificación de los lípidos: Fosfolípidos
Clasificación de los lípidos: Esteroides
Funciones de los lípidos
1.- Combustible energético
2.- Reserva energética
Ej. Ácidos grasos
Grasas animales o sebos
- Son sólidas
- Están debajo de la piel, formando el tejido adiposo
Ej. Triglicéridos o Grasas
Grasas vegetales o aceites
- Son líquidas a temperatura ambiente
Funciones de los lípidos
3.- Protectora
4.- Estructural
Protegen del frío
Protegen de golpes (manos y pies)
Grasas animales
Protegen del agua: impermeable Ceras(Plumas de aves, hojas plantas o nuestra piel)
Constituyen los tejidos Colesterol
Funciones de los lípidos
5.- Función reguladora
Regulan muchos de los procesos biológicos
Vitaminas A,D, E, K
Hormonas Esteroides (hormonas sexuales)
LAS PROTEÍNAS
Están formadas por átomos de
C, H, O, N y S.
Son polímeros (moléculas de gran tamaño) compuestos por subunidades denominadas aminoácidos, que se unen mediante enlaces peptídicos.
Aminoácidos: aa
Son el “alfabeto” con el que se escriben las proteínas
Existen 20 aminoácidos diferentes que forman las proteínas.
Un aminoácido posee:
grupo amino
grupo carboxilo unidos a
radical R característico
Enlaces peptídicos
El enlace peptídico se forma al unirse el grupo amino de un aminoácido con el grupo carboxilo del siguiente y liberarse una molécula de agua.
Péptidos, polipéptidos y proteínas
un péptido es una cadena corta
de aminoácidos
un polipéptido puede contener
cientos de aminoácidos
una proteína está formada por
uno o varios polipéptidos.
¡RECUERDA!
Estructura de las proteínas
Cada proteína se caracteriza por tener una estructura tridimensionalbien definida de la que depende su función.
Esta forma está especificada por la particular secuencia de aminoácidos.
Estructuras
Estructura de las proteínas
Estructura primaria
Secuencia lineal de aa (aminoácidos)
Ejemplo:
Gly:glicina
Val: Valina
Ala: Alanina
Estructura de las proteínas
Estructura secundaria
Puentes de hidrógeno entre aa generando estructuras de:
-helice
-plegada
Estructura de las proteínas
Estructura terciaria
- Plegamiento de la estructura secundaria
- Ya son proteínas funcionales
Estructura de las proteínas
Estructura cuaternaria
- Unión de dos cadenas de estructura terciaria
Estructura de las proteínas
Los cambios extremos en el medio donde se encuentra la proteína(aumento de la temperatura o cambios en el pH) provocan sudesnaturalización, la pérdida de su estructura tridimensional, de suspropiedades y, por lo tanto, de su función.
Funciones de las proteínas
Estructural: Forman tejidos: Ej: colágeno y queratina.
Transportadora de otras sustancias:
hemoglobina (transporta O2 del pulmón a las células)
proteínas plasmáticas
Reguladora del funcionamiento del cuerpo:
insulina (regula la cantidad de glucosa en sangre)
hormona del crecimiento.
Contráctil: actina y miosina.
Defensa inmunitaria: anticuerpos.
Enzimática: hidrolasas (regulan reacciones químicas)
En un ser vivo hay miles de proteínas diferentes (componentes mayoritarios
después del agua) y cada una de ellas realiza una función específica.
Las proteínas enzimáticas
Las enzimas son proteínas que actúan como biocatalizadores aumentando la velocidad a la que transcurren las reacciones metabólicas.
Son moléculas de aspecto globular que poseen una zona en su superficie denominada centro activo, de características diferentes para cada enzima.
Las enzimas se nombran añadiendo el sufijo –asa al nombre de su substrato.
Por ejemplo: la sacarasa es la enzima que rompe:
la sacarosa en glucosa y fructosa.
Modo de acción de las enzimas
Las características más importantes de las enzimas son:
especificidad y eficiencia
Ejemplo: Las hidrolasas
Son un grupo de enzimas que catalizan la rotura
de enlaces covalentes mediante la
incorporación de moléculas de agua.
Ejemplos:
Sacarasa: hidroliza la sacarosa en glucosa y fructosa.
Amilasa: hidroliza el almidón en maltosa.
Lipasas: hidrolizan las grasas.
Peptidasas o proteasas: hidrolizan las cadenas
polipeptídicas.
LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Están formados por C, H, O, N y P.
Son polímeros cuyas subunidades se denominan nucleótidos.
Nucleótidos
Son moléculas formadas por:
Un grupo fosfato.
Una pentosa.
Una base nitrogenada.
BASES PIRIMIDÍNICAS
BASES PURÍNICAS
Ácidos nucleicos y polinucleótidos
Los ácidos nucleicos son polinucleótidos,
formados por la unión de nucleótidos
mediante enlaces covalentes de tipo
fosfodiéster entre sus grupos fosfato;
(3 C-O-P-O-C5 )
Cada polinucleótido se caracteriza por una
secuencia particular de bases nitrogenadas,
mientras que el eje básico de pentosa y fosfato
es constante.
Tipos de ácidos nucleicos
Ácido desoxirribonucleico (ADN):
Compuesto por:
- grupos fosfatos
- desoxirribosas
- guanina, adenina, timina, citosina
G A T C
Ácido ribonucleico (ARN):
Compuesto por:- grupos fosfato
- ribosas
- guanina, adenina, uracilo, citosina
G A U C
Estructura y función del ADN
El ADN forma parte de los cromosomas en el núcleo celular, aunque también se encuentra en pequeñas cantidades en algunos orgánulos celulares.
El ADN es el portador de la
información hereditaria:
Esta información está codificada.
- El ADN tiene capacidad para
duplicarse.
- La célula usa la información
contenida en el ADN para
sintetizar proteínas.
Estructura, tipos y función del ARN
El ARN se localiza tanto en el núcleo como en el citoplasma celular. Suele estar formado por una sola cadena nucleotídica.
Tipos de ARN
Los tres funcionan en forma coordinada:
ARN mensajero (ARNm).
ARN ribosómico (ARNr).
ARN de transferencia (ARNt).
