BIOQUIMICA: Moléculas Fundamentales Para La Vida

8/18/2019 BIOQUIMICA: Moléculas Fundamentales Para La Vida

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CONFERENCIA MOLÉCULAS FUNDAMENTALESPARA LA VIDABase molecular de la vidaEnviado por smarto!"o#

1. Elementos2. Compuestos inorgánicos esenciales para la vida

3. Compuestos orgánicos esenciales para la vida4. Moléculas transportadoras de energía (ATP)5. Cuestionario

Los seres vivos y la materia inerte están formados por el mismo tipo de átomos y moléculas, lasmoléculas de los seres vivos cumplen con las leyes físicas y químicas oservadas en la materiainor!ánica, sin emar!o la or!ani"aci#n de las moléculas y los procesos celulares es lo los $acediferentes.

%odos los constituyentes de la materia están formados por átomos, los átomos son laspartículas más peque&as que conservan las propiedades de la materia y representan lascaracterísticas de un elemento. Los átomos están constituidos por partículas suat#micas de las

cuales las más importantes son los protones, neutrones y los electrones. Los protones yneutrones se encuentran en el n'cleo central del átomo y los electrones en la nue oenvoltura electr#nica, cada partícula suat#mica se distin!ue por su car!a, locali"aci#n y masa.Los átomos tienden a unirse para dar lu!ar amoléculas, que pueden estar constituidas pordos o más átomos i!uales o diferentes, cuando dos átomos de una misma clase se unen formanlas moléculas llamadas diat#micas, como el o(í!eno) tamién se pueden unir tres átomosi!uales formando una molécula triat#mica, como el o"ono. *uando las moléculas tienen átomosi!uales se forman los elementos, y cuando las moléculas tienen átomos de dos o máselementos diferentes forman los compuestos. Los compuestos a su ve" se unen paraformar mezclas.

Elementos+e conocen 2 elementos naturales y 1- elaorados mediante reacciones nucleares. e loselementos naturales, solo 25 son esenciales para los seres vivos, y de éstos los más aundantesson/ carono 0 * , $idr#!eno 0, o(í!eno 0, nitr#!eno 0, f#sforo 0 y a"ufre 0+, estos sonconocidos comoelementos biogenésicos, tamién son llamados *+.

Compuestos.

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6(isten diversos tipos de compuestos, de acuerdo a la manera en que se unen sus elementos.Los más comunes son/ los covalentes, y los inicos. Los enlaces covalentes son los másfuertes, su formaci#n es ender!#nica 0se requiere ener!ía para formarlos, 6n los enlacesi#nicos un átomo cede un electr#n y otro lo acepta, se reali"a por la atracci#n de car!asdistintas 0e7. +odio 0a8 y cloro 0*l9, forman cloruro de sodio 0a*l. 6n el compuestocovalente, no acepta ni cede electrones) los electrones compartidos están su7etos a la atracci#nde los n'cleos de cada átomo.

Mezclas.

:na mezcla es la uni#n de dos o más sustancias diferentes 0compuestos o elementos que nose cominan químicamente entre sí. Los componentes de una me"cla se pueden separarpor medios físicos o mecánicos. Las me"clas pueden ser s#lidas 0el suelo, líquidas 0el petr#leoo !aseosas 0el aire.

Las me"clas pueden ser !eterogéneas y !omogéneas, en las primeras las sustancias quelas constituyen no están distriuidas de manera uniforme, mientras que en las $omo!éneas silo están.

6l tipo de me"cla $omo!énea más com'n es la solucin, y la me"cla $etero!énea esla suspensin. :na de las sustancias de la soluci#n recie el nomre de soluto 0sustanciadisuelta y la otra de solvente o disolvente 0sustancia en la que se disuelve el soluto. 6nlas soluciones las partículas del soluto no se sedimentan porque su tama&o es !eneralmentemenor de ;.;;;1 micras.

6l solvente en el que se presentan la mayoría de las reacciones químicas de los seres vivos es ela!ua.

6n las suspensiones el tama&o de las partículas es mayor de ;.1 micra, por lo que sipresentan sedimentaci#n.

tro tipo de me"clas son los coloides, en éstas el tama&o de la partícula varía entre ;.1 y;.;;;1 micras. 6n los coloides se distin!uen dos fases/ fase dispersora que corresponde almedio de la suspensi#n, y la fase dispersa o soluto. Las partículas recien el nomrede micelas, y el citoplasma celular es un e7emplo de coloide.

Las reacciones químicas de los seres vivos se llevan a cao en medios acuosos cuando lascondiciones de temperatura y p 0potencial de !idrgeno son adecuadas. 6l p indica el!rado de acide" o alcalinidad de una soluci#n, se e(presa en una escala de ; a 14. 6l a!ua puratiene un p de -, es decir es neutra y tiene i!ual n'mero de iones $idr#!eno 0 y de iones$idro(ilo 0. Las soluciones con p" menor de #$ son ácidas y tienen mayorconcentraci#n de iones $idr#!eno, mientras que las que tienen p" ma%or de #$ sonalcalinas y tienen mayor concentraci#n de iones $idro(ilo. Las reacciones químicasintracelulares requieren un p entre < y -.

Elementos biogenésicos.

Los elementos biogenésicos& carono 0 * , $idr#!eno 0, o(í!eno 0, nitr#!eno 0,f#sforo 0 y a"ufre 0+, son elementos químicos presentes en la materia viva, constituyen el= del peso seco de los seres vivos, el 1= restante está representado por los elementos sodio0a, potasio 0>, calcio 0*a, ma!nesio 0?!, "inc 0@n, cloro 0*l, y yodo 0A entre otros. Loselementos io!enésicos cumplen funciones específicas en los or!anismos, son indispensalesen las actividades meta#licas que son propias de los seres vivos.

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Las 'unciones de algunos elementos biogenésicos son/

• *arono. *onstituyente principal de moléculas or!ánicas.

• idr#!eno. orma parte del a!ua y de moléculas or!ánicas.

• articipa en la respiraci#n y forma parte de moléculas or!ánicas.

• itr#!eno. orma parte de proteínas, vitaminas y ácidos nucleicos.

• #sforo. %ransferencia de ener!ía, forma parte del te7ido #seo.

• C"ufre. orma parte de al!unas proteínas.

Los elementos io!enésicos se cominan y dan ori!en a compuestos inorgánicos %orgánicos. entro de los primeros se encuentra el a!ua y las sales minerales y los se!undos seclasifican en moléculas que carecen de nitr#!eno 0caro$idratos y lípidos y moléculas quecontienen nitr#!eno 0proteínas, vitaminas C% y ácidos nucleicos.

Compuestos inorgánicos esenciales para la vida

6l a!ua y las sales minerales son esenciales para la vida.El agua.

6l a!ua es el compuesto más aundante en los seres vivos, alrededor de tres cuartas partes delpeso corporal es a!ua, las moléculas del a!ua 02 se encuentran unidas entre sí por enlacesllamados puentes de $idr#!eno, que se forman por la atracci#n electrostática entre las car!aspositivas y ne!ativas de las dos moléculas 0un átomo de $idr#!eno 08 de una molécula, atraea un átomo de o(í!eno 09 de otra molécula. 6stos enlaces se pueden romper con facilidaddeido a los camios de temperatura o p.

6ntre las propiedades del a!ua tenemos las si!uientes/

• 6s el disolvente universal, ya que la mayoría de las sustancias químicas se puedendisolver en ella.

• %iene capacidad térmica, prote!e de camios ruscos de temperatura.

• %iene un alto !rado de vapori"aci#n, por lo que facilita la pérdida del e(cesode calor por evaporaci#n del sudor.

• +irve como luricante en las articulaciones para facilitar los movimientos de los $uesos.

• ermite el transporte de sustancias.

• articipa en los procesos meta#licos.

• 6n las plantas participa en el proceso de fotosíntesis.

6l $omre adulto pierde alrededor de dos litros de a!ua diariamente, por lo que esrecomendale tomar esa cantidad para mantener el equilirio. 6l a!ua para ser utili"ada deecontener minerales disueltos.

ales minerales.

Los minerales se presentan en forma de elementos o compuestos llamados sales minerales. Lasal mineral es un compuesto entre un ácido y una ase.

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Las sales minerales desempe&an un papel vital en el metabolismo, se encuentran en elcitoplasma de la célula, en la san!re etc., su funci#n es deregulacin, por lo que se requierenpeque&as concentraciones. Las sales de sodio mantienen la presin interna de las células.Las sales de fosforo forman parte del ATP, de los 'os'olípidos de las memranas celulares ydel C y CD.

Las sales en disoluci#n desempe&an diversas funciones en la célula, entre las que se encuentranla !omeostasis 0equilirio entre el medio interno y e(terno de la célula, la regulacin delp" y de la presin osmtica. 6l icaronato de sodio act'a como re!ulador o uffer en loslíquidos celulares e intercelulares.

6l oígeno 02 y el biido de carbono 0*2 son otras moléculas inor!ánicasindispensales para la vida, ya que intervienen en la respiracinde la célula y enla 'otosíntesis.

Los minerales necesarios para el or!anismo se otienen con una alimentaci#n alanceada.

Compuestos orgánicos esenciales para la vida

Los compuestos or!ánicos están formados por lar!as cadenas de átomos de carono unidasentre sí, y con otros elementos como $idr#!eno, o(í!eno, nitr#!eno y a"ufre entre otros.

6l carbono es el elemento más importante de los compuestos orgánicos, forma cuatroenlaces covalentes que permiten que se formen cadenas lar!as.

La mayoría de los compuestos or!ánicos que constituyen a los or!anismos, recien el nomrede macromoléculas. Las macromoléculas pueden serno nitrogenadas 0caro$idratos ylípidos y nitrogenadas 0proteínas, vitaminas, C% y ácidos nucleícos.

Carbo!idratos.

%amién se les conoce como gl*cidos$ az*cares o !idratos de carbono. La mayoría sonsinteti"ados por los ve!etales durante la fotosíntesis. 6stán formados por carono, $idr#!eno yo(í!eno y son la fuente principal de energía para las funciones de las células.

Los caro$idratos se clasifican en/ monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.

Los monosacáridos o az*cares simples están formados por una sola cadena aierta ocerrada de átomos de carono, unidos cada uno a un !rupo$idro(ilo 09 y a un $idr#!eno08. e acuerdo al n'mero de átomos de carono, se clasifican en/ triosa 0tres átomos decarono, tetrosa 0cuatro átomos, pentosa 0cinco átomos, !eosa 0seis átomos

y !eptosa 0siete átomos. Los más importantes desde el punto de vista iol#!ico son laspentosas y las $e(osas.

Los tipos de a"'cares más importantes desde el punto de vista iol#!ico son las pentosas y las

$e(osas. entro de las pentosas se encuentran la ribosa0forma parte del ácido rionucleíco yla desoirribosa 0forma parte del ácido deso(irrionucleico. 6n las $e(osas se encuentranla 'ructuosa$ la galactosa % la glucosa. Las $e(osas tienen la f#rmula !eneral *


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entre éstos se encuentran la sacarosa o a"'car de mesa 0!lucosa y fructuosa la maltosa oa"'car de malta 0!lucosa y !lucosa y la lactosa o a"'car de lec$e 0!lucosa y !alactosa.

Los polisacáridos están formados por varias unidades de monosacáridos, !eneralmente sonunidades de !lucosa. La funci#n que desempe&an al!unos polisacáridos es de reservaalimenticia, otros forman parte de la estructura de las células ve!etales. entro de los

polisacáridos de reserva alimenticia están el almidn % el glucgeno, y los que forma partede estructuras son la celulosa$ !emicelulosa % la +uitina.

,ípidos. (-rasas)

6stán formados por C$ "$ % $ pero la cantidad proporcional de 2 es menor que en loscaro$idratos. +on de consistencia aceitosa y almacenan !ran cantidad de ener!ía, se forman apartir de caro$idratos dentro de las células, son insolules en a!ua, pero solules encloroformo, éter etc.

Los lípidos se clasifican en/ grasas neutras o lípidos simples, 'os'olípidos o lípidoscompuestos y esteroides o lípidos derivados.

-rasas neutras o lípidos simples. %amién llamados !licéridos, están formados por unamolécula de !licerol o !licerina y tres moléculas de ácidos !rasos 0triacilglicérido otriglicérido.

Los tri!licéridos se dividen en/ grasas % aceites.

Las grasas son llamados lípidos saturados, tienen enlaces sencillos entre los átomos decarono, y son s#lidos a temperatura amiente. 67./ manteca, mantequilla.

Los aceites o lípidos no saturados, se producen en las plantas, tiene enlaces doles o triples, sonlíquidos a temperatura amiente. 67./ aceite de oliva.

unciones de las !rasas/

•

/eserva energética. *ada !ramo de !rasa aporta más del dole de ener!ía que un!ramo de caro$idratos.

• Aislantes térmicos. Los caro$idratos pueden ser transformados en !rasas por elor!anismo para ser almacenados en forma de !l#ulos en el te7ido adiposo y ayuda aconservar el calor.

• Proteccin de al!unas estructuras del or!anismo como el cora"#n y las articulaciones.

• %amién están presentes en la vaina de mielina que rodea las firas nerviosas.

0os'olípidos o lípidos compuestos. :na molécula de fosfolípido está formada por dosmoléculas de ácidos !rasos y un !rupo fosfato unidos a una molécula de !licerina. 6stánformados por un e(tremo fosfatado solule en a!ua (!idro'ílico y otro e(tremo$idrocaronado insolule en a!ua 0!idro'bico. 6stos compuestos forman parte dememranas de células animales y ve!etales y son re!uladores de la entrada y salida desustancias. Los más aundantes son las lecitinas y las ce'alinas, las primeras se encuentranen la yema de $uevo, el te7ido nervioso y el $í!ado. Las cefalinas están presentes enlos m'sculos y en el cerero.

Esteroides o lípidos derivados. C diferencia de otros lípidos, están inte!rados por cuatroanillos, tres de ellos de seis átomos de carono y uno de cinco. Los más importantes son/ el

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colesterol, la testosterona, la pro!esterona el estradiol y la cortisona. 6l colesterol es el másaundante en animales, su aumento en la san!re produce endurecimiento de las arterias. Latestosterona es la $ormona se(ual masculina. La pro!esterona y el estradiolson$ormonas se(uales femeninas. La cortisona $ormona que interviene en el metaolismo dea"'cares y sales minerales.

Proteínas.+on compuestos a ase de *, , 2, nitr#!eno y !eneralmente a"ufre y fosforo. +onconstituyentes de en"imas, al!unas $ormonas y diversas estructuras celulares, una proteínamuy importante es la $emo!loina.

Las proteínas están formadas por aminoácidos 05; o más, un aminoácido está formado porun átomo de carono central, unido a un !rupo amino 02, a un !rupo caro(ilo 0*, aun átomo de $idr#!eno 0 y a un !rupo de átomos llamado radical. Los aminoácidos queforman una proteína se unen a través de un enlace peptidico entre el !rupo amino de unamolécula y el !rupo caro(ilo de otra.

6n la naturale"a se conocen más de 2; aminoácidos, estos pueden ser producidos por las

plantas, el ser $umano no puede producir al!unos de ellos, por lo que los otiene de las plantas y son conocidos como aminoácidos esenciales.

e acuerdo a la forma, las proteínas pueden ser 'ibrosas 0su funci#n es estructural, seencuentran el piel, m'sculos etc. y globulares 0participan en procesos vitales. 67./ en"imas yanticuerpos.

e acuerdo al nivel de or!ani"aci#n la proteína puede tener una estructuraprimaria, secundaria$ terciaria % cuaternaria. 6n la estructura primaria se presenta unasecuencia sencilla de aminoácidos. 6n la estructura secundaria se unen varios aminoácidosentre sí y adopta una forma en espiral o aplanada.

La estructura terciaria está formada por el dolamiento de la cadena de péptidos sore símisma, para formar proteínas !loulares, son e7emplo de éstas las en"imas, esta estructura sepierde por el calentamiento o camios de p, con lo que se pierde su actividad iol#!ica, a esteproceso se le llama Edesnaturali"aci#nE. 6structura cuaternaria se forma cuando dos o másproteínas !loulares se enla"an entre sí. 67/ $emo!loina.

Las proteínas pueden ser simples cuando están formadas s#lo por aminoácidos y con7u!adascuando además de aminoácidos tienen otros compuestos como metales, lípidos, a"'cares etc. yforman las metaloproteínas, lipoproteínas, !lucoproteínas etc.

,as proteínas act*an como/

1. +on el principal componente estructural de las células. 6ntre estas están el colá!eno 0te7idoconectivo, la elastina 0piel y la queratina 0u&as y epidermis. 2. Cct'an como catalizadores,en"imas. 3. /eguladoras de 'unciones/ 67/ insulina que re!ula la !lucosa ensan!re.4. Protegen contra infecciones/ anticuerpos o !amma!loulinas. 5. 1e transporte. 67$emo!loina que transporta o(í!eno.


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Las enzimas son proteínas que act'an como catali"adores aumentando la velocidad de lasreacciones químicas de la célula. +e denomina $oloen"ima a una en"ima formada por unaproteína y otra fracci#n no proteica o cofactor. La mayoría de los cofactores son iones metálicoscomo el $ierro 0e, core0*u potasio 0> etc. tros cofactores pueden ser las coen"imas comolas vitaminas B1 C 0icotín Cdenín inucle#tido etc. *ada en"ima act'a solo con un tipode sustrato, y se dee a que cada una tiene confi!uraciones determinadas que s#lo puedenasociarse a un tipo de sustrato. La actividad en"imática se afecta con el aumento de latemperatura y camios en el p.

2itaminas.

+on compuesto or!ánicos, que participan en el metaolismo celular, y no aportan ener!ía. Lasproducen las plantas. 6l ser $umano sinteti"a vit. , y las vitaminas > y B son producto deal!unas acterias del intestino.

e acuerdo a la soluilidad que poseen pueden ser/ liposolules 0C, , 6 y > y $idrosolules 0* y comple7o B. La falta de vitaminas en la dieta produce Cvitaminosis, y el e(ceso pude causarefectos t#(icos.

0unciones&

• *omple7o B. articipan como coen"imas en la respiraci#n celular, y en producci#n de!l#ulos ro7os

• Gitamina *. Cntio(idante.

• Git. C. ortalecimientos del nervio #ptico.

• Git. . Csorci#n de calcio.

• Git. 6. Cntio(idante.

• Git. >. Anterviene en la coa!ulaci#n.

Moléculas transportadoras de energía (ATP)

:na de las fuentes de ener!ía más importantes es la molécula de adenosín trifosfato 0C%, esutili"ado por todas las células, se conoce como la molécula universal de ener!ía. *uando se!enera ener!ía, esta se transforma en C% para ser almacena y utili"ada posteriormente. +uestructura consta de una ase nitro!enada, un a"'car y fosfatos. *ada ve" que se rompe unenlace terminal de un fosfato se liera ener!ía.

3cidos nucléicos.

+on compuestos a ase de *,, 2 , nitr#!eno y fosforo, son el ácido rionucleico o CD, quecontiene riosa y el ácido deso(irrionucleico o C que contiene deso(irriosa. 6l C se

encuentra en los cromosomas del n'cleo de la célula principalmente. 6l CD se encuentra en elnucléolo y en los riosomas principalmente. Los ácidos nucléicos llevan a cao dos funciones vitales/ determinan que proteínas dee sinteti"ar cada célula, re!ulando el metaolismo ytransmiten la informaci#n !enética.

Los ácidos nucleicos están formados por nucle#tidos, éstos están constituidos por una asenitro!enada, un a"'car de cinco caronos y ácido fosf#rico. Las ases nitro!enadas son laspurinas 0adenina y !uanina y las pirimidinas 0citocina y uracilo.

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6l CD contiene adenina y !uanina, citocina y uracilo, riosa y ácido fosf#rico. 6l Ccontiene adenina y !uanina, citocina y la pirimidina timina, doso(irriosa y ácido fosf#rico.

Hatson y *ricI descriieron la estructura del C como una dole $élice, las dos cadenas seunen por puentes de $idr#!eno de manera que una ase de una cadena queda enfrente de otra

ase complementaria. +iempre se unirán adenina con timina y citocina con !uanina.

6l CD se produce a partir del C, tiene una sola cadena de nucle#tidos, se locali"aprincipalmente en el citoplasma y riosomas en células procariontes y en el citoplasma,riosomas y en el nucléolo en células eucariontes. 6n el CD se encuentran cuatro tipos denucle#tidos, adenina, uracilo, !uanina y citocina.

6l CD se presenta en tres formas/ CD mensa7ero 0CDm, lleva el mensa7e !enético desde eln'cleo $asta el sitio donde se forman las proteínas en el citoplasma. 6l CD de transporte0CDt, transporta los aminoácidos desde el citoplasma $asta el sitio donde se forma lasproteínas. CD riosomal 0CDr tiene como funci#n interactuar con los otros CD paralo!rar la síntesis de proteínas.

Cuestionario

+e&ale la respuesta correcta en los si!uientes ítems.

• 1. 6s un compuesto or!ánico indispensale para la vida.

• a (í!eno

• C!ua

• c ?inerales

• d *aro$idratos

• 2. 6s compuesto or!ánico insolule en a!ua, solule en éter, su aumento en la san!reproduce da&o a las arterias.

• a roteína

• *olesterol

• c osfolípido

• d caro$idrato

• 3. Los aminoácidos al unirse y formar cadenas dan ori!en a/

• a Lípidos

• *aro$idratos

•

c roteínas• d Jcidos nucleicos

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BIOQUIMICA: Moléculas Fundamentales Para La Vida