BIOQUIMICA:Elementos Esenciales Para La Vida Y EL DESARROLLO HUMANO

8/18/2019 BIOQUIMICA:Elementos Esenciales Para La Vida Y EL DESARROLLO HUMANO

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Base molecular de la vidaEnviado por smartcowboy

1. Elementos2. Compuestos inorgánicos esenciales para la vida3. Compuestos orgánicos esenciales para la vida4. Moléculas transportadoras de energía (AT!". 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 observadas en la materiainorgánica, sin embargo la organización de las moléculas y los procesos celulares es lo los hace

diferentes.

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 subatómicas de lascuales 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 nube oenvoltura electrónica, cada partícula subatómica se distingue por su carga, localización y masa.Los átomos tienden a unirse para dar lugar amoléculas, que pueden estar constituidas pordos o más átomos iguales o diferentes, cuando dos átomos de una misma clase se unen formanlas moléculas llamadas diatómicas, como el o#ígeno$ también se pueden unir tres átomosiguales formando una molécula triatómica, como el ozono. %uando las moléculas tienen átomosiguales se forman los elementos, y cuando las moléculas tienen átomos de dos o máselementos diferentes forman los compuestos. Los compuestos a su vez se unen paraformar me#clas.

Elementos

&e conocen '( elementos naturales y )* elaborados mediante reacciones nucleares. +e loselementos naturales, solo ( son esenciales para los seres vivos, y de éstos los más abundantesson- carbono % /, hidrógeno 0/, o#ígeno 1/, nitrógeno 2/, fósforo 3/ y azufre &/, estos sonconocidos comoelementos $iogenésicos, también son llamados %0123&.

Compuestos.

4#isten diversos tipos de compuestos, de acuerdo a la manera en que se unen sus elementos.Los más comunes son- los covalentes, y los i%nicos. Los enlaces covalentes son los másfuertes, su formación es endergónica se requiere energía para formarlos/, 4n los enlacesiónicos un átomo cede un electrón y otro lo acepta, se realiza por la atracción de cargasdistintas e5. &odio 2a6/ y cloro %l7/, forman cloruro de sodio 2a%l//. 4n el compuestocovalente, no acepta ni cede electrones$ los electrones compartidos están su5etos a la atracciónde los n"cleos de cada átomo.

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Me#clas.

8na me#cla es la unión de dos o más substancias diferentes compuestos o elementos/ que nose combinan químicamente entre sí. Los componentes de una mezcla se pueden separarpor medios físicos o mecánicos. Las mezclas pueden ser sólidas el suelo/, líquidas el petróleo/o gaseosas el aire/.

Las mezclas pueden ser &eterogéneas y &omogéneas, en las primeras las substancias quelas constituyen no están distribuidas de manera uniforme, mientras que en las homogéneas silo están.

4l tipo de mezcla homogénea más com"n es la soluci%n, y la mezcla heterogénea esla suspensi%n. 8na de las substancias de la solución recibe el nombre de soluto substanciadisuelta/ y la otra de solvente o disolvente substancia en la que se disuelve el soluto/. 4nlas soluciones las partículas del soluto no se sedimentan porque su tama!o es generalmentemenor de 9.999) micras.

4l solvente en el que se presentan la mayoría de las reacciones químicas de los seres vivos es elagua.

4n las suspensiones el tama!o de las partículas es mayor de 9.) micra, por lo que sipresentan sedimentación.

1tro tipo de mezclas son los coloides, en éstas el tama!o de la partícula varía entre 9.) y9.999) micras. 4n los coloides se distinguen dos fases- fase dispersora que corresponde almedio de la suspensión, y la fase dispersa o soluto. Las partículas reciben el nombrede micelas, y el citoplasma celular es un e5emplo de coloide.

Las reacciones químicas de los seres vivos se llevan a cabo en medios acuosos cuando lascondiciones de temperatura y p0 potencial de &idr%geno/ son adecuadas. 4l p0 indica elgrado de acidez o alcalinidad de una solución, se e#presa en una escala de 9 a ):. 4l agua puratiene un p0 de *, es decir es neutra y tiene igual n"mero de iones hidrógeno 0/ y de ioneshidro#ilo 10/. Las soluciones con p' menor de ) son ácidas y tienen mayorconcentración de iones hidrógeno, mientras que las que tienen p' ma*or de ) sonalcalinas y tienen mayor concentración de iones hidro#ilo. Las reacciones químicasintracelulares requieren un p0 entre ; y *.

Elementos $iogenésicos.

Los elementos $iogenésicos+ carbono % /, hidrógeno 0/, o#ígeno 1/, nitrógeno 2/,fósforo 3/ y azufre &/, son elementos químicos presentes en la materia viva, constituyen el''< del peso seco de los seres vivos, el )< restante está representado por los elementos sodio2a/, potasio =/, calcio %a/, magnesio >g/, zinc ?n/, cloro %l/, y yodo @/ entre otros. Loselementos biogenésicos cumplen funciones específicas en los organismos, son indispensables

en las actividades metabólicas que son propias de los seres vivos.Las ,unciones de algunos elementos $iogenésicos son-

• %arbono. %onstituyente principal de moléculas orgánicas.

• 0idrógeno. Aorma parte del agua y de moléculas orgánicas.

• 3articipa en la respiración y forma parte de moléculas orgánicas.

• 2itrógeno. Aorma parte de proteínas, vitaminas y ácidos nucleicos.

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• Aósforo. ransferencia de energía, forma parte del te5ido óseo.

• zufre. Aorma parte de algunas proteínas.

Los elementos biogenésicos se combinan y dan origen a compuestos inorgánicos *orgánicos. +entro de los primeros se encuentra el agua y las sales minerales y los segundos seclasifican en moléculas que carecen de nitrógeno carbohidratos y lípidos/ y moléculas quecontienen nitrógeno proteínas, vitaminas 3 y ácidos nucleicos/.

Compuestos inorgánicos esenciales para la vida

4l agua y las sales minerales son esenciales para la vida.

El agua.

4l agua es el compuesto más abundante en los seres vivos, alrededor de tres cuartas partes delpeso corporal es agua, las moléculas del agua 0(1/ se encuentran unidas entre sí por enlacesllamados puentes de hidrógeno, que se forman por la atracción electrostática entre las cargaspositivas y negativas de las dos moléculas un átomo de hidrógeno 06/ de una molécula, atraea un átomo de o#ígeno 17/ de otra molécula/. 4stos enlaces se pueden romper con facilidad

debido a los cambios de temperatura o p0.

4ntre las propiedades del agua tenemos las siguientes-

• 4s el disolvente universal, ya que la mayoría de las substancias químicas se puedendisolver en ella.

• iene capacidad térmica, protege de cambios bruscos de temperatura.

• iene un alto grado de vaporización, por lo que facilita la pérdida del e#cesode calor por evaporación del sudor.

• &irve como lubricante en las articulaciones para facilitar los movimientos de los huesos.

• 3ermite el transporte de substancias.• 3articipa en los procesos metabólicos.

• 4n las plantas participa en el proceso de fotosíntesis.

4l hombre adulto pierde alrededor de dos litros de agua diariamente, por lo que esrecomendable tomar esa cantidad para mantener el equilibrio. 4l agua para ser utilizada debecontener 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 base.

Las sales minerales desempe!an un papel vital en el meta$olismo, se encuentran en elcitoplasma de la célula, en la sangre etc., su función es deregulaci%n, por lo que se requierenpeque!as concentraciones. Las sales de sodio mantienen la presi%n interna de las células.Las sales de fosforo forman parte del AT, de los ,os,olípidos de las membranas celulares ydel +2 y C2.

Las sales en disolución desempe!an diversas funciones en la célula, entre las que se encuentranla &omeostasis equilibrio entre el medio interno y e#terno de la célula/, la regulaci%n del

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p' y de la presi%n osm%tica. 4l bicarbonato de sodio act"a como regulador o buffer en loslíquidos celulares e intercelulares.

4l oígeno 1(/ y el $i%ido de car$ono %1(/ son otras moléculas inorgánicasindispensables para la vida, ya que intervienen en la respiraci%nde la célula y enla ,otosíntesis.

Los minerales necesarios para el organismo se obtienen con una alimentación balanceada.

Compuestos orgánicos esenciales para la vida

Los compuestos orgánicos están formados por largas cadenas de átomos de carbono unidasentre sí, y con otros elementos como hidrógeno, o#ígeno, nitrógeno y azufre entre otros.

4l car$ono es el elemento más importante de los compuestos orgánicos, forma cuatroenlaces covalentes que permiten que se formen cadenas largas.

La mayoría de los compuestos orgánicos que constituyen a los organismos, reciben el nombrede macromoléculas. Las macromoléculas pueden serno nitrogenadas carbohidratos ylípidos/ y nitrogenadas proteínas, vitaminas, 3 y ácidos nucleícos/.

Car$o&idratos.

ambién se les conoce como gl/cidos) a#/cares o &idratos de car$ono. La mayoría sonsintetizados por los vegetales durante la fotosíntesis. 4stán formados por carbono, hidrógeno yo#ígeno y son la fuente principal de energía para las funciones de las células.

Los carbohidratos se clasifican en- monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.

Los monosacáridos o a#/cares simples están formados por una sola cadena abierta ocerrada de átomos de carbono, unidos cada uno a un grupohidro#ilo 107/ y a un hidrógeno06/. +e acuerdo al n"mero de átomos de carbono, se clasifican en- triosa tres átomos decarbono/, tetrosa cuatro átomos/, pentosa cinco átomos/, &eosa seis átomos/

y &eptosa siete átomos/. Los más importantes desde el punto de vista biológico son laspentosas y las he#osas.

Los tipos de az"cares más importantes desde el punto de vista biológico son las pentosas y lashe#osas. +entro de las pentosas se encuentran la ri$osaforma parte del ácido ribonucleíco/ yla desoirri$osa forma parte del ácido deso#irribonucleico/. 4n las he#osas se encuentranla ,ructuosa) la galactosa * la glucosa. Las he#osas tienen la fórmula general %;0)(1;.

La fructuosa y la galactosa se encuentran en frutas, miel y verduras. La glucosa se producedurante la fotosíntesis, proporciona la mayor parte de energía para el metabolismo celular, seencuentra en la sangre en el cuerpo humano.

Los disacáridos están formados por dos monosacáridos unidos a través de un enlace

glucosídico y la eliminación de una molécula de agua, su fórmula molecular es %)(0((1)),entre éstos se encuentran la sacarosa o az"car de mesa glucosa y fructuosa/ la maltosa oaz"car de malta glucosa y glucosa/ y la lactosa o az"car de leche glucosa y galactosa/.

Los polisacáridos están formados por varias unidades de monosacáridos, generalmente sonunidades de glucosa. La función que desempe!an algunos polisacáridos es de reservaalimenticia, otros forman parte de la estructura de las células vegetales. +entro de lospolisacáridos de reserva alimenticia están el almid%n * el gluc%geno, y los que forma partede estructuras son la celulosa) &emicelulosa * la 0uitina.

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ípidos. (rasas!

4stán formados por C) ') * ) pero la cantidad proporcional de 1( es menor que en loscarbohidratos. &on de consistencia aceitosa y almacenan gran cantidad de energía, se forman apartir de carbohidratos dentro de las células, son insolubles en agua, pero solubles 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. ambién llamados glicéridos, están formados por unamolécula de glicerol o glicerina y tres moléculas de ácidos grasos triacilglicérido otriglicérido/.

Los triglicéridos se dividen en- grasas * aceites.

Las grasas son llamados lípidos saturados, tienen enlaces sencillos entre los átomos decarbono, y son sólidos a temperatura ambiente. 45.- manteca, mantequilla.

Los aceites o lípidos no saturados, se producen en las plantas, tiene enlaces dobles o triples, son

líquidos a temperatura ambiente. 45.- aceite de oliva.

Aunciones de las grasas-

• eserva energética. %ada gramo de grasa aporta más del doble de energía que ungramo de carbohidratos.

• Aislantes térmicos. Los carbohidratos pueden ser transformados en grasas por elorganismo para ser almacenados en forma de glóbulos en el te5ido adiposo y ayuda aconservar el calor.

• rotecci%n de algunas estructuras del organismo como el corazón y las articulaciones.

• ambién están presentes en la vaina de mielina que rodea las fibras nerviosas.

5os,olípidos o lípidos compuestos. 8na molécula de fosfolípido está formada por dosmoléculas de ácidos grasos y un grupo fosfato unidos a una molécula de glicerina. 4stánformados por un e#tremo fosfatado soluble en agua (&idro,ílico/ y otro e#tremohidrocarbonado insoluble en agua &idro,%$ico/. 4stos compuestos forman parte demembranas de células animales y vegetales y son reguladores de la entrada y salida desubstancias. Los más abundantes son las lecitinas y las ce,alinas, las primeras se encuentranen la yema de huevo, el te5ido nervioso y el hígado. Las cefalinas están presentes enlos m"sculos y en el cerebro.

Esteroides o lípidos derivados. diferencia de otros lípidos, están integrados por cuatroanillos, tres de ellos de seis átomos de carbono y uno de cinco. Los más importantes son- el

colesterol, la testosterona, la progesterona el estradiol y la cortisona. 4l colesterol es el másabundante en animales, su aumento en la sangre produce endurecimiento de las arterias. Latestosterona es la hormona se#ual masculina. La progesterona y el estradiolsonhormonas se#uales femeninas. La cortisona hormona que interviene en el metabolismo deaz"cares y sales minerales.

roteínas.

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&on compuestos a base de %, 0, 1(, nitrógeno y generalmente azufre y fosforo. &onconstituyentes de enzimas, algunas hormonas y diversas estructuras celulares, una proteínamuy importante es la hemoglobina.

Las proteínas están formadas por aminoácidos 9 o más/, un aminoácido está formado porun átomo de carbono central, unido a un grupo amino 20(/, a un grupo carbo#ilo %110/, a

un átomo de hidrógeno 0/ y a un grupo de átomos llamado radical. Los aminoácidos queforman una proteína se unen a través de un enlace peptidico entre el grupo amino de unamolécula y el grupo carbo#ilo de otra.

4n la naturaleza se conocen más de (9 aminoácidos, estos pueden ser producidos por lasplantas, el ser humano no puede producir algunos de ellos, por lo que los obtiene de las plantas

y son conocidos como aminoácidos esenciales.

+e acuerdo a la forma, las proteínas pueden ser ,i$rosas su función es estructural, seencuentran el piel, m"sculos etc./ y glo$ulares participan en procesos vitales. 45.- enzimas yanticuerpos/.

+e acuerdo al nivel de organización la proteína puede tener una estructura

primaria, secundaria) terciaria * cuaternaria. 4n la estructura primaria se presenta unasecuencia sencilla de aminoácidos. 4n la estructura secundaria se unen varios aminoácidosentre sí y adopta una forma en espiral o aplanada.

La estructura terciaria está formada por el doblamiento de la cadena de péptidos sobre símisma, para formar proteínas globulares, son e5emplo de éstas las enzimas, esta estructura sepierde por el calentamiento o cambios de p0, con lo que se pierde su actividad biológica, a esteproceso se le llama DdesnaturalizaciónD. 4structura cuaternaria se forma cuando dos o másproteínas globulares se enlazan entre sí. 45- hemoglobina.

Las proteínas pueden ser simples cuando están formadas sólo por aminoácidos y con5ugadascuando además de aminoácidos tienen otros compuestos como metales, lípidos, az"cares etc. y

forman las metaloproteínas, lipoproteínas, glucoproteínas etc.as proteínas act/an como-

). &on el principal componente estructural de las células. 4ntre estas están el colágeno te5idoconectivo/, la elastina piel/ y la queratina u!as y epidermis/. (. ct"an como catali#adores,enzimas. E. eguladoras de ,unciones- 45- insulina que regula la glucosa ensangre.:. rotegen contra infecciones- anticuerpos o gammaglobulinas. . 6e transporte. 45hemoglobina que transporta o#ígeno. ;. 3roteínas contráctiles+ miosina y la actinaconstituyentes de los m"sculos. *. &irven como reserva alimenticia. F. 3articipan enla divisi%n celular como las histonas, componentes de loscromosomas.

Las proteínas se obtienen de alimentos como la carne, pescado, huevos, leche, queso, nueces y

leguminosas.Las en#imas son proteínas que act"an como catalizadores aumentando la velocidad de lasreacciones químicas de la célula. &e denomina holoenzima a una enzima formada por unaproteína y otra fracción no proteica o cofactor. La mayoría de los cofactores son iones metálicoscomo el hierro Ae/, cobre%u/ potasio =/ etc. 1tros cofactores pueden ser las coenzimas comolas vitaminas B) 2+ 2icotín denín +inucleótido/ etc. %ada enzima act"a solo con un tipode sustrato, y se debe a que cada una tiene configuraciones determinadas que sólo pueden

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asociarse a un tipo de sustrato. La actividad enzimática se afecta con el aumento de latemperatura y cambios en el p0.

7itaminas.

&on compuesto orgánicos, que participan en el metabolismo celular, y no aportan energía. Lasproducen las plantas. 4l ser humano sintetiza vit. +, y las vitaminas = y B son producto dealgunas bacterias del intestino.

+e acuerdo a la solubilidad que poseen pueden ser- liposolubles , +, 4 y =/ y hidrosolubles % y comple5o B/. La falta de vitaminas en la dieta produce vitaminosis, y el e#ceso pude causarefectos tó#icos.

5unciones+

• %omple5o B. 3articipan como coenzimas en la respiración celular, y en producción deglóbulos ro5os

• Gitamina %. ntio#idante.

•

Git. . Aortalecimientos del nervio óptico.• Git. +. bsorción de calcio.

• Git. 4. ntio#idante.

• Git. =. @nterviene en la coagulación.

Moléculas transportadoras de energía (ATP)

8na de las fuentes de energía más importantes es la molécula de adenosín trifosfato 3/, esutilizado por todas las células, se conoce como la molécula universal de energía. %uando segenera energía, esta se transforma en 3 para ser almacena y utilizada posteriormente. &uestructura consta de una base nitrogenada, un az"car y fosfatos. %ada vez que se rompe un

enlace terminal de un fosfato se libera energía. 8cidos nucléicos.

&on compuestos a base de %,0, 1( , nitrógeno y fosforo, son el ácido ribonucleico o C2, quecontiene ribosa y el ácido deso#irribonucleico o +2 que contiene deso#irribosa. 4l +2 seencuentra en los cromosomas del n"cleo de la célula principalmente. 4l C2 se encuentra en elnucléolo y en los ribosomas principalmente. Los ácidos nucléicos llevan a cabo dos funciones

vitales- determinan que proteínas debe sintetizar cada célula, regulando el metabolismo ytransmiten la información genética.

Los ácidos nucleicos están formados por nucleótidos, éstos están constituidos por una basenitrogenada, un az"car de cinco carbonos y ácido fosfórico. Las bases nitrogenadas son las

purinas adenina y guanina/ y las pirimidinas citocina y uracilo/.

4l C2 contiene adenina y guanina, citocina y uracilo, ribosa y ácido fosfórico. 4l +2contiene adenina y guanina, citocina y la pirimidina timina, doso#irribosa y ácido fosfórico.

Hatson y %ricI describieron la estructura del +2 como una doble hélice, las dos cadenas seunen por puentes de hidrógeno de manera que una base de una cadena queda enfrente de otra

base complementaria. &iempre se unirán adenina con timina y citocina con guanina.

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4l C2 se produce a partir del +2, tiene una sola cadena de nucleótidos, se localizaprincipalmente en el citoplasma y ribosomas en células procariontes y en el citoplasma,ribosomas y en el nucléolo en células eucariontes. 4n el C2 se encuentran cuatro tipos denucleótidos, adenina, uracilo, guanina y citocina.

4l C2 se presenta en tres formas- C2 mensa5ero C2m/, lleva el mensa5e genético desde el

n"cleo hasta el sitio donde se forman las proteínas en el citoplasma. 4l C2 de transporteC2t/, transporta los aminoácidos desde el citoplasma hasta el sitio donde se forma lasproteínas. C2 ribosomal C2r/ tiene como función interactuar con los otros C2 paralograr la síntesis de proteínas.

Cuestionario

&e!ale la respuesta correcta en los siguientes ítems.

• ). 4s un compuesto orgánico indispensable para la vida.

• a/ 1#ígeno

• b/ gua

• c/ >inerales

• d/ %arbohidratos

• (. 4s compuesto orgánico insoluble en agua, soluble en éter, su aumento en la sangreproduce da!o a las arterias.

• a/ 3roteína

• b/ %olesterol

• c/ Aosfolípido

• d/ carbohidrato

• E. Los aminoácidos al unirse y formar cadenas dan origen a-

• a/ Lípidos

• b/ %arbohidratos

• c/ 3roteínas

• d/ Jcidos nucleicos
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