LA CÉLULA

b) Universalidad de las Moléculas Orgánicas

Composición molecular de los organismos

Estructura y función de las moléculas orgánicas

Unidad 1:

Que la célula es la unidad estructural, funcional, de origen y contiene el material hereditario que permite la reproducción.

Dos tipos de célula: Eucarionte y Procarionte.

Dos tipos de cél. eucariontes: Animal y Vegetal

Estructuras internas y partes fundamentales de las células.

Como se estudian las células

En clases anteriores aprendimos que...

LA CÉLULA ES LA UNIDAD

BÁSICA DE LA VIDA

Lo que deben saber...

¿Explicar qué es un Elemento Químico?

* Sustancia pura constituida por una sola clase de átomos. Se representan mediante símbolos.

¿Qué es una Molécula?*Las moléculas están hechas de átomos de uno o más elementos. Algunas moléculas están hechas de un sólo tipo de átomo. Por ejemplo, dos átomos de oxígeno se unen para formar una molécula de O2. O el agua, que está formada de átomos distintos: 2 átomos de hidrógeno y 1 de oxigeno.

¿Están todas las células formadas por los mismos elementos y compuestos químicos?

• De los 92 elementos que existen en la naturaleza sólo 4 de ellos constituyen el 96% de la materia viva, siendo estos:

CARBONO – HIDRÓGENO – OXÍGENO – NITRÓGENO

• El 4% restante se reparte en los elementos que se encuentran en pequeñísimas cantidades.

• Todos los seres vivos estamos formados por un conjunto limitado de elementos.

Gráfico que muestra la composición elemental del cuerpo humano

(% del peso corporal).

Elementos que componen la materia viva (en porcentaje de peso corporal)

65%

18%

10%

3%

4%

Oxígeno

Carbono

Hidrógeno

Nitrógeno

Elementos en menorcantidad

Elementos que componen la materia viva en menor cantidad

(en porcentaje de peso corporal)

40%

30%

12%

9%

3%

3%

3%

Calcio

Fósforo

Potasio

Azufre

Sodio

Magnesio

Cloro

Gráfico que muestra la composición elemental del cuerpo humano (% del peso corporal).

¿Qué moléculas forman los seres vivos?

Las moléculas que forman los Seres Vivos pueden clasificarse en:

Orgánicas: *Sustancias químicas que contienen carbono (C) , formando enlaces covalentes carbono-carbono y/o carbono-hidrógeno.

Glúcidos, Lípidos, Proteínas y Ácidos nucleicos.

Inorgánicas: * Son aquellas moléculas que no presentan enlace carbono-carbono o carbono-hidrogeno en su estructura.

Agua, sales minerales y algunos gases.

REPARTICIÓN DE LOS COMPONENTES MOLECULARES DE LA CÉLULA (en % sobre masa total)

MOLÉCULAS

Glúcidos

Lípidos

Proteínas

Ácidos Nucleicos ARN ADN

Precursores

Agua

Sales Minerales

PROCARIOTAS

3

2

15

6 2

1

70

1

EUCARIOTAS

3

4,5

18

1,250,25

2

70

1

Biomoléculas (son las moléculas constituyentes de los seres vivos)

1.-EL AGUA: Composición atómica: Hidrógeno (H) y Oxígeno (O)

Estructura molecular:

¿Qué características presenta el agua que la hace tan importante para la vida?

• Constituye del 50 al 90% de la masa de los seres vivos.

• Es una molécula estable, no se descompone fácilmente.

• Es una molécula bipolar, la diferencia en la carga eléctrica de los átomos de hidrógeno y oxígeno le confiere un polo levemente negativo y dos polos levemente positivos.

• Es un buen disolvente.

• A temperatura corporal se encuentra en estado líquido.

• Presenta un elevado calor específico.

• No es compresible.

• Composición atómica: C – H – O – N – P – S – otros • Descripción: Las proteínas son polímeros (poli: mucho, mero: unidad) de aminoácidos, los cuales a su vez son monómeros. (mono: una, mero: unidad).

Existen 20 tipos de diferentes de aminoácidos que se unen entre sí formando largas cadenas de proteínas.

Una proteína puede contener desde 10 hasta mas de mil aa, con distintas secuencias. Estas cadenas de aa se pliegan sobre sí mismas formando estructuras tridimensionales.

2.- Proteínas

Representación en un modelo de esferas de una biomolécula: un aminoácido.

COOHCarboxilo

NH2Amino

Los 20 aminoácidos existentes se caracterizan por poseer un grupo amino (-NH2) y un grupo carboxilo (-COOH), un hidrógeno, un carbono central y un grupo lateral.

Las proteínas están formadas por la unión de aminoácidos mediante un enlace peptídico. Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente, dando lugar al desprendimiento de una molécula de agua.

La organización de una proteína viene definida por cuatro niveles estructurales denominados: estructura primaria, estructura secundaria, estructura terciaria y estructura cuaternaria. Cada una de estas informa acerca de la disposición de la estructura en el espacio.

Estructura primaria

La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos de la proteína. Nos indica qué aminoácidos componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aminoácidos se encuentran. La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte.

*La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte.

Estructura Secundaria

La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio.

Hélice alfa Lamina

Beta

Estructura Terciaria

Enlaces que estabilizan la estructura terciaria de una molécula de proteína.

La estructura terciaria informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma.

Estructura Cuaternaria

Esta estructura informa de la unión, mediante enlaces débiles (no covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico.

• Funciones:

• Función estructural al formar el citoesqueleto de las células y, además, son un componente importante de las membranas celulares. • Enzimática, es decir, son biocatalizadores que aceleran las transformaciones químicas, por ejemplo: la síntesis de nuevas moléculas o su ruptura durante la digestión.

• Transporte, (sangre), la hemoglobina transporta oxígeno. En las membranas las proteínas pueden formar canales por los que pasan diversas sustancias.

• Defensa; los anticuerpos son proteínas que nos protegen contra infecciones.

• Actúan como mensajeros químicos; las hormonas portan información a todo el cuerpo.

• Función receptora detectando estímulos en la superficie celular.

3.- Glúcidos (carbohidratos)

• Composición atómica: C - O - H

• Descripción: Los glúcidos están formados por la unión de monosacáridos como la Glucosa, Fructosa, Ribosa y Galactosa. Algunos monosacáridos se unen y forman disacáridos como la lactosa (glucosa + galactosa), sacarosa (glucosa + fructosa) y maltosa (glucosa + glucosa), o bien formando polisacáridos como el almidón, el glicógeno y la celulosa.

• Estructura de una molécula de glucosa:

•Funciones:

• Energética: fuentes rápidas de energía.

Reservorio de energía de uso rápido en plantas (almidón).

Reservorio de energía (hígado y músculo) de uso rápido en organismos animales, incluyendo el hombre (glicógeno).

• Estructural: pared de células vegetales (celulosa).

4.- Lípidos

• Composición atómica: C – H – O

• Descripción: Están formados por los mismos elementos que los glúcidos, sin embargo, en relación con los glúcidos, en los lípidos el oxígeno se encuentra en menor cantidad que el hidrógeno y el carbono.

Forman una gran variedad de tipos moleculares cuya principal característica es que no se disuelven en el agua, tal es el caso del aceite, las grasas, las ceras, los fosfolípidos y el colesterol.

• Estructura de una molécula de fosfolípido:

• Funciones:

• Reserva de energía, aunque en el organismo obtener energía de los lípidos es más lento que obtenerla de los carbohidratos.

• Cumplen funciones de aislante térmico.

• Tienen función estructural, tal es el caso de los fosfolípidos que forman la bicapa de las membranas celulares.

5.- Ácidos Nucleicos

• Composición atómica: C - H - O - N - P

• Descripción: Estos elementos se unen formando nucleótidos (monómeros), los cuales a su vez, si se unen entre sí, pueden constituir cadenas de ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN).

Un tipo particularmente interesante es el adenosin trifosfato (ATP), el cual participa en un gran número de reacciones celulares.

• Estructura de un nucleótido

Un nucleótido está constituido por tres subunidades diferentes: un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos y una base nitrogenadaEn el caso del ADN el azúcar es una desoxirribosa, y una ribosa en el caso del ARN.

TIPOS DE AZÚCAR

• Estructura de un acido nucleico:

EL ATP

• Funciones:

• El ADN contiene, transmite y expresa la información genética.

• El ARN determina la síntesis de proteínas y la secuencia de los aminoácidos que la forman.

• El ATP participa en muchas reacciones celulares, transfiriendo uno de sus grupos fosfato a otras moléculas.

Actividad: Realizar un cuadro resumen con el siguiente formato:

Composición atómica, características y funciones generales de los compuestos orgánicos de importancia biológica.

COMPUESTO COMPOSICIÓN ATÓMICA

DESCRIPCIÓN FUNCIÓN

Proteínas

Carbohidratos

(glúcidos)

Lípidos

Ácidos Nucleicos

Para Finalizar...

Te has preguntado:¿por qué sudamos cuando hacemos ejercicio físico?

Anexo

Sales minerales

Son elementos que el cuerpo requiere en cantidades bastante pequeñas. Su función es reguladora, no aportan energía.

Los macrominerales (calcio, fósforo, sodio, cloro, magnesio, hierro y azufre) son minerales esenciales y se necesitan en mayor proporción que otras sales.

Los microminerales o elementos traza son también esenciales, pero el organismo los requiere en menor cantidad (cinc, cobre, yodo, cromo, selenio, cobalto, molibdeno, manganeso y flúor), por lo que no hay tanta posibilidad de que se produzcan déficits.