La naturaleza basica de la vida

LA NATURALEZA BÁSICA DE LA VIDA

* Características de los seres vivos* Composición química de los seres vivos* El agua* Las sales minerales* Los compuestos orgánicos* Los glúcidos* Los lípidos* Las proteínas* Los ácidos nucleicos

ProteínaADN

CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS

COMPLEJIDAD MOLECULAR

Las macromoléculas como los ácidos nucleicos y las proteínas no existen en la naturaleza no viva.

NIVELES DE ORGANIZACIÓN

La materia viva presenta una organización jerárquica en orden de complejidad creciente.

AUTOMANTENIMIENTO

Incorporan materia y energía del exterior y la utiliza para construir sus propios componentes.

CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS

REPRODUCCIÓN

La materia viva origina copias de sí misma. Los organismos se reproducen sexual y asexualmente.

CICLO VITAL

Presentan diferentes etapas a lo largo de su vida.

SENSIBILIDAD

Presentan respuestas ante estímulos medioambientales. Esto les proporciona capacidad de autorregulación.

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS

Composición química de la materia viva

Se caracteriza

Solo unos pocos elementos forman los seres vivos

Todos los organismos tienen una composición química parecida


BIOELEMENTOS Elementos que constituyen los seres vivos

Se asocian mediante enlaces para formar

BIOMOLÉCULAS

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS

Pueden ser

Agua

Sales minerales

Glúcidos

Lípidos

Proteínas

Ácidos nucleicos


BIOELEMENTOS Elementos que constituyen los seres vivos

Por su abundancia son

BIOELEMENTOS PRIMARIOS

Constituyen el 98% de los seres vivos

C, N, H, O ,S, P

Forman con facilidad enlaces covalentes

BIOELEMENTOS SECUNDARIOS

Menos abundantes (1,9%), pero desempeñan

funciones vitales en la

fisiología celular

Mg, Ca, K, Na, Cl

OLIGOELEMENTOS

No superan el 0,1 %, pero son esenciales para

la vida

Fe, Mn, Cu, Zn, F, I, B,

Si, V, Cr, Co, Se, Mo, Sn

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS (Ampliación)



C, N, H, O ,S, P

FUNCIONES

Carbono (C)

Tiene 4 electrones en sus orbitales más externos

Esos electrones los puede compartir formando enlaces covalentes

Con otros carbonos forma largas cadenas lineales o ramificadas

Hay una gran diversidad de moléculas formadas por átomos de carbono, porque los enlaces pueden ser simples, dobles y triples y por los grupos funcionales formados al unirse con otros átomos




C, N, H, O ,S, P

FUNCIONES

Hidrógeno (H)

Tiene 1 electrón con el que forma enlaces con el resto de bioelementos primarios

Las moléculas covalentes formadas por H y C son apolares e insolubles en agua




C, N, H, O ,S, P

FUNCIONESOxígeno (O)

Bioelemento más electronegativo, por lo que tiende a quitar electrones a otros átomos (oxidación)

La oxidación implica rotura de enlaces y liberación de energía (como en la respiración celular)




C, N, H, O ,S, P

FUNCIONESNitrógeno (N)

Forma fácilmente compuestos con H y O

Azufre (S)

Se encuentra como el grupo funcional sulfhidrilo (-SH) de los aminoácidos metionina y cisteina. Lo que permite formar los

puentes disulfuro

Fósforo (P)

Se encuentra en los ácidos nucleicos. Establece enlaces ricos en energía, que almacena y libera en otras reacciones


FUNCIONES

Na, K y Cl: Mantienen grado de salinidad y participan en el impulso nervioso

BIOELEMENTOS SECUNDARIOS

Menos abundantes (1,9%), pero desempeñan

funciones vitales en la

fisiología celular

Mg, Ca, K, Na, Cl

Ca: Está en los huesos, interviene en la contracción muscular y en la coagulación

Mg: Imprescindible para el funcionamiento de muchas enzimas


FUNCIONES

Fe: Procesos redox de la cadena respiratoria y hemoglobina

Cu: En enzimas de oxidación

Co y Mo: En coenzimas

OLIGOELEMENTOS

No superan el 0,1 %, pero son esenciales para

la vida

Fe, Mn, Cu, Zn, F, I, B,

Si, V, Cr, Co, Se, Mo, Sn

I: En la hormona del tiroides

F: Formación de los dientes

EL AGUA

Compuesto más abundante en los seres vivos

δ+ δ+

δ-

Enlacecovalente

e- e-

Se forma por un oxígeno y dos hidrógenos unidos por enlaces covalentes

El carácter electronegativo del oxígeno hace que los electrones compartidos con el

hidrógeno se desplacen hacia el oxígeno

La desigual distribución de carga hace del agua una molécula polar

Esta polaridad provoca la atracción electrostática entre las moléculas de

agua mediante enlaces o puentes de hidrógeno.

δ+

δ+ δ-

EL AGUA

δ+δ+

δ-

Molécula polar

Formación de puentes de hidrógeno

Enlace de hidrógeno

base de

PROPIEDADES DEL AGUA

IMPORTANCIA BIOLÓGICA DEL

AGUA

de las que se deriva

Principal disolvente

Elevada capacidad térmica

Densidad máxima a 4ºC

EL AGUA


Principal disolvente biológico

Cristal de NaCl

Molécula de agua

Iones solvatados

Na+

Cl -

El agua forma enlaces de hidrógeno disolviendo las sustancias iónicas y otras sustancias polares

Por lo que el agua puede transportar muchas sustancias y facilita las reacciones químicas en su seno

EL AGUA


Elevada capacidad térmica

El gran número de enlaces de hidrógeno de agua hace que se necesite mucha energía para elevar su temperatura

Por lo que el agua almacena calor y amortigua los cambios térmicos

Se necesita una caloría para elevar la temperatura de 1 gr de agua 1ºC

EL AGUA (Ampliación)


Alta conducción del calor

El calor se distribuye fácilmente por toda una masa de agua

Elevado calor de vaporización

Para pasar de líquido a gas hay que romper muchos puentes de hidrógeno

EL AGUA


Densidad máxima a 4ºC

El agua alcanza su máxima densidad en estado líquido

Por lo que el hielo flota, permitiendo el desarrollo de la vida bajo su superficie



Elevada fuerza de cohesión

Las moléculas de agua se cohesionan por los puentes de hidrógeno

Por lo que es un líquido incompresible con elevada tensión superficial y capilaridad



Elevada tensión superficial

En la interfase agua-aire las moléculas de agua forman una película resistente

Lo que favorece la subida por los vasos leñosos de la savia bruta


FUNCIONES DEL AGUA EN LOS SERES VIVOS

Disolvente Disuelve la mayor parte de biomoléculas, lo que permite el desarrollo de las reacciones metabólicas en su seno

Bioquímica Participa en reacciones, como la hidrólisis (ruptura de enlaces introduciéndose agua)

TransporteEl agua transporta las sustancias entre el exterior y el interior de

la célula

Estructural La presión del agua mantiene el volumen y la forma de células sin membrana rígida

Termorreguladora Su elevado calor específico y calor de vaporización evita los cambios bruscos de temperatura en los organismos


AGUA EN LOS SERES VIVOS

Agua circulante

Agua intersticial

Agua intracelular

Se encuentra de tres formas

Se desplaza en los organismos transportando sustancias (sangre, savia,…)

Se encuentra entre las células

Está en el citoplasma y los orgánulos


AGUA EN LOS SERES VIVOS

Cerebro Sangre y riñón

Músculo Piel e hígado

Tejido conjuntivo

Hueso Tejido graso

Ganancias Pérdidas

Orina

Sudor

Aire espirado

Heces

Bebidas

Alimentos

Agua metabólica

LAS SALES MINERALES

Sales minerales

PRECIPITADAS DISUELTAS

En los seres vivos se pueden encontrar

Función estructural

FOSFATO CÁLCICO (Ca3(PO4)2) CARBONATO CÁLCICO (CaCO3)

DISUELTAS En agua forman aniones (CO32-,PO4

3-, Cl-, HCO3- ) y

cationes (K+, Na+, Mg2+, Ca2+)

Función reguladora Evitan cambios bruscos de pH

Funciones específicas Contracción muscular (Ca++)

Impulso nervioso (Na+ y K+)

Control del equilibrio hídrico de las células por fenómenos osmóticos

LAS SALES MINERALES

Control del equilibrio hídrico de las células por fenómenos osmóticos

Difusión Cuando dos disoluciones de diferente concentración se separan por una membrana permeable el agua y los solutos

se desplazan hasta alcanzar una disolución intermedia

Ósmosis Cuando dos disoluciones de diferente concentración se separan por una membrana semipermeable el agua pasará de la más diluida (hipotónica) a la mas concentrada (hipertónica)

hasta que se igualen (isotónica)

LAS SALES MINERALES

Ósmosis

Medio hipotónicoPresión osmótica

baja.

Medio hipertónicoPresión osmótica alta.

Medios isotónicosIgual presión osmótica.

BAJA CONCENTRACIÓN

ALTA CONCENTRACIÓN

Membrana semipermeable Membrana semipermeable

Permite el paso de disolventes pero no de solutos.

El disolvente atraviesa la membrana hasta igualar las concentraciones en ambos lados.

LAS SALES MINERALES

Ósmosis

En células animalesEn células vegetales

Las membranas celulares son semipermeables

PLASMÓLISISLa membrana plasmática se separa de la pared celular

• Disminuye el volumen celular

• Aumenta la presión osmótica en el interior

El agua sale de la célula.

El agua entra en la célula.

• Aumenta el volumen celular

• Disminuye la presión osmótica en el interior

TURGENCIALa célula se hincha hasta el límite de la pared celular

MEDIO HIPERTÓNICO

MEDIO HIPOTÓNICO

BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS

Glúcidos

Lípidos

Proteínas

Ácidos nucleicos

COMPUESTOS ORGÁNICOS

Todas las biomoléculas orgánicas son

compuestos de carbono

•El carbono puede formar cuatro enlaces covalentes muy estables dirigidos hacia los vértices de un tetraedro.

•Puede formar enlaces sencillos, dobles y triples consigo mismo dando lugar a estructuras tridimensionales complejas.

COMPUESTOS ORGÁNICOS

Grupos funcionales de compuestos orgánicos

P

O

OO

O

ion fosfato

(éster fosfórico)

NH2

amino

(amina)

C

O

OR

éster

(éster)

OH

hidroxilo

(alcohol)

C

O

carbonilo

(cetona)

C

O

H

carbonilo

(aldehído)

C

O

OH

carboxilo

(ácido)

LOS GLÚCIDOS (Ampliación)

También se llaman azúcares o hidratos de carbono (CnH2nOn)

C 1

C 2

C 3

H

H

H

H

O H

O H

OC 1

C 2

C 3

H

H

H

H

O H

O H

O

QUÍMICAMENTE SON POLIHIDROXICETONASPOLIHIDROXIALDEHÍDOS

SEGÚN EL GRUPO FUNCIONAL

CETOSAS (cetona)ALDOSAS (aldehído)

Se forman por átomos de carbono unidos a grupos alcohólicos (-OH) y radicales hidrógeno (-H)

Tienen un grupo carbonilo (-C=O-), que si está en un extremo es un grupo aldehído (-COH) y se sitúa en un carbono intermedio es una cetona (-CO-)


Clasificación

MONOSACÁRIDOS u OSAS

ÓSIDOS

HOLÓSIDOS

Tienen de 3 a 7 átomos de C

Formados por la unión de varios monosacáridos mediante enlaces O-glicosídico

Constituidos sólo por varios monosacáridos

DISACÁRIDOS Unión de dos monosacáridos

OLIGOSACÁRIDOS Unión de 3 a 10 monosacáridos

POLISACÁRIDOS Unión de más de 10 monosacáridos

HETERÓSIDOS Constituidos por una parte glucídica y otra no glucídica (aglucón)

Glucoproteínas

Glucolípidos


Clasificación

son

formados por 2 monosacáridos

entre 2 y 10 monosacáridos

formados únicamente por osas

formados por osas y otras moléculas orgánicas

muchos monosacáridos

el mismo tipo de monosacárido

distintos tipos de monosacárido

contienen proteínas contienen

lípidos

GLUCOPROTEÍNAS

OSAS

MONOSACÁRIDOS HOLÓSIDOS HETERÓSIDOS

GLUCOLÍPIDOS

DISACÁRIDOSHETEROPOLISACÁRIDOS

POLISACÁRIDOS

ÓSIDOS

OLIGOSACÁRIDOS

HOMOPOLISACÁRIDOS

se unen formando

LOS GLÚCIDOS

Clasificación

MONOSACÁRIDOS

DISACÁRIDOS

POLISACÁRIDOS

Son los más simples

Unión de dos monosacáridos

Unión de muchas moléculas de monosacáridos


MONOSACÁRIDOS

C 1

C 2

C 3

H

H

H

H

O H

O H

OC 1

C 2

C 3

H

H

H

H

O H

O H

O

Tienen de 3 a 7 átomos de C

Un C está unido a un O con un doble enlace que forma un grupo carbonilo (aldehído o cetona)

El resto de C tienen grupos alcohólicos o hidroxilo (-OH)

Si el grupo carbonilo es un aldehído: aldosa

Si el grupo carbonilo es una cetona: cetosa

Son isómeros de función


MONOSACÁRIDOS

Propiedades

Físicas

Químicas

Son sólidos cristalinos

Son capaces de oxidarse

Blancos

Hidrosolubles (ver)

Con sabor dulce (azúcares)

Pueden asociarse con grupos amino (-NH2) formando derivados de azúcares (glucosamina)


MONOSACÁRIDOS

Se clasifican según el nº de carbonos

TETROSAS

PENTOSAS: ribosa y desoxirribosa

HEXOSAS: glucosa, galactosa y fructosa

TRIOSAS: Gliceraldehído e hidroxiacetona


MONOSACÁRIDOS TRIOSAS: Gliceraldehído e dihidroxiacetona

Gliceraldehído Dihidroxiacetona

Tiene un grupo aldehído (aldotriosa)

Tiene un grupo cetónico (cetotriosa)


MONOSACÁRIDOS TRIOSAS: Gliceraldehído e dihidroxiacetona

Gliceraldehído

tiene Un CARBONO ASIMÉTRICO

Está unido a cuatro átomos o grupos diferentes

Lo que hace que se puedan distinguir

ISÓMEROS ESPACIALES


ISÓMEROS son Compuestos que con igual formula química presentan estructuras moleculares diferentes

Espaciales o esteroisómerosEspaciales o esteroisómeros

De grupo funcionalDe grupo funcional

Hay diferentes tipos

De actividad ópticaDe actividad óptica

La forma D tiene el –OH a la derecha

La forma L tiene el –OH a la izquierda

Debida a la existencia de C asimétricos

Si estos isómeros tienen formas especulares se llaman enantiomorfos

Los mismos átomos forman grupos funcionales diferentes

Gliceraldehído Dihidroxiacetona

También se debe a la existencia de C asimétricos


Actividad óptica de los monosacáridos

Capacidad para desviar el plano de polarización de un haz de luz polarizada que atraviesa una disolución.

Luz no polarizada

Luz polarizada

Disolución de monosacárido dextrógiro

El plano de polarización gira en sentido de las agujas del reloj

• Si la rotación se produce en el sentido de las agujas del reloj los monosacáridos son dextrógiros o (+).

• Si la rotación es contraria a las agujas del reloj, son levógiros o ( - ).

LOS GLÚCIDOS

MONOSACÁRIDOS PENTOSAS: ribosa y desoxirribosa

Componente estructural del ARN

D-RIBOSA D-2-DESOXIRRIBOSA

Componente estructural del ADN


MONOSACÁRIDOS HEXOSAS: glucosa, galactosa y fructosa

En la sangre se halla a una concentración de 1 g/l.

D-(+)-GLUCOSA

Forma polímeros de reserva (almidón y glucógeno) y estructurales (celulosa).

Principal nutriente de la respiración celular en animales.

Es un isómero D por que tiene el –OH a la derecha en el carbono asimetrico más alejado del que tiene el grupo carbonilo (el penúltimo C)

LOS GLÚCIDOS


Forma parte de la lactosa de la leche.

D-GALACTOSA

LOS GLÚCIDOS


Aparece en la fruta

D- FRUCTOSA

Actúa como nutriente de los

espermatozoides.

LOS GLÚCIDOS

MONOSACÁRIDOS Formas cíclicas de los monosacáridos

GLUCOSA GALACTOSA FRUCTOSA

D-RIBOSA D-2-DESOXIRRIBOSA

Las aldopentosas y las hexosas tienden a formar moléculas cíclicas en disolución acuosa.

Las aldopentosas y las cetohexosas forman anillos

pentagonales llamados furanosa

Las aldohexosas forman anillos hexagonales

llamados piranosa

LOS GLÚCIDOS

MONOSACÁRIDOS

Pentosas y hexosas tienden a formar moléculas cíclicas en disolución acuosa.

D -fructosa

Se produce un enlace hemiacetal entre el grupo cetona y un grupo alcohol

Se produce un enlace hemiacetal entre el grupo cetona y un grupo alcohol

Formas cíclicas de los monosacáridos

LOS GLÚCIDOS

MONOSACÁRIDOS

Pentosas y hexosas tienden a formar moléculas cíclicas en disolución acuosa.

D -glucosa

Se produce un enlace hemiacetal entre el grupo aldehído y un grupo alcohol

Se produce un enlace hemiacetal entre el grupo aldehído y un grupo alcohol


LOS GLÚCIDOS (ampliación)

MONOSACÁRIDOS

Al formarse las moléculas cíclicas el carbono carbonílico se convierte en asimétrico.

Dando lugar a dos nuevos isómeros llamados anómeros



MONOSACÁRIDOS Formas cíclicas de los monosacáridos

La forma α tiene el –OH hacia abajo

La forma β tiene el –OH hacia arriba

LOS GLÚCIDOS

DISACÁRIDOS Maltosa, isomaltosa, celobiosa, lactosa y sacarosa

Propiedades

Físicas

Químicas

Son sólidos cristalinos

La mayoría son capaces de oxidarse, algunos como la sacarosa no

Blancos

Hidrosolubles (ver)

Con sabor dulce (azúcares)

LOS GLÚCIDOS

DISACÁRIDOS

Se forman por la unión de dos monosacáridos mediante un enlace glucosídico, en cuya formación se libera una molécula de agua

Glucosa Glucosa

FORMACIÓN DEL ENLACE GLUCOSÍDICO

Maltosa, isomaltosa, celobiosa, lactosa y sacarosa


DISACÁRIDOS FORMACIÓN DEL ENLACE GLUCOSÍDICO (ver)

EL ENLACE GLUCOSÍDICO puede ser monocarbonílico o dicarbonílico

MALTOSA

Monocarbonílico

Entre un –OH del carbono carbonílico (anomérico) y otro –OH cualquiera

SACAROSA

Dicarbonílico

Entre dos –OH de carbonos carbonílicos (anoméricos)


DISACÁRIDOS

MALTOSA

Unión de dos moléculas de D- glucopiranosa unidas por enlace α (1→4)

Se obtiene por digestión del almidón y del glucógeno

Enlace monocarbonílico


DISACÁRIDOS

Unión de dos moléculas de D- glucopiranosa unidas por enlace α (1→6)

Se obtiene por digestión del almidón y del glucógeno

ISOMALTOSA



DISACÁRIDOS

CELOBIOSA


Unión de dos moléculas de D- glucopiranosa unidas por enlace β (1→4) Se obtiene por digestión de

la celulosa


DISACÁRIDOS

LACTOSA

Unión de una molécula de D- galactopiranosa con una D-glucopiranosa unidas por enlace β (1→4)

Está en la leche



DISACÁRIDOS

SACAROSA

Unión de una molécula de α D-glucopiranosa unida con una β –D –

fructofuranosa por enlace (α 1→2 β) Es el azúcar de mesa

Enlace dicarbonílico

Ver enlaces

LOS GLÚCIDOS

POLISACÁRIDOS

Propiedades

Físicas

Químicas

No son cristalinos

No son capaces de oxidarse

Elevado peso molecular

Poco solubles en agua

Insípidas

el mismo tipo de monosacárido

distintos tipos de monosacárido

HETEROPOLISACÁRIDOS

POLISACÁRIDOS

HOMOPOLISACÁRIDOS

Almidón, celulosa,

glucógeno y quitina

Pectina, agar-agar y

goma arábica

LOS GLÚCIDOS

POLISACÁRIDOS Se forman por la unión de muchos monosacáridos y carecen de sabor dulcePueden ser Moléculas lineales: celulosa y quitina

Moléculas ramificadas: almidón y glucógeno

Según su funciónDe reserva: almidón, glucógeno y dextranos

Estructurales: celulosa y quitina

LOS GLÚCIDOS

POLISACÁRIDOS

ALMIDÓN

Polisacárido de reserva vegetal (semillas y tubérculos)

Se forma por dos polímeros amilosa (30%) y amilopectina (70%)

La amilopectina es un polímero de glucosas unidas por enlace α (1→4) con ramificaciones en α (1→6)

La amilosa es un polímero lineal de glucosas unidas por enlace α (1→4)

LOS GLÚCIDOS

POLISACÁRIDOS

GLUCÓGENO

Polisacárido de reserva animal (hígado y músculo)

Polímero de glucosas unidas por enlace α (1→4) con ramificaciones en α (1→6)

LOS GLÚCIDOS

POLISACÁRIDOS

DEXTRANOS

Polisacárido de reserva de bacterias y levaduras

Homopolímero de D-glucopiranosas

LOS GLÚCIDOS

POLISACÁRIDOS

CELULOSA

Polisacárido estructural vegetal (pared celular)

Es un polímero β-D-glucopiranosas unidas por enlace β (1→4)

LOS GLÚCIDOS

POLISACÁRIDOS

QUITINA

Forma el exoesqueleto de los artrópodos y la pared celular de los hongos

Es un polímero de N-acetil-D-glucosamina unido por enlaces β (1→4)

LOS GLÚCIDOS

POLISACÁRIDOS

HETEROPOLISACÁRIDOS

Pectina: En la pared celular vegetal. Con capacidad gelificante

Agar-agar: Se extrae de las algas rojas. Hidrófilo. Se emplea para preparar medios de cultivo

Goma arábica: La segregan las plantas para cerrar heridas

LOS GLÚCIDOS

Funciones

•COMBUSTIBLE CELULAR

Como la glucosa.

Molécula de glucosa

•ALMACÉN DE RESERVA ENERGÉTICA

Molécula de almidón

El almidón en los vegetales.

El glucógeno en los animales.

•COMPONENTE ESTRUCTURAL

La celulosa es el componente de la pared vegetal.

La quitina de los hongos y del exoesqueleto de artrópodos y crustáceos. Molécula de desoxirribosa

La ribosa y la desoxirribosa son componentes de los ácidos nucleicos.

LOS LÍPIDOS (Ampliación)

Son un grupo muy heterogéneo

Se componen de C, H y O

Son apolares y por tanto insolubles en agua

Son solubles en disolventes orgánicos no polares (cloroformo, benceno, …)

CLASIFICACIÓN (según su estructura molecular)

SAPONIFICABLES (con ácidos grasos)

INSAPONIFICABLES (sin ácidos grasos)

• Acilglicéridos

• Ceras

• Fosfolípidos

• Terpenos

• Esteroides

LOS LÍPIDOS

Muchos contienen ácidos grasos • Tienen un grupo carboxilo

• Unido a una larga cadena hidrocarbonada

SATURADOS

Pueden ser

INSATURADOS

• No tienen dobles enlaces.

• Suelen ser sólidos a temperatura ambiente.

• Tienen uno o más dobles enlaces.

• Generalmente líquidos a temperatura ambiente.

• Su punto de fusión es mayor cuanto mayor sea la longitud de la cadena de carbonos y menor cuanto más dobles enlaces (insaturaciones) tenga

• En agua forman láminas superficiales, monocapas, bicapas, micelas o liposomas

• Son anfipáticos. Presentan una zona hidrófila (grupo carboxilo) y otra hidrófoba (cadena de carbonos)


Propiedades de los lípidos

FÍSICAS

Cabezas polares

MICELAS

En la superficie externa se sitúan las cabezas polares interaccionando con la fase acuosa.

Las colas apolares se sitúan en el interior.

BICAPASBicapa

Separan dos medios acuosos.

Agua

Agua

En el laboratorio se pueden obtener liposomas que dejan en el interior un compartimento acuoso.

Ver punto de fusión

QUÍMICAS • Son esterificables, se unen a alcoholes formando un enlace éster y liberando agua

• Son saponificables, reaccionan con bases y dan lugar a una sal de ácido graso (jabón)


Propiedades de los lípidos

QUÍMICAS

GlicerinaÁcidos grasos

+

+

+

+

Esterificación

R1 COOH

R2 COOH

R3 COOH

CH2

CH

CH2

HO

HO

HO

Triacilglicerol

+ 3 H2O

CH2

CH

CH2

O

O

O

R1

R2

R3

CO

CO

CO

Triacilglicerol

CH2

CH

CH2

O

O

O

R1

R2

R3

CO

CO

CO

+ 3 Na OH

Sales de los ácidos grasos

Na

Na

Na

O

O

O

R1

R2

R3

CO

CO

CO

CH2

CH

CH2

HO

HO

HO

+

Saponificación

Glicerina+

Volver


Ácidos grasos que debéis conocer:

SATURADO

INSATURADO

• No tiene dobles enlaces.

• Tiene 16 carbonos.

• Tienen un doble enlace entre los carbonos 9 y 10.

• Tiene 18 carbonos.

Ácido palmítico

Ácido oleico

LOS LÍPIDOS

ACILGLICÉRIDOS, GLICERIDOS o GRASAS SIMPLES

Se forman por la unión de glicerol a uno, dos o tres ácidos grasos por enlaces tipo éster

COOH(CH2 )14CH3

COOH(CH2 )14CH3

COOH(CH2 )14CH3

CH2

CH

CH2

HO

HO

HO

+

+

+

+ 3 H2O

CO(CH2 )14CH3

CO(CH2 )14CH3

CO(CH2 )14CH3

CH2

CH

CH2

O

O

O

Ácido palmítico Glicerina (propanotriol)+ Tripalmitina

Las grasas en mamíferos se acumulan en adipocitos.

Al perderse los grupos hidroxilo, en la esterificación, los acilglicéridos son moléculas apolares.

LOS LÍPIDOS

Ver FORMACIÓN

ACILGLICÉRIDOS, GLICERIDOS o GRASAS SIMPLES

Producen las reacciones de saponificación (ver)

LOS LÍPIDOS

GRASAS

Se clasifican en:

Saturadas. No tienen dobles enlaces en los ácidos grasos.Abundan en los animales y suelen ser sólidas a temperatura ambiente.

Insaturadas. Presentan dobles enlaces en los ácidos grasos.Son los aceites vegetales, líquidos a temperatura ambiente.

LOS LÍPIDOS

CERAS

Semejantes a las grasas pero en lugar de tener un trialcohol tienen un monoalcohol de cadena larga.

Alcohol miricílico

La cutina y la suberina son lípidos similares a ceras, a las que se encuentran asociadas formando una cubierta hidrófoba en los vegetales.

Cera de abejaÁcido palmítico

+

LOS LÍPIDOS

FOSFOLÍPIDOS

Formados por una molécula de alcohol, como la glicerina, unida por un lado a un grupo fosfato y por otro a ácidos grasos.

La molécula tiene una estructura bipolar. Con extremo hidrófobo y otro hidrófilo. Son anfipáticos.

Forman bicapas lipídicas que son la base de las membranas celulares.

Glicerina

Ácidos grasos

Grupo fosfato

Extremo polar

Extremo apolar


TERPENOS o ISOPRENOIDES

Son polímeros lineales o cíclicos del isopreno.Isopreno (2-metil-1,3 butanodieno)

Se clasifican según el número de moléculas de isopreno que los forman.

POLITERPENOS

TETRARPENOS (8)

TRITERPENOS (6)

DITERPENOS (4)MONOTERPENOS

(2)

LOS LÍPIDOS

ESTEROIDES

Son totalmente insolubles en agua.

En este grupo se incluyen compuestos como el colesterol, la vitamina D y algunas hormonas, como las sexuales.

Estructura del ciclo pentano perhidrofenantreno

LOS LÍPIDOS

ESTEROIDES

ESTEROLES

HORMONAS ESTEROIDEAS

ÁCIDOS BILIARES

LOS LÍPIDOS

Funciones

• RESERVA ENERGÉTICA

Producen el doble de energía que los glúcidos (9,4 kcal/g frente a 4,1 kcal/g)

• ESTRUCTURAL

Base estructural de las membranas celulares por su carácter bipolar

Ceras protección y revestimiento

• REGULADORA

Algunas hormonas y vitaminas son esteroides

Aislante térmico

LAS PROTEÍNAS (Ampliación)

Se componen fundamentalmente de C, H, O y N, en menor medida S y otros átomos

Son polímeros de aminoácidos unidos mediante enlaces peptídicos

Péptido: Polímero de pocos aminoácidos

Oligopéptido: Hasta 10 aminoácidos

Polipéptido: De 10 a 100 aminoácidos

Proteína: Polímero de más de 100 aminoácidos o peso molecular por encima de 5.000

Holoproteína: Formada exclusivamente por aminoácidos

Heteroproteína: Además de aminoácidos presenta otro tipo de molécula

Tienen elevado peso molecular

50 % de la materia viva

Se forman por la unión de 20 aminoácidos por enlace peptídico

Son fundamentales para la estructura y el funcionamiento celular

Son especificas, dentro de cada especie y de cada individuo

Son la expresión de la información genética de la célula y por tanto del individuo

Sus funciones son muy diversas

LAS PROTEÍNAS

Se componen de C, H, O y N. Son polímeros de aminoácidos unidos mediante enlaces peptídicos

GRUPO CARBOXILO

GRUPO AMINO

La cadena lateral es distinta en cada aminoácido y determina sus propiedades químicas y biológicas.

Fórmula general de un aminoácido


Propiedades de los aminoácidos

Son sólidos y cristalinos

Elevado punto de fusión y solubles en agua

Con actividad óptica (el carbono α es asimétrico)Comportamiento anfótero (funcionan como bases o ácidos en función del pH del medio)

pH disminuye pH aumenta

El aminoácido se comporta como una base. El aminoácido se comporta como un ácido.

Algunos no los podemos sintetizar y los tenemos que ingerir en la dieta, son los aminoácidos esenciales

Triptófano, lisina, metionina, fenilalanina, valina, leucina, isoleucina e histidina

Todos los aminoácidos, salvo la glicina, presentan isómeros espaciales o esteroisómeros

La forma D tiene el –NH2 a la derecha

La forma L tiene el –NH2 a la izquierda


Clasificación de los aminoácidos

Neutros no polares e hidrófobos

Sin grupos –OH por lo que no forman puentes de hidrógeno. Tienen igual

número de grupos amino y carboxilo. El radical R es una cadena

hidrocarbonada abierta

Depende de la naturaleza del grupo R

Neutros polares sin carga

El radical R presenta grupos –OH por lo que son solubles en agua al poder

formar puentes de hidrógeno

ÁcidosCon carga negativa al tener más grupos

carboxilo (-COOH) que amino (-NH2)

BásicosCon carga positiva al tener más grupos amino (-NH2) que carboxilo (-COOH)

AromáticosEl radical R es una cadena

hidrocarbonada cerrada


Neutros no polares e hidrófobos

Sin grupos –OH por lo que no forman puentes de hidrógeno. Tienen igual número de grupos amino y carboxilo. El radical R es

una cadena hidrocarbonada abierta

Alanina (Ala) Valina (Val) Leucina (Leu)

Isoleucina (Iso)

Metionina (Met)


Neutros polares sin carga

El radical R presenta grupos –OH por lo que son solubles en agua al poder formar puentes de hidrógeno

Serina (Ser)

Glicocola (Gli)

Glutamina (Gln)

Treonina (Tr)

Asparagina (Asn)

Cisteína (Cis)


ÁcidosCon carga negativa al tener más grupos

carboxilo (-COOH) que amino (-NH2)

AMINOÁCIDOS ÁCIDOS

(Carga negativa)

Ácido aspártico (Asp)

Ácido glutámico (Glu)


BásicosCon carga positiva al tener más grupos amino (-NH2) que carboxilo (-COOH)

AMINOÁCIDOS BÁSICOS(carga positiva)

Lisina (Lis)

Arginina (Arg)

Histidina (His)


Aromáticos El radical R es una cadena hidrocarbonada cerrada

Tirosina (Tir)Fenilalanina (Fen) Triptófano (Trp)

DIPÉPTIDO

LAS PROTEÍNAS

Enlace peptídico

H2O

Enlace peptídico

Grupo amino R

H

COOHN C

H

H

H

R

CH2N C

O R

H

COOHN C

H

Grupocarboxilo

C

H

R

H2N C

OH

O

+

Ver formación del enlace

Los aminoácidos se unen por medio de enlaces peptídicos:

Entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente, desprendiendo

de una molécula de agua.


Enlace peptídico

Los átomos que forman el enlace (C, N, O e H) se encuentran en un mismo plano

Tiene un carácter parcial de doble enlace

El dipéptido formado tendrá un grupo amino (N-terminal) y otro carboxilo (C-terminal) libres que

se pueden unir a otros aminoácidos


•El número de proteínas diferentes que pueden formarse es:

20nNúmero de aminoácidos de la cadena

Para una cadena de 100 aminoácidos, el número de las diferentes cadenas posibles sería:

1267650600228229401496703205376 ·10100

Las proteínas se forman por una o varias cadenas polipeptídicas donde se combinan los 20 tipos de

aminoácidos unidos por enlace peptídico

Se puede considerar el número de proteínas diferentes prácticamente infinito

LAS PROTEÍNAS

SE DISTINGUEN CUATRO NIVELES DE COMPLEJIDAD EN UNA PROTEÍNA

Estructura primaria

Hoja plegada

Forma helicoidal

Estructura secundaria

Estructura terciaria

Estructura globular

Estructura cuaternaria

Asociación de varias cadenas

La actividad de una proteína depende de su estructura tridimensional


Estructura primaria

Secuencia de aminoácidos desde el extremo N-terminal al C-terminal. Indica los aminoácidos que componen la

proteína y en que orden se sitúan


Estructura secundaria

Disposición de la secuencia primaria en el espacio. Se producen enlaces de hidrógeno entre los grupos amino y carboxilo de diferentes enlaces peptídicos.

Se forman las estructura de α-hélice y hoja-β


Estructura terciaria

Se forma al plegarse sobre si misma la estructura secundaria


Estructura cuaternaria

Se produce cuando se unen varias cadenas polipeptídicas

LAS PROTEÍNAS

La desnaturalización es la pérdida de las estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria.

Puede estar provocada por cambios de pH, de temperatura o por sustancias desnaturalizantes.

En algunos casos la desnaturalización puede ser reversible.

Desnaturalización

Renaturalización

PROTEÍNA NATIVA PROTEÍNA DESNATURALIZADA

Desnaturalización y renaturalización de una proteína


Clasificación

formadas únicamente por aminoácidos

formadas por aminoácidos y grupo

prostético

HOLOPROTEÍNAS HETEROPROTEÍNAS

PROTEÍNAS


Clasificación de las proteínas: holoproteínas

PROTEÍNAS FIBROSAS PROTEÍNAS GLOBULARES

• Generalmente, los polipéptidos que las forman se encuentran dispuestos a lo largo de una sola dimensión.

• Son proteínas insolubles en agua.

• Tienen funciones estructurales o protectoras.

COLÁGENO

MIOSINA Y ACTINA

QUERATINAS

FIBRINA

ELASTINA

Se encuentra en tejido conjuntivo, piel, cartílago, hueso, tendones y córnea.

Responsables de la contracción muscular.

Forman los cuernos, uñas, pelo y lana.

Interviene en la coagulación sanguínea.

Proteína elástica.

• Más complejas que las fibrosas.

• Plegadas en forma más o menos esférica.

GLOBULINAS

ALBÚMINAS

HISTONAS Y PROTAMINAS

Realizan transporte de moléculas o reserva de aminoácidos.

Diversas funciones, entre ellas las inmunoglobulinas que forman los anticuerpos.

Se asocian al ADN permitiendo su empaquetamiento.


HETEROPROTEÍNA GRUPO PROSTÉTICO EJEMPLO

Glucoproteína Glúcido fibrinógeno

Clasificación de las proteínas: heteroproteínasEn su composición tienen una proteína (grupo proteico) y una parte no proteica (grupo prostético).

Cromoproteína Pigmento

Porfirínicas Grupo hemo o hemino hemoglobina

No porfirínicas Cobre, Hierro o retinal rodopsina

Nucleoproteína Ácidos nucleicos cromatina

Fosfoproteína Ácido fosfórico caseína

Lipoproteína Lípido quilomicrones

LAS PROTEÍNAS

Funciones

• ESTRUCTURAL

Colágeno en huesos y cartílago. Queratina en uñas y pelo

• TRANSPORTADORA

Hemoglobina transporta O2 en la sangre. Proteínas transportadoras de colesterol

• REGULADORA

Insulina u hormona de crecimiento

• CONTRÁCTIL

Actina y miosina en la contracción muscular

• DEFENSA INMUNITARIA

Anticuerpos

• ENZIMÁTICA O BIOCATALIZADORA

Enzimas

LAS PROTEÍNAS

PROTEÍNAS ENZIMÁTICAS

Actúan como catalizadores biológicos aumentando la velocidad de las reacciones metabólicas

Enzima (E)Sustratos (S)

Complejo enzima-sustrato

(ES)

Enzima (E)

Productos (P)

E + S → ES → E + P

LAS PROTEÍNAS

PROTEÍNAS ENZIMÁTICAS ¿Cómo aumentan la velocidad de las reacciones metabólicas?

Reduciendo la energía de activación de la reacción

LAS PROTEÍNAS


Se clasifican según el tipo de reacción que catalizan

Se nombran con el sufijo –asa añadido al sustrato sobre el que actúan o la reacción que realizan

ACETIL COENZIMA A MALONIL COENZIMA A

ÁCIDO OXALACÉTICO ÁCIDO MÁLICO

Malato-deshidrogenasa

AcetilCoAcarboxilasa

OXIDORREDUCTASAS

Catalizan reacciones de oxidorreducción.

SINTETASAS O LIGASAS Catalizan la síntesis de moléculas con hidrólisis de ATP.

LAS PROTEÍNAS


Propiedades

• EspecificidadCada enzima solo actúa sobre un tipo de sustrato

y solo cataliza un tipo de reacción

Enzima

Sustrato

Complejo enzima-sustrato

• EficienciaUna molécula de enzima transforma muchas de

sustrato y no se consumen en el proceso

LAS PROTEÍNAS


Propiedades

Pepsina Tripsina

Cada enzima actúa a un pH óptimo. Cada enzima tiene una temperatura óptima para actuar.

pH óptimo

Tª óptimapH

óptimo

Los cambios de pH alteran la estructura terciaria y por tanto, la actividad de la enzima.

Las variaciones de temperatura provocan cambios en la estructura terciaria o cuaternaria, alterando la actividad del enzima.

LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

Se componen de C, H, O, N y P. Son polímeros formados por la unión de nucleótidos

H2O

BASE NITROGENADA (Adenina)

PENTOSA (Ribosa)

NUCLEÓSIDO (Adenosina)

ION FOSFATO

Enlace N-glucosídico

NUCLEÓTIDO (Adenosín 5’-monofosfato)

Enlace éster

H2O

LOS ÁCIDOS NUCLEICOSPIRIMIDÍNICAS

PÚRICASCitosina Timina

(exclusiva del ADN)Uracilo

(exclusiva del ARN)

Adenina Guanina

PENTOSA AZÚCARES

Tipos de pentosas

DESOXIRRIBOSA

RIBOSA


• Los nucleótidos se unen por enlaces fosfodiéster formando polinucleótidos

Adenina

Citosina

Timina

Guanina

Extremo 3’

• La cadena presenta dos extremos libres: el 5’ unido al grupo fosfato y el 3’ unido a un hidroxilo.

• Cada cadena se diferencia de otra por:

> Su tamaño

> Su composición.

> Su secuencia de bases.

• La secuencia se nombra con la inicial de la base que contiene cada nucleótido:

Extremo 5’

ACGT


Tipos

ADN

ARN

Ácido desoxirribonucleico: Con desoxirribosa y citosina, timina, adenina y guanina

Ácido ribonucleico: Con ribosa y citosina, uracilo, adenina y guanina

• Se encuentra en el núcleo (donde formará los cromosomas), en mitocondrias y cloroplastos

• Se encuentra en el núcleo y en el citoplasma


Estructura del ADN

• Es una doble hélice enrollada en torno a un eje imaginario

2 nm

Par de bases nitrogenadas

• Las bases nitrogenadas se encuentran en el interior. Las pentosas y los grupos fosfato forman un armazón externo.

Armazón fosfoglucídico

• Cada base se une con otra complementaria de la otra cadena por puentes de hidrógeno. Siempre A con T y G con C.

3,4 nm0,34 nm

• Las dos cadenas son antiparalelas.


Estructura del ADN

Las bases de ambas cadenas se mantienen unidas por enlaces de hidrógeno. Adenina Timina

Guanina Citosina

3 Enlaces de hidrógeno

2 Enlaces de hidrógeno

El número de enlaces de hidrógeno depende de la complementariedad de las bases.


Estructura del ADN

Extremo 3’

Extremo 5’

Extremo 3’

Extremo 5’

• Las dos cadenas son antiparalelas.

Ver formación del enlace


Función del ADN

• Portador de la información hereditaria

La información se codifica en secuencias de bases

El ADN se puede duplicar lo que permite la herencia de la información

REPLICACIÓN DEL ADN

La información del ADN sirve para que las células elaboren sus proteínas (especialmente las enzimas)

VER ADN


Estructura del ARN

Excepto en algunos virus, el ARN es monocatenario.

Bases complementarias.

Zona de doble hélice (horquilla).

Bucle

• Suele estar formado por una cadena simple de nucleótidos


Tipos de ARN y función

ARN mensajero (ARNm)

Copia la información del ADN y la lleva a los ribosomas (trascripción)

ADN

ARN mensajero

ARN ribosómico (ARNr)

Forma parte de los ribosomas

ARN de transferencia (ARNt)

Transportan los aminoácidos a los ribosomas

3’

5’

Brazo T

Brazo A

Brazo D

Anticodón

Zona de unión a la enzima que lo une al aminoácido.

Zona de unión al ribosoma.

Zona de unión al ARNm.


Tipos de ARN y función

ARN mensajero

Ribosoma

El ribosoma es el encargado de la traducción del ARNm y está formado por ARN ribosómico y proteínas.

ProteínaARN de transferencia con aminoácido

ADN


ADN

ARN

PROTEÍNAS

REPLICACIÓN

TRANSCRIPCIÓNTRANSCRIPCIÓN INVERSA

(en algunos virus)

TRADUCCIÓN

La naturaleza basica de la vida

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