UNIDAD 3

Bases Químicas de la Vida.

8. CUATRO FAMILIAS DE MOLÉCULAS BIOLÓGICAS

(CARBOHIDRATOS, LÍPIDOS, PROTEÍNAS Y ÁCIDOS NUCLÉICOS).

Moléculas orgánicas: El Carbono.

Carbohidratos: simples, monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.

Lípidos: grasas fosfolípidos, glucolípidos y esteroides.

Proteínas: aminoácidos.

Ácidos Nucleicos: Ácido desoxirribonucleico (ADN), Ácido

Ribonucleico (ARN).

UNIDAD 3

BASES QUÍMICAS DE LA VIDA.

La Materia Viva

La materia está La materia está formada

por átomos. Los seres vivos, como

materia que somos, estamos también

formados por átomos, llamados

Bioelementos, que se combinan

formando moléculas, llamadas

Biomoléculas.

Los átomos que componen a los seres vivos se encuentran por todo el

Universo, pero en la materia inerte se hallan en distinta proporción que en la

materia viva. Es indudable que la vida es algo más que simple materia, pero es

importante conocer de qué materia se compone la vida, para poder

comprenderla mejor. En este tema podrás comprobar cómo se forman las

moléculas que nos componen y entender sus funciones biológicas.

Estructura de La Materia Viva.

Toda la materia viva está compuesta de elementos primarios como son el C, H,

O, N, S, P (Carbono, Hidrogeno, Oxigeno, Nitrógeno, Azufre, Fosforo), que son

imprescindibles para formar las principales moléculas biológicas como son los

glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. También tenemos los

bioelementos secundarios como: Ca, Na, Cl, K, Mg, Fe, entre otros.

BIOELEMENTOS O ELEMENTOS BIOGENÉSICOS.

Es el origen de la vida y se dividen en 3:

1. Elementos Primarios. .3. Oligoelementos.

2. Elementos Secundarios.

1. Bioelementos primarios: Son básicos para la vida y ayudan a la formación

de glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos y estos son: C (carbono), H

(hidrógeno), O (oxígeno), N (nitrógeno), S (azufre), P (fósforo).

Carbono: Se encuentra libre en la naturaleza en 2 formas: diamante y grafito.

Además forma parte de compuestos inorgánicos, CO2, C6H12O6. El 20% de

carbono tenemos en los seres vivos.

Hidrógeno: Es un inodoro, incoloro e insípido, es más ligero que el aire. Se lo

encuentra en un 10% en la sustancia fundamental del ser vivo.

Oxigeno: Es un gas muy importante en la mayoría de los seres vivos porque

ayuda a su respiración. Esta en un 65% en el ser vivo.

Nitrógeno: Es el componente esencial de los aminoácidos y los ácidos

nucleicos. Participa en la constitución del ADN. Forma el 3% de la sustancia

fundamental en la materia viva.

Azufre: Se encuentra en forma nativa en regiones volcánicas. Está en el 0,02%

en los humanos.

Fósforo: Desempeñan un papel especial en la transferencia de energía como

lo es en el metabolismo, la fotosíntesis, la función nerviosa y la acción

muscular. Y están formando un 0,01% en el ser vivo.

2. Bioelementos Secundarios: Son aquellos cuya concentración en las

células esta el 0,05% y 1%. También llamados micro elementos. Y se dividen

en indispensables, variables y oligoelementos.

Indispensables: Estos no pueden faltar en la vida celular, tenemos el Sodio

(necesario para la contracción muscular), Potasio (para la conducción

nerviosa), Cloro (para mantener el balance de agua en la sangre y fluido

intersticial), Hierro (coagulación de la sangre, permeabilidad de la sangre),

Magnesio (interviene en la síntesis y degradación del ATP y en la síntesis del

ARN).

Variables: Bromo, Titanio y Vanadio.

Oligoelementos: Intervienen en cantidades muy pequeñas pero cumplen

funciones esenciales en los seres vivos y los principales son:

- Hierro.- Sintetiza la hemoglobina.

- Cobre.- Nos protege contra las infecciones.

- Zinc.- Es necesario para la cicatrización de las heridas.

- Cobalto.- Sirve para sintetizar las vitamina B12.

BIOMÓLÉCULAS ORGÁNICAS O PRINCIPIOS INMEDIATOS (CHONSP)

Glúcidos.- Se dividen en 3: monosacáridos, disacáridos, polisacáridos,

polisacáridos. Ejemplo: Glucosa (C6H12O6).

- Monosacáridos: Sólidos cristalinos, son blancos y dulces. Su terminación es

en osa. Pentosa-Tetrosas-Hexosas.

- Disacáridos: Reserva energética. Son biomoléculas, no son dulces pero

pueden formar almidón, celulosa, quitina.

- Polisacáridos: Fuente energética. Formada por la unión de 2 sacáridos.

Maltosa, Sacarosa, Lactosa.

Lípidos.- Provienen del griego Lypos = grasa, formadas básicamente por C, H,

poco por O y también pueden tener N, S, P. Insolubles en agua y muy solubles

en disolventes orgánicos como en éter, alcohol. 1 gr. de lípidos equivale a 9

calorías. Se obtiene la energía de la mitocondria.

Proteínas.- Proviene del griego Protos = Lo

primero. Son macromoleculares. C, H, O, N, S, Fe,

Cu, P. Formados mediante aminoácidos

peptídicos. Son la estructura básica de tejidos,

músculos, tendones, piel, uñas. Función metabólica

y reguladoras, definen la identidad (ADN). 1gr. de

proteínas equivale a 4 calorías. Las proteínas son

las biomoléculas que más diversidad de funciones

realizan en los seres vivos; prácticamente todos los

procesos biológicos dependen de su presencia y/o actividad. Son proteínas

casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones metabólicas de las células;

muchas hormonas, reguladores de actividades celulares; la hemoglobina y

otras moléculas con funciones de transporte en la sangre; anticuerpos,

encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentes

extraños; los receptores de las células, a los cuales se fijan moléculas capaces

de desencadenar una respuesta determinada; la actina y la miosina,

responsables finales del acortamiento del músculo durante la contracción;

el colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén.

Ácidos Nucleicos.- Son macromoléculas que se encargan del

almacenamiento, la transmisión y el uso de la información; son polímeros cuyos

monómeros son los nucleótidos.

Los ácidos nucleicos son grandes polímeros formados por la repetición

de monómeros denominados nucleótidos, unidos mediante enlaces

fosfodiéster. Se forman, así, largas cadenas; algunas moléculas de ácidos

nucleicos llegan a alcanzar tamaños gigantescos, con millones de nucleótidos

encadenados. Los ácidos nucleicos almacenan la información genética de

los organismos vivos y son los responsables de la transmisión hereditaria.

Existen dos tipos básicos, el ADN y el ARN.

El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Friedrich Miescher, quien

en el año 1869 aisló de los núcleos de las células una sustancia ácida a la que

llamó nucleína,1 nombre que posteriormente se cambió a ácido nucléico.

Posteriormente, en 1953, James Watson y Francis Crick descubrieron la

estructura del ADN, empleando la técnica de difracción de rayos X.

- ADN (Ácido Desoxirribonucleico): El ácido desoxirribonucleico contiene

instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los

organismos vivos conocidos y algunos virus, y es responsable de su

transmisión hereditaria.

El ADN es bicatenario, está constituido por dos cadenas polinucleotídicas

unidas entre sí en toda su longitud. Esta doble cadena puede disponerse en

forma lineal (ADN del núcleo de las células eucarióticas) o en forma circular

(ADN de las células procarióticas, así como de

las mitocondrias y cloroplastos eucarióticos). La molécula de ADN porta la

información necesaria para el desarrollo de las características biológicas de un

individuo y contiene los mensajes e instrucciones para que las células realicen

sus funciones. Dependiendo de la composición del ADN (refiriéndose a

composición como la secuencia particular de bases), puede desnaturalizarse o

romperse los puentes de hidrógenos entre bases pasando a ADN de cadena

simple o ADNsc abreviadamente.

- ARN (Ácido Ribonucleico): El ácido ribonucleico formado por una

cadena de ribonucleótidos. Está presente tanto en las células procariotas como

en las eucariotas, y es el único material genético de ciertos virus (virus ARN).

El ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos

virus es de doble hebra.

El ARN difiere del ADN en que la pentosa de los nucleótidos constituyentes es

ribosa en lugar de desoxirribosa, y en que, en lugar de las cuatro bases A, G,

C, T, aparece A, G, C, U (es decir, uracilo en lugar de timina). Las cadenas de

ARN son más cortas que las de ADN, aunque dicha característica es debido a

consideraciones de carácter biológico, ya que no existe limitación química para

formar cadenas de ARN tan largas como de ADN, al ser el enlace fosfodiéster

químicamente idéntico. El ARN está constituido casi siempre por una única

cadena (es monocatenario), aunque en ciertas situaciones, como en los ARNt y

ARNr puede formar estructuras plegadas complejas y estables.

Mientras que el ADN contiene la información, el ARN expresa dicha

información, pasando de una secuencia lineal de nucleótidos, a una secuencia

lineal de aminoácidos en una proteína. Para expresar dicha información, se

necesitan varias etapas y, en consecuencia existen varios tipos de ARN:

El ARN mensajero se sintetiza en el núcleo de la célula, y su secuencia de

bases es complementaria de un fragmento de una de las cadenas de ADN.

Actúa como intermediario en el traslado de la información genética desde el

núcleo hasta el citoplasma. Poco después de su síntesis sale del núcleo a

través de los poros nucleares asociándose a los ribosomas donde actúa

como matriz o molde que ordena los aminoácidos en la cadena proteica. Su

vida es muy corta: una vez cumplida su misión, se destruye.

El ARN de transferencia existe en forma de moléculas relativamente

pequeñas. La única hebra de la que consta la molécula puede llegar a

presentar zonas de estructura secundaria gracias a los enlaces por puente

de hidrógeno que se forman entre bases complementarias, lo que da lugar

a que se formen una serie de brazos, bucles o asas. Su función es la de

captar aminoácidos en el citoplasma uniéndose a ellos y transportándolos

hasta los ribosomas, colocándolos en el lugar adecuado que indica la

secuencia de nucleótidos del ARN mensajero para llegar a la síntesis de

una cadena polipeptídica determinada y por lo tanto, a la síntesis de una

proteína.

El ARN ribosómico es el más abundante (80 por ciento del total del ARN),

se encuentra en los ribosomas y forma parte de ellos, aunque también

existen proteínas ribosómicas. El ARN ribosómico recién sintetizado es

empaquetado inmediatamente con proteínas ribosómicas, dando lugar a las

subunidades del ribosoma.