Unidad 1 : Organización y componentes moleculares

UNIDAD 1: ORGANIZACIÓN Y COMPONENTES MOLECULARES

Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería Campus Guanajuato , IPNBiología Celular Unidad 1

M.C. Julieta Sepúlveda Angulo 2015 1

Relacionar las biomoléculas

que conforman las células

con las funciones

que realizan.


Introducción

• Biología y ramas de la biología

• Características de los seres vivos

• Niveles de organización

Componentes inorgánicos

• Bioelementos (sales)

• Agua

Componentes orgánicos

• Carbohidratos

• Lípidos

• Proteínas

• Ácidos Nucleicos

• Enzimas y coenzimas.

CONTENIDO


INTRODUCCIÓN



BIOLOGÍA Y RAMAS DE LA BIOLOGÍA



BIOLOGÍA


Ciencia que tiene como objeto de estudio a los seres vivos


B I O L O G Í A B I O L O G Í A

VIDA ESTUDIO O TRATADO

Actividad: Ramas de la Biología


1.- Traduce el enunciado proporcionado en tu libreta.

2.- En el trozo de papel proporcionado escribe la definición

traducida y elabora un pequeño dibujo relacionado en el mismo.

3.-Participa en el Foro 1.1: Ramas de la Biología.


Indicaciones: Foro 1.2: BIOELEMENTOS. Y Demostración AGUA.

RAMAS DE LA BIOLOGÍA


B

i

o

l

o

g

í

a

Etnología

Botánica

Zoología

Ornitología

Ficología

Briología

Microbiología

Fanerogámica

Pteridología

Mastozoología

Herpetología

Entomología

Virología

Ictiología

Helmintología

Protozoología

Micología

Biofísica

Bioquímica

BiogeografíaBioestadística

Ecología

Paleontología

Elaboró: M.C. Julieta Sepúlveda Angulo 2015


Ciencia que tiene como objeto El estudio de la unidad fundamental de todos los seres vivos que

habitan nuestro planeta: la célula.BIOLOGÍA CELULAR


BIOLOGÍA CELULAR


CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS


ACTIVIDAD : Seres Vivos




1.- Formación de equipos.

2.- Leer el texto asignado.

3.- Elaborar una Oración Significativa Original.

• Oración corta

• Contiene S y P

• Vocabulario propio (tuyo!!)

4.-Esctibir Oración en el pintarrón.

5.- Anotar todas las oraciones en el cuaderno.

CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS

15

Estructura y Organización definida

Metabolismo

Irritabilidad

Homeostasis

Reproducción

*Crecimiento

Evolución

ADN base molecular

OneRepublic - I Lived


NIVELES DE ORGANIZACIÓNM.C. Julieta Sepúlveda Angulo 2015 16


NIV

ELES

DE

OR

GA

NIZ

AC

IÓN

DE

LA

MAT

ERIA

VIV

A

M.C. Julieta Sepúlveda Angulo 2015 19Átomo

Molécula/Compuesto

Organelo

Célula

Tejidos

Órgano

Sistema/ Aparato

Individuo

EspeciePoblaciónComunidadEcosistema


CÉLULASM.C. Julieta Sepúlveda Angulo 2015 20


CLASIFICACIÓN



Célula: Unidad funcional de los seres vivos

TEJIDOS


Tejido: Conjunto de células similares, usualmente con origen embrionariocomún y funciones comunes, que realiza actividades especializadas.


TEJIDOS ANIMALES


Epitelial ConectivoAdiposo

Óseo

Sanguíneo

Linfático

CArtilaginoso

MuscularEstriado

Liso

Cardiaco

Nervioso


EPITELIAL

M.C. Julieta Sepúlveda Angulo 2015

24

Recubre la piel

Forma barreras

Cubre el tejido conectivo

Cubre cavidades

Protege órganos de la fricción.

Regula la temperatura y la presión

Produce hormonas.


ESTRATIFICADO

SIMPLE

TEJIDO MUSCULAR


Encargado de proporcionar movimiento.

LISO

ESTRIADO

CARDIACO


TEJIDO NERVIOSO


Formado por Neuronas

Encargado de la transmisión del impulso nervioso


TEJIDO CONECTIVO


Es la base para todos los demás tejidos.

Formado por pocas células pero está muy irrigado.

Proporciona cohesión a las células.

ADIPOSO

ÓSEO

CARTILAGINOSO

SANGUÍENO

LINFÁTICO


TEJIDO ADIPOSO


Formado por ADIPOCITOS Se encarga de la reserva

energética Es un aislante térmico Proporciona forma al cuerpo


TEJIDO ÓSEO


Formado por: Osteoclastos Osteoblastos Osteocitos

Tiene un ESTROMA extracelular CALCIFICADO!

Tienen lagunas en las que se alojan los osteocitos.


TEJIDO CARTILAGINOSO


Formado por los CONDROCITOS y CONDROPLASTOSTiene mucho colágeno


TEJIDO SANGUÍNEO


Se encarga de transportar los nutrientes

OxígenoGlucosaSales mineralesHormonas

Formado porPlasmaCélulas Sanguíneas


TEJIDO LINFÁTICO


Formado por LINFOCITOS Se encarga de proteger.


TEJIDOS VEGETALES


Tejidos Vegetales

Meristemáticos

Pri

mar

ios

Secu

nd

ario

s

Fundamentales

Paré

nq

uim

a

Escl

erén

qu

ima

Co

lén

qu

ima

Protectores

Epid

érm

ico

Sub

ero

so

Vasculares

Xile

ma

Flo

ema




Seres vivos

Compuestos inorgánicos

Bio

elem

ento

s (S

ales

)

Agu

a

Compuestos

orgánicos

Car

bo

hid

rato

s

Líp

ido

s

Pro

teín

as

Áci

do

s n

ucl

eico

s

Vit

amin

as

Enzi

mas

y

coen

zim

as

COMPONENTES

COMPONENTES INORGÁNICOS



BIOELEMENTOS



BIOELEMENTOSM.C. Julieta Sepúlveda Angulo 2015 38


Elementos que conforman la materia viva

Pri

mar

ios

Oligoelementos

Mn, Fe, Co, Cu, Zn, B, Al, Mo, I, Si

Na, Cl, Mg, K, Ca

Secundarios

Na, Cl, Mg, K, Ca

PRIMARIOSM.C. Julieta Sepúlveda Angulo 2015 39


• Forma cadenas

• Mucho compuestos

• 2 y 3 Enlaces

• Cuatro e de valencia

• Más pequeño

• Un solo electrón

• Enlace covalente con C

• Muy electronegativo

• Muy reactivo

• 21 % aire• Compone

el Agua

• Más abundante en la atmósfera

• Aminoácidos• Puente de

hidrógeno

• Fosfolípidos• Presente en

membranas• ATP

• Presente en proteínas

Forman el 99 % de la materia viva Elementos más abundantes en la naturaleza.

SECUNDARIOSM.C. Julieta Sepúlveda Angulo 2015 40


Elementos que se encuentran en menor proporcion.

TRAZA/OLIGOELEMENTOS

41


Superóxidodismutasa

Citocromos, Catalasas, Oxigenasas, nitrogenasas

Vitamina B12, trasncarboxilasa

Respiración ( Citocromo c oxidasa), Fotosíntesis (plastocianina),

algunas superóxido dismutasas

Respiración ( Citocromo c oxidasa), Fotosíntesis (plastocianina)

Nitrogenasas, nitrato reductasas, sultito oxidasas.

Síntesis de Hormonas Tiroideas

Síntesis de Hormonas Tiroideas

En plantas es necesario para la división

diferenciación y elongación.

Catalizador

Indispensables en las células pero en cantidades pequeñas.

MOLÉCULA DEL AGUA



Estructura y propiedades



• Formada por la combinación de unátomo de O y dos de H , líquida,inodora, insípida e incolora.

• Es el componente más abundantede la superficie terrestre.

• Parte constituyente de todos losorganismos vivos.

Estructura y propiedades



• Molécula formada por • Oxígeno (∂-)

• Muy electronegativo• Hidrógeno (∂+)

• Presenta enlace covalente• Puede Formar puentes de

hidrógeno• Presenta hibridación de

orbitales

Actividad: Agua



1.- Acomodarnos en U2.- Una mesa en el centro

3.- Cada equipo realizará una pequeña demostración según las instrucciones

proporcionadas, adicionando el nombre de la propiedad que se demuestra.

4.- Los demás equipos registrarán *nombre propiedad

*Dibujo de desmostración

*Nota: Buscar y registrar en la libreta las funciones del agua en los seres vivos.

COHESIÓN MOLECULAR



• Atracción entre moléculas que

mantiene unidas las partículas de una sustancia.

TENSIÓN SUPERFICIAL



Cantidad de energía necesaria para aumentar su

superficie por unidad de área.

CAPILARIDAD



Fenómeno de adhesión por el

cual el agua sube espontáneamente al estar en un tubo

muy delgado.

CALOR ESPECÍFICO



Cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura , en un

grado Celsius, a un gramo de agua en

condiciones estándar.

En el agua es muy elevado (1cal/°C.g)

DENSIDAD IRREGULAR



Magnitud que expresa la relación entre la masa

y el volumen de un cuerpo.

• A presión normal Mínima densidad.

• Baja temperaturaAumenta densidad

• Después de 4°C la densidad comienza a bajar.

CALOR DE VAPORIZACIÓN



• Cantidad de energía necesaria para que la unidad de

masa de una sustancia que se

encuentre en equilibrio con su

propio vapor a una presión de una

atmósfera pase completamente del

estado líquido al estado gaseoso.

SOLVENTE UNIVERSAL



• Separar un soluto polar y así disolver muchas

sustancias.

• * La mayoría de las reacciones bioquímicas se dan solo dentro de soluciones acuosas.

Insoluble en grasas



• Incapacidad de disolverse ni diluirse en

grasas o lípidos.

COMPONENTES ORGÁNICOS



ACTIVIDAD: BIOMOLÉCULAS



CARBOHIDRATOS



Glúcidos, azúcares o hidratos de carbono, Polihidroxialdehídos , Presentan (CH2O), Presentan grupos funcionales: Aldehído o cetona.



ESTRUCTURAS

FUNCIONES



Fuente y almacenamiento de combustible celular (ENERGÍA)

Sirven como componente estructural de las células

Algunos de ellos participan en la lubricación de articulaciones y en impedir la deshidratación de las superficie de cartílagos, huesos y tendones.

CLASIFICACIÓN



Carbohidratos

Monosacáridos Oligosacáridos Polisacáridos

MO

NO

SAC

ÁR

IDO

S



Principales monosacáridos:Hexosas (6)

GlucosaFructosaGalactosa

Pentosas (5)RibosaDesoxiribosa

Triosas (3)*Gliceraldehído

Azúcares simples o grupo delas osas (aldosas y cetosas)Moléculas con 3-10 C, los demayor importancia son los de5 y 6 carbonos (pentosas yhexosas)

ENLACE GLUOSÍDICO



OLI

GO

SAC

ÁR

IDO

S



Azúcares compuestos por 2

a 6 azúcares simples.

Los más importantes son los DISACARIDOS (con 2)

• Sacarosa (Fructosa + glucosa)

• Lactosa (Glucosa +galactosa)

• Maltosa (Glucosa + Glucosa)

M.C. JULIETA SEPÚLVEDA ANGULO

PO

LISA

CÁ

RID

OS



Son MACROMOLECULAS al romperse tienen más de

10 azúcares simples.

ESTRUCTURALES• Celulosa (plantas)• Quitina (Insectos)

ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA

• Almidón (Plantas)• Glucógeno

(Animales)


M.C. JULIETA SEPÚLVEDA ANGULO

LÍPIDOS



Biomoléculas formadas por LARGAS CADENAS de carbonos, Tienen estructuras complejas que se combinan con otras para facilitar su función, Son insolubles en agua (hidrofobicos), Alguno son saturados (fáciles de digerir), Otros son Insaturados, con dobles enlaces. (difícil de digerir), Lípidos sólidas ( saturadas)= grasas, Lípidos líquidos (insaturadas)= aceites

FUNCIONES



Componentes estructurales (membrana plasmática)

Reserva energética

Aislante de temperatura

Permite que las plumas de las aves se mantengan secas. (hidrofobicidad)

CLA

SIFI

CA

CIÓ

N



LípidosSaponificables

(c/ácidos graso)

Simples

Aci

lglic

érid

os

Cer

as

ComplejosFo

sfo

lípid

os

Glu

colíp

ido

s

No Saponificables

(s/ácidos graso)

Terpenos EsteroidesProstaglan

dinas

CLSIFICACIÓN



Fosfolípidos

Ácidos Grasos

Acilglicéridos

Ceras

Esfingolípidos, Gangliósidos, Cerebrósidos.

Esteroides

Isoprenoides

Prostaglandinas

Ácidos grasos



• Formados por :

Cadena hidrocarbonada + grupo ácido

• Fuente de energía

Grasas saturadas (animales)

Grasas insaturadas (vegetales)

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Myristic_acid.png

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Myristic_acid.png

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Myristic-acid-3D-vdW.png

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Myristic-acid-3D-vdW.png

ENLACE ÉSTER



Ácilglicéridos



• Formadas por Cadenas hidrocarbonadas +

Glicerol

• Los que tienen tres ácidos grasos se llaman Triglicéridos y son los

responsables de formar un abrigo protector que

aisla del frio y calor excesivos.

FosfolípidosM.C. Julieta Sepúlveda Angulo 2015 73


• Formados por:

cadenas de carbonos

+Glicerol+ fosfato

• Intervienen en la estructura de las membranas celulares.


CerasM.C. Julieta Sepúlveda Angulo 2015 74


•Son ésteres de ácidos grasos

•Se incorporan a las estructuras de protección vegetal para impermeabilizar.

EsfingolípidosGanglíosidosCerebrósidos M.C. Julieta Sepúlveda Angulo 2015 75


• Esfingosina derivada del glicerol

• Abundantes en el Tejido Nervioso, principalmente

*Actualmente son de interés por que se están estudiando la comprensión y búsqueda de terapias contra el Alzheimer

EsteroidesM.C. Julieta Sepúlveda Angulo 2015 76


• Son cuatro anillos derivados del esterato

• Forma estructuras de membranas y hormonas sexuales.


Isoprenoides



•Formados por anillos de isopreno

•PRECURSORES de VITAMINAS A E y K

Prostaglandinas



•Derivados del ácido prostático

•Hormonas de control de presión sanguínea

ÁCIDOS NUCLÉICOSM.C. Julieta Sepúlveda Angulo 2015 79


Son biomoléculas complejas formadas por largas cadenas de unidades llamadas nucleótidos

FUNCIONES



Son almacén de la información genética de los organismos

Responsable de la transmisión de características hereditarias

Estructura



Fosfato Azúcar Base Nitrogenada

Nucleótido



Regla de Chargaff

CLASIFICACIÓN



Ácido Desoxiribonucléico

(ADN)

Ácido Ribonucléico(ARN)

ADN



Formado por nucleótidos FosfatoAzúcar =Desoxiribosa

Bases nitrogenadas= ATC y G

Tiene forma de DOBLE HÉLICE

Descubierta su estructura por W y C. + Rosalind

Franklin

ARNM.C. Julieta Sepúlveda Angulo 2015 85


Se clasifica en ARNm (mensajero)ARNt (Transferencia)ARNr (Ribosomal)

Formado por nucleótidos:

• Fosfato• Azúcar= Ribosa• Bases

nitrogenadas= A C G y U

FORMA= UNA HÉLICE SENCILLA

Clasificación RNA M.C. Julieta Sepúlveda Angulo 2015 86


MENSAJERO(Messenger)

Se forma bajo las ordenes del ADN(Es una copia distorsionada)

Su función es llevar la información del

Núcleo ribosomas

RIBOSOMAL(Ribosomal)

Junto con proteínas forma los ribosomas. Participa en la síntesis de proteínas

TRANFERENCIA(Tranfer)

Se localiza en el citoplasma

Tiene forma de tSe encarga de acercar los aninoácidos al ribosoma

en la síntesis de proteínas

PROTEÍNAS



FUNCIÓN/ CLASIFICACIÓN



• Forman parte de las hormonas ( oxitocina) Reguladoras

• Colágeno y elastínaProtectoras

• Forman tejidos, piel, cartílago, hueso.Estructurales

• Hemoglobina, citocromos Transportadoras

• Contracción muscular (actina y miosina)Contráctiles

• Formación de anticuerpos ( IgG, IgM, IgA; etc)Inmunitarias

• Las enzimas ( amilasa, lipasa, lactasa, pepsina)Catalíticas

• En términos evolutivosInformativas

AMINOÁCIDOS



Reguladoras Protectoras Estructurales

Transportadoras Contráctiles Inmunitarias

Catalíticas Informativas

AMINOÁCIDO



Estructura monomérica de las proteínas formada por un grupo amino, un grupo carboxilo y una cadena carbonada (R). [R puede ser neutro, ácido o básico]

H

NH2 C COOH

R

átomo carbono α

grupo aminogrupo carboxilo

grupo cadena lateral



AMONOÁCIDOS ESENCIALES

No los puede sintetizar el humano, HAY QUE CONSUMIRLOS

Histidina FenilalaninaMetionina LeucinaIsoleucina ValinaLisina TreoninaTriprófano

AMINOÁCIDOS

ENLACE PEPTÍDICO



Primario


NIVELES DE ORGANIZACIÓN

Es la secuencia lineal de aminoácidos


Secundario




Patrón de los aminoácidos forma una estructura:• Helicoidal • laminar plegada.

Terciario




La cadena polipeptídica se dobla sobre sí misma para formar una proteína globular

Cuaternario



Agrupación de dos o máscadenas polipeptídicas de tipoglobular.



CATALÍTICAS: Enzimas


Son proteínas cuya función es catalizarreacciones químicas específicas.


Complejo enzima-sustrato


Sustrato Producto

Sitio Activo

Enzima

1.- Enzima y sustrato separados

2.- La enzima reconoce a su sustrato en el sitio

activo.

3.- Transformación del producto

4.- Liberación del producto del sitio

activo.

Biocatalizadores, disminuyen la energía de activación de las reacciones químicas, son muy específicas

Video.


Coenzimas


Son pequeñas moléculas orgánicas no proteicas quetransportan grupos químicos entre enzimas, no formanparte permanente de la estructura enzimática.

NAD+

NADP+

FMN

FAD

Q10

Lipoamida

Biocitina

Fosfato de piridoxal

Coenzimas tetrahidrogólicos

Coenzimas


VITAMINAS Y COFACTORES



Compuestos Orgánicos que se requieren en pequeñas cantidades para cumplir diversas funciones bioquímicas ( La Mayoría actúa como cofactores)

CLASIFICACIÓN



Hidrosolubles

Liposolubles

HIDROSOLUBLES



Se almacenan en pequeña cantidad y su solubilidad permite eliminar rápidamente el exceso

• C- Ácido Ascórbico

• Complejo B:• B 1 – Tiamina• B2 - Riboflavina• B 3 - Niacina • B 5 - Acido

Pantoténico • B6 - Piridoxal• B 8 o H - Biotina• B12 - Cobalamina• Acido Fólico

LIPOSOLUBLES



Pueden ser almacenadas, lo cual puede causar toxicidad

cuando se acumulan en exceso.

• A - Retinol• D2 Ergocalciferol• D 3 – Calcitriol• E Vitamina • E - α -tocoferol • K –

Menaquinona

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