BIOELEMENTOS: MOLÉCULAS BIOLÓGICAS BIOLÓGICAS Material de apoyo para el curso de Biología de X año

De los más de 112 elementos químicos descritos en la Tabla Periódica sólo 22 están presentes en la mayoría de los seres vivos, y de ellos únicamente 16 están presentes en todos los seres vivos. Estos 16 bioelementos se agrupan en: A) Elementos mayores: son 4: C, H, O y N; representan el 99.25% del total, y dan lugar a las biomoléculas principales. B) Elementos menores: son 12: Ca, P, Na, K, Cl, S, Mg, Fe, Cu, Zn, Co, I.

COMPOSICIÓN (%) EN BIOELEMENTOS DEL CUERPO HUMANO O % C 9.5 % N 1.4 % Otros 0.75 % H 62.6 % %: H,O, C, N 0.75 %: Ca: 0.33 P: 0.23 K: 0.06 S: 0.05 Na: 0.04 Cl: 0.03 Mg: 0.01 Fe: Trazas: Cu, I, Co, Zn

PORCENTAJE DE BIOMOLÉCULAS DE UNA CÉLULA HUMANA Proteínas 15 % Lípidos 3 % Azúcares 2 % ADN < 0.5 % Metabolitos intermedios > 1.5 % ARN 2 % Sales 1 % H %

Biomoléculas Carbohidratos Proteínas Ácidos nucleicos Lípidos

La palabra “carbohidrato” proviene de que la fórmula molecular de estos compuestos también puede expresarse como hidratos de carbono. C( H 2 O ) n Molécula de agua presente en la fórmula La palabra “carbohidrato” proviene de que la fórmula molecular de estos compuestos también puede expresarse como hidratos de carbono. C( H 2 O ) n Molécula de agua presente en la fórmula CARBOHIDRATOS

Carbohidratos: C, H, O DisacáridosMonosacáridos Polisacáridos Glucosa Ribosa Fructosa Estructurales Primera fuente de energía Reserva energética Maltosa Sacarosa Glucógeno: animales Almidón: plantas Quitina Enlace glucosídicoLiberación de H 2 0 Funciones Se clasifican en

Monosacáridos: son los azúcares simples, su fórmula es (CH 2 O) y hay tres tipos muy conocidos: -Triosas: de tres átomos de carbono. Ej: gliceraldehído y la dihidroxiacetona. gliceraldehído y la dihidroxiacetona. -Pentosas: de cinco átomos de carbono. Ej: ribosa y desoxirribosa. -Hexosas: de seis átomos de carbono. Ej. glucosa, fructosa y galactosa.

La glucosa es la mayor fuente de ENERGÍA. - Es el principal combustible celular. - Cuando se quema 1g de azúcar puede liberar 4 Kcal. 4 Kcal.

Disacáridos: se forman por enlaces glucosídicos de dos monosacáridos.. Sacarosa = glucosa + fructosa.. Lactosa = glucosa + galactosa.. Maltosa = glucosa + glucosa

Polisacáridos: son polímeros, moléculas muy grandes formadas por muchas unidades moleculares que se repiten, llamadas monómeros. -Almidón: energético, sintetizado por vegetales. vegetales. -Glucógeno: reserva energética en animales. animales. -Celulosa: estructural, sintetizado por vegetales. vegetales. -Quitina: estructural, pared celular de hongos, exoesqueleto en insectos. hongos, exoesqueleto en insectos. Polisacáridos: son polímeros, moléculas muy grandes formadas por muchas unidades moleculares que se repiten, llamadas monómeros. -Almidón: energético, sintetizado por vegetales. vegetales. -Glucógeno: reserva energética en animales. animales. -Celulosa: estructural, sintetizado por vegetales. vegetales. -Quitina: estructural, pared celular de hongos, exoesqueleto en insectos. hongos, exoesqueleto en insectos.

LÍPIDOS Enlace covalente no polar C, H, O Hidrofóbicos insolubles en agua Ácido grasoGlicerol Cadena hidrocarbonada Grupo carboxilo - COOH 3 Grupos - OH +

LÍPIDOS Contienen C, H, O y algunos además N y P.. Son insolubles en agua, pero solubles en compuestos orgánicos no-polares como alcohol, acetona, éter, cloroformo y benceno. no-polares como alcohol, acetona, éter, cloroformo y benceno.. Pueden actuar como combustibles, componentes estructurales, hormonas. hormonas.

Reserva energética Estructurales LÍPIDOS FUNCIÓN BIOLÓGICA       Transporte de nutrientes Mensajeros químicos  Pigmentos Coenzimas Aislantes Función catalítica 

Grasas Triglicéridos Ceras Reserva de energía Origen animal Mantequilla Tocino Origen vegetal aceites Aceite de maíz Aceite de oliva Saturadas Insaturadas Función

GRASAS VEGETALES Y ANIMALES

Según el número de ácidos grasos, se distinguen tres tipos de estos lípidos  Monoglicéridos, que contienen una molécula de ácido graso  Diglicéridos, con dos moléculas de ácidos grasos  Triglicéridos, con tres moléculas de ácidos grasos

Triglicéridos se almacenan como Gotitas en el tejido adiposo Vertebrados Osos Tiburón Estrella de mar Depósito líquido Hígado Las grasas y aceites comestibles puros son incoloros, inodoros e insípidos

Cumplen función como reservas energéticas (combustibles) a largo plazo, gracias a que almacenan el doble de energía que los carbohidratos.. Los aceites son insaturados. Tienen un bajo punto de fusión. fusión.. Las grasas son saturadas. Tiene un alto punto de fusión, se solidifican a temperatura ambiente. fusión, se solidifican a temperatura ambiente. Cumplen función como reservas energéticas (combustibles) a largo plazo, gracias a que almacenan el doble de energía que los carbohidratos.. Los aceites son insaturados. Tienen un bajo punto de fusión. fusión.. Las grasas son saturadas. Tiene un alto punto de fusión, se solidifican a temperatura ambiente. fusión, se solidifican a temperatura ambiente.

Ceras Ésteres de alcoholes cadenas largas ácidos grasos Hojas, frutos, tallos de las plantas terrestres Recubrimiento impermeabilizante Sólidas Piel, pelo de mamíferos, plumas de ave, etc. Evitan daño de los órganos vitales Cera de abeja Estructuras: colmenas Betún para zapatos, velas, flores artificiales

CERAS

Fosfolípidos Ácidos grasos, un alcohol, ácido fosfórico, compuesto nitrogenado

Yema de huevo Frijol de soya  Metabolismo de las grasas  Transporte de electrones  Transporte de iones Animales y vegetales Membranas celulares Intervienen Función estructural  Recubren órganos  Dan consistencia: hígado, cerebro y médula espinal Fosfolípidos

Glucolípidos Receptora de moléculas externas Cara externa Neuronas Bicapa lípidica Membrana celular Ácido graso, un alcohol, glúcido o azúcar Reconocimiento celular

Glucolípidos

Membrana celular con fosfolípidos, glucolípidos y proteínas

Esteroides Estructura formada por 4 anillos fusionados

Hormonas esteroideas Hormonas suprarrenales Vitamina D Colesterol Esteroles Esteroides Hormonas sexuales

Colesterol Parte estructural de las membranas Molécula base: sirve para la síntesis de casi todos los esteroides Crecimiento Desarrollo Exceso Arteriosclerosis

Vitamina D Necesaria para los huesos y dientes Prepara los órganos femeninos para la gestación Progesterona Se encuentra en: bacterias, hongos, algas, plantas superiores Irradiación del ergosterol con luz solar Se produce: piel de animales Hormonas sexuales Testosterona Responsable de los caracteres sexuales masculinos

Hormonas suprarrenales Cortisona: regula la síntesis del glucógeno Prostaglandinas  Regulan la circulación de la sangre  Provocan fiebre. Mecanismo de defensa  Reducen la secreción de los jugos gástricos  Papel fisiológico en la reproducción animal

PROTEÍNAS Aminoácido Enlace peptídico C,H,O,N Reserva Contráctiles Estructurales Aminoácido Transporte Catalizador químico Defensa Enzimas + - NH 2 - COOH

PROTEÍNAS Son polímeros formados a partir de monómeros estructurales llamados: aminoácidos. Los aminoácidos esenciales son imprescindibles para el funcionamiento del cuerpo y no pueden ser sintetizados por este, son: treonina, metionina, lisina, valina, triptofano, leucina, isoleucina y fenilalanina (histidina). Tienen diferentes niveles de organización. Son insolubles en agua. Principalmente son moléculas informativas, estructurales.

Estructurales Fibras Tendones Tejido conectivo Tejido cartilaginoso Tejido óseo Colágeno Pelo de mamíferos Seda de arañas Uñas Queratina  Elasticidad  Soporte mecánico  Estructural

Contráctiles Movimiento muscular Células Movilidad Contracción Adherencia Actina Miosina Originan

Reserva Seroalbúmina Sangre Albúminas Fuente de aminoácidos Ovoalbúmina Huevo Lactoalbúmina Leche

Catalizador químico Enzimas Se regenera Hidrólisis sacarosa Sacarasa Reacciones metabólicas  Velocidad de reacción Forma globular Son proteínas especializadas en catálisis biológica, altamente eficientes, específicas y su actividad puede ser regulada. Funcionan en fase acuosa bajo condiciones favorables de pH y T.

Defensa Inmunoglobulinas Transportados por la sangre Anticuerpos Enfermedades: virus, bacterias, sustancias extrañas

Transporte Entre célulasComunicación HEMOGLOBINA

Muchos iones y moléculas específicas son transportados por proteínas específicas La hemoglobina transporta oxígeno en la sangre de los vertebrados. La hemocianina transporta oxígeno en la sangre de los invertebrados. La mioglobina transporta oxígeno en los músculos. Las lipoproteínas transportan lípidos por la sangre. Los citocromos transportan electrones.

ÁCIDOS NUCLEICOS ADN desoxirribosa doble hélice A-T C-G ADN genómico ADN mitocondrial ARN ribosa cadena sencilla A-U C-G ARNm ARNt ARNr Nucleótidos Grupo fosfato Azúcar Base nitrogenada

Bases nitrogenadas Adenina A Guanina G Timina T Uracilo U Citosina C

A-T Dos puentes de hidrógeno C-G Tres puentes de hidrógeno

ADN Genes Controlan todas las actividades de la célula Información genética ADN Proteínas Traduce ARN Transcribe

ARN ARN mensajeroARN transferenciaARN ribosomal Responsable de trasladar la información genética para la síntesis de proteínas del ADN al citoplasma. Se encarga de captar los ami- noácidos del citoplasma y llevarlos a los ribosomas Forma parte de los ribosomas se encarga de la biosíntesis de las proteínas