La materia es una mezcla natural de tipo coloide que tiene como solvente el agua y como soluto principalmente las grandes moléculas orgánicas o macromoléculas.

                Los seres vivos están formados por variedad de átomos y compuestos seleccionados a lo largo proceso evolutivo. Por tanto, para entender las estructuras y funciones de los seres vivos, necesitamos un conocimiento básico de estos átomos y compuestos, cómo se relacionan entre sí para producir movimiento, crecimiento, comunicación entre neuronas, ATP, etc.

 

1)         Cuadro 2.1. Elementos mayores presentes en el cuerpo humano

 

Nombre

masa %

Importancia o función

Oxígeno

65

Necesario para la respiración celular; presente en casi todos los compuestos orgánicos; forma parte del agua

Carbono

18

Constituye el esqueleto de las moléculas orgánicas; puede formar cuatro enlaces con otros tantos átomos

Hidrógeno

10

Presente en la mayoría de los compuestos orgánicos; forma parte del agua

Nitrógeno

3

Componente de todas las proteínas y ácidos nucleicos y de algunos lípidos

Calcio

1,5

Componente estructural de los huesos y dientes; importante en la contracción muscular, conducción de impulsos nerviosos y coagulación de la sangre

Fósforo

1

Componente de los ácidos nucleicos; componente estructural del hueso; importante en la transferencia de energía. Integra los fosfolípidos de la membrana celular.

 

2)         Cuadro 2.2. Principales Oligoelementos presentes en el cuerpo humano

 

Potasio

0.4

Principal ion positivo (catión) del interior de las células; importante en el funcionamiento nervioso; afecta a la contracción muscular

Azufre

0,3

Componente de la mayoría de las proteínas

Sodio

0,2

Principal ion positivo del líquido intersticial (tisular); importante en el equilibrio hídrico del cuerpo; esencial para la conducción de impulsos nerviosos

Magnesio

0,1

Necesario para la sangre y los tejidos del cuerpo; forma parte de muchas enzimas

Cloro

0,1

Principal ion negativo (anión) del líquido intersticial; importante en el equilibrio hídrico

Hierro

trazas

Componente de la hemoglobina y mioglobina; forma parte de ciertas enzimas

Yodo

trazas

Componente de las hormonas tiroideas

 

Cuadro 2.3. Propiedades de los isótopos más utilizados en Biología

 

ISÓTOPO

VIDA MEDIA

ISÓTOPO ESTABLE Y % DE FRECUENCIA

14C

5770 años

12C (98,89%)

3H

12,26 años

1H (99,985%)

35S

86,7 días

32S (95,0%)

32P

14.3 días

31P (100,0%)

33P

25 días

 

125I

57,4 días

127I (100,0%)

131I

8,05 días

 

19O

29 s

16O (99,76%)

16N

7,35 s

14N (99,63%)

 

 

1.        BIOELEMENTOS

Llamados elementos biogenésicos, son los elementos químicos naturales presentes en los seres vivos. Se caracterizan por ser estables, tienen bajo peso molecular. De los elementos que existen (92 naturales y 17 artificiales) 27 aproximadamente se encuentran en los seres vivos.

Los clasificaremos atendiendo a su abundancia:

·         Primarios: o Macro-elementos. Son fundamentales para construir moléculas orgánicas (Glúcidos, Lípidos, Proteínas, Ácidos Nucleicos) e inorgánicas (Agua, Sales Minerales, Gases), Son en número de seis: C, H, O, N, P, S constituyendo el 98.5% del peso de la materia viva.

·         Secundarios: o Micro-elementos, con relación a los anteriores se presentan en una proporción del 1% y son: Ca, Na, K, Cl, Fe, I, Mg.

·         Trazas: u Oligoelementos, Están presentes en cantidades diminutas, en menos del 0,5%, y son indispensables para los seres vivos. Algunos actúan como cofactores enzimáticos, son: Mn, Cu, Zn, Co, F, Mo, Se, y otros más.

 

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2.        BIOMOLECULAS

Denominados también: PRINCIPIOS INMEDIATOS

Son todas las moléculas orgánicas e inorgánicas que provienen de la combinación de los elementos biogenésicos entre sí:

 

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Inorgánicas           Orgánicas

clip_image005clip_image005Sin enlace        Con enlace

C – C                 C – C    

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almidón

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3.        EL AGUA

·         Es el compuesto inorgánico más abundante en la Tierra.

·         Es el más abundante de los compuestos en un ser vivo

·         El contenido de agua en un organismo depende de la edad y de la actividad metabólica.

·         Es importante: por ser el solvente de la mayoría de las Biomoléculas, actuar como medio dispersante, participar en muchas reacciones químicas.

·         El agua representa el 65 a 70% del peso corporal de (un hombre de 70 kg de peso tiene aproximadamente 42 litros de agua). La distribución corporal del agua en el ser humano es como sigue:

·         Intracelular (2/3) dentro de la célula y se encuentra como:

                                                                            i.      Agua libre 95%: como solvente y dispersante del coloide

                                                                           ii.      Agua ligada (5%): unida laxamente a las proteínas

·         Extracelular: (1/3) distribuida en:

                                                                            i.      Intersticio: Liquido cefalorraquídeo y sinovial

                                                                           ii.      Plasma: dentro de vasos sanguíneos y linfáticos

·         Su molécula está formada por dos átomos de H y un átomo de O  unidos por enlaces covalentes, es una molécula polar lo que permite que se adhiera electrostática mente a proteínas y otras Biomoléculas polares (agua ligada)

·         Tiene enlace Puente de H (Es un enlace no covalente que se forma por atracción electrostática entre el átomo de O con el átomo de H de otra molécula de agua) que es la base de muchas de las propiedades térmicas del agua.

 

Propiedades del Agua:

·         Alto calor específico 1 cal/g.°C

·         Elevado punto de ebullición 100°C a 1 atm. De presión

·         Calor latente de vaporización 540 cal/g

·         Alta capacidad de conductividad térmica

·         Densidad  (máxima a 4°C) 1 g/cm3

·         Gran capacidad disolvente gracias a su naturaleza dipolar

·         Bajo poder de ionización al disociarse en un anión (OH-) y un catión (H+) considerando que a temperatura y presión standard, sólo se disocian 1 x 10-7 moles/l de moléculas de agua

Funciones:

·         Es el hábitat de muchos organismos vivos

·         Constituye el medio dispersante en los líquidos intracelulares y extracelulares

·         Mantiene la morfología celular o tisular (estructural)

·         Es el medio en el que se transportan las sustancias

·         Ayuda a mantener constante la temperatura de los organismos vivos (termorreguladora)

·         Es el lubricante de membranas u otras estructuras celulares (amortiguadora)

·         Indispensable para la realización del metabolismo ya que todo proceso fisiológico se produce en medio acuoso.

·         Las primeras formas de vida se originaron en el agua.

 

4         SALES MINERALES

Estos compuestos inorgánicos se encuentran en pequeñas proporciones en el protoplasma.

En los seres vivos se encuentran en tres formas:

- Disueltas: las que se ionizan en medio acuoso, las más importantes son:

  Cationes: Na+, K+, Ca++, Mg++

  Aniones: Cl-, PO4, CO3, HCO3-, SO4.

  Hay concentraciones iónicas constantes en el medio interno, cualquier

  Variación de dicho equilibrio provoca alteraciones fisiológicas.

   Los iones más abundantes son:

   

Iones

Intracelular

Extracelular

Catión

K+

Na+

Anión

PO4

Cl-

 

-Precipitadas: Aquellas que constituyen estructuras sólidas, insolubles, con función esquelética.

Ejemplo: Concha de moluscos, en los huesos, en las diatomeas

-Asociadas: Aquellas que están combinadas con proteínas (Fosfoproteínas), con lípidos (fosfolípidos).

Funciones:

·         Regula la presión osmótica de las células

·         Regula el equilibrio ácido-base de la célula

·         Forman estructuras esqueléticas

·         Estabilizan dispersiones coloidales

·         Actúan como cofactores

·         Intervienen como buffer.

 

5         CARBOHIDRATOS o GLUCIDOS

Llamados también Glúcidos, Hidratos de Carbono o Azúcares.

-Son los compuestos ternarios (formados por C – H – O)

-Químicamente se derivan de los aldehídos (Aldosa… osa) o de las cetonas (Cetosa… Ulosa) de alcoholes polihidroxilados.

-Son los primeros compuestos orgánicos sintetizados por los organismos autótrofos (fotosíntesis) y los principales en aportar energía a los seres vivos.

-Clasificación: Según su estructura y según el N° de carbonos en la cadena:

1.        Osas: Monosacáridos

2.        Holósidos: de dos a diez monosacáridos

3.        Heterósidos

           -Monosacáridos

·         Triosas: Glicéridos, dihidróxiacetona

·         Tetrosas: Eritrosa, Eritrulosa

·         Pentosas: Ribosa, Desoxirribosa, Ribulosa

·         Hexosa: Glucosa, Fructosa, Galactosa

·         Heptosas: Heptulosas

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            -Disacáridos: Maltosa, Lactosa, Sacarosa, trehalasa

            -Trisacáridos: Rafinosa

            -Oligosacáridos: Maltotriosa                            

            -Polisacáridos: Unión de muchos monosacáridos (11 a miles) con pérdida de una

             molécula de agua (enlace glucosídico)

                                clip_image015   

·         De reserva: Almidón ( amilosa y Amilopectina) Glucógeno ( en hígado y músculos)

·         Estructural: Celulosa (forma la pared celular unidades de glucosa) Quitina (exoesqueleto de artrópodos) Unidades de acetil glucosamina

4.        Glucoproteidos

·         Glucolípidos                                              

·         Glúcidos de los Ácidos Nucleicos

          Carbohidratos más importantes:

·        Osas: Son monosacáridos Cn(H2O)n

Glúcidos formados por 3, 4, 5, 6 ó 7 átomos de carbono

Se clasifican en triosas, tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas

Tienen estructura lineal las triosas y tetrosas

A partir de las pentosas adoptan forma cíclica, pueden formar anillos de 5 lados (furanos) y de seis lados (piranos, el grupo hidroxilo del carbono 1 (aldosas) o el carbono 2 (cetosas) puede estar orientado en posición  b hacia arriba o en posición a hacia abajo:

-Arabinosa: Goma arábiga

-Xilosa: Madera

-Ribosa: Constituye el ARN, ATP, NAD, FAD

-Desoxirribosa: Desoxiazúcar (pierde un oxígeno), está en el ADN

 

 

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-Ribulosa: Es el fijador del CO2 en la fotosíntesis

-Glucosa: Dextrosa es el más abundante e importante, se encuentra en la sangre, jugo de uvas y en los tejidos

-Fructosa: Levulosa Es el glúcido más dulce que existe (miel)

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-Galactosa: Forma el azúcar de la leche, está en el tejido nervioso.

·        Disacáridos: C12 H22 O11

Formados por la unión de dos monosacáridos mediante Enlace Glucosídico (se origina de la reacción entre grupos OH de dos monosacáridos con pérdida de una molécula de agua)

-Sacarosa: Glucosa + Fructosa, es el azúcar de mesa, se obtiene de la caña de azúcar (remolacha) (no tiene poder reductos sobre el Licor de Fehling) Tiene enlace a (1 – 2)

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-Lactosa: Glucosa + Galactosa, es el azúcar de leche presenta enlace b (1 – 4)

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-Maltosa: Glucosa + Glucosa, es el azúcar de Malta, se da en la germinación de los cereales. Su enlace es a (1 – 4)

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·        Polisacáridos: Formados por más de diez monosacáridos unidos por enlaces glucosídicos, no tienen sabor dulce:

-Almidón: Es de reserva energética de los vegetales, está integrado por dos tipos de polímeros la amilosa cuyo enlace es a (1 – 4) de cadena lineal y la amilopectina de enlace a (1 – 6) de cadena ramificada

-Glucógeno: Es un glúcido de reserva animal, se almacena en el hígado y músculos presenta más ramificaciones que el almidón

tiene enlaces a (1 – 4) y a (1 – 6)

-Celulosa: Es el principal constituyente de las paredes celulares de las células vegetales, presenta enlace b (1 – 4), es el principal componente de la madera, la ropa de algodón y las hojas de los cuadernos son de celulosa.

-Quitina: Forma el exoesqueleto de los insectos, arácnidos y crustáceos, también está en la pared celular de los hongos.

-Sulfato de Condroitina: Forma la estructura del tejido cartilaginoso y óseo

cido Hialurónico: Se encuentra en la sustancia fundamental del tejido conjuntivo.

-Heparina: Interviene con anticoagulante inhibiendo la conversión de la protrombina en trombina.

 

(b)       Número de estereoisómeros de los monosacáridos

 

Número de carbonos

Aldosas

Cetosas

centros quirales

estereoisómeros

Centros quirales

estereoisómeros

3

1

2

0

-

4

2

4

1

2

5

3

8

2

4

6

4

16

3

8

7

5

32

4

16

 

 

        Funciones:

                -Energética: Aportando energía para los seres vivos

                -Estructural: Conforman la estructura orgánica de muchos seres vivos: pared celular,

              tejido conjuntivo, exoesqueleto de artrópodos.

             -Forma La trama estructural de los ácidos nucleicos, las paredes celulares de las

              bacterias y plantas, exoesqueleto de los artrópodos

             -Se unen a proteínas y lípidos

6         LIPIDOS

Son Biomoléculas orgánicas heterogéneas de estructura química diversa, que se caracterizan por ser insolubles en el agua, pero solubles en solventes orgánicos de baja polaridad como el éter, etanol, benceno o cloroformo.  Constituidos fundamentalmente de C – H – O   y a veces de P y N. Su estructura básica es de alcoholes unidos a ácidos grasos, generalmente por enlace de éster. 

Clasificación:

·         SAPONIFICABLES: Lípidos apolares insolubles en el agua que forman jabones al reaccionar con álcalis, pueden ser:

a) Simples (Hololípidos): Constituidos por alcohol y ácidos grasos, pertenecen a este grupo:

Acilgliceroles: Son grasas neutras, provienen de la unión del glicerol con 1 a 3 ácidos grasos. Los triglicéridos son importantes porque se almacenan en el adiposito y se transportan en el cuerpo como lipoproteínas (HDL, VDL).

Ceras: Constituidas por un alcohol y un ácido graso, ambos de cadena larga, su función es actuar recubriendo superficies para evitar la deshidratación y reducir el riesgo de infecciones.

b) Complejos: (heterolípidos): Además de alcohol y ácidos grasos contienen otros compuestos químicos, Está conformado por los grupos de:

Fosfolípidos: Están constituidos por ácidos grasos, alcohol, ácido fosfórico y otras moléculas (generalmente son nitrogenadas)

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Se clasifican en:

Fosfoacilgliceroles (Alcohol glicerol): Lípidos complejos más abundantes se encuentran en la membranas de las células eucariontes (Lecitinas, cefalinas, fosfotidicilserina)

Esfingomielinas (Alcohol esfingocina): Constituyen membranas biológicas, ejemplo del tejido nervioso (Axones neuronales)

Glucolípidos: Formados por la unión de carbohidratos al ácido graso y a la esfingosina. Los principales glucolípidos que funcionan como receptores moleculares son:

Cerebrósidos, contienen azúcares neutros como glucosa o galactosa. Se encuentran en la sustancia blanca (Fibras mielínicas).

Gangliósidos: contienen oligosacáridos y forman determinantes antigénicos, (Grupo sanguíneo ABO), constituyen la sustancia gris.

 

·         INSAPONIFICABLES: Son los que carecen de ácidos grasos y no forman jabones. Se les considera lípidos por disolverse en solventes orgánicos. Pueden ser:

Esteroides: Su unidad estructural es el Ciclo pentano perhidrofenantreno. El colesterol es el esterol más abundante en los animales.

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Está presente en las membranas biológicas. El colesterol también es precursor de las hormonas esteroides (andrógenos, progesterona, estrógenos, aldosterona y cortisol) las vitaminas D y las sales biliares.

Terpenos: (Isoterpenos) Son lípidos formados por la polimerización de moléculas de isopreno.

·        Esencias Vegetales: mentol, geraniol, Limoneno, alcanfor, vainilla

·        Vitaminas: A, E, K

·        Pigmentos vegetales: Clorofila, Xantofila

·         Prostaglandinas: producen sustancias que regulan la coagulación de la sangre y cierre de las heridas, aparición de la fiebre como defensa del organismo

Ø 

 

Son importantes: Las vitaminas liposolubles A – E – K, Los pigmentos fotosintéticos como los carotenos y los compuestos aromáticos como el limoneno y el pimentol.

 

FUNCIONES:

·         Estructural, por estar en las membranas

·         Energética, por almacenarse en el tejido adiposo

·         Protectora, contra golpes y el frío

·         Transportadora, facilita la absorción intestinal

·         Hormonal, forma hormonas liposolubles.

 

Lípidos simples

contienen C, H, O

Ácidos grasos

Eicosanoides

Glicéridos

Céridos

Terpenos

Esteroides

Lípidos complejos

contienen C, H, O, N, S, P

Fosfolípidos

Esfingolípidos

 

 

7         PROTIDOS O PROTEINAS

Son Biomoléculas de elevado peso molecular constituidas por C – H – O N pueden contener además P – S. Presentan como unidad estructural a los aminoácidos.

Se dividen en:

·         Aminoácidos

·         Péptidos  - Oligopéptidos (2 a 10 aminoácidos)

  -Polipéptidos (11 a 100 aminoácidos)

·        Proteidos o proteínas

AMINOÁCIDOS: Son unidades estructurales de los prótidos que presentan los grupos carboxilo   (- COOH) y amino (- NH2) unidos a una cadena lateral R.

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Son grupos sólidos, solubles en el agua en su estado natural se presentan como zwitteriones (Anfóteros)

-Clases: desde el aspecto nutricional son esenciales y no esenciales

 

AMINOÁCIDOS ESENCIALES

No podemos elaborarlos

AMINOÁCIDOS NO ESENCIALES

Si podemos elaborarlos

Valina – Leucina – Metionina – Isoleucina – Fenilalanina – Lisina – Histidina – Treonina  Triptófano – Arginina

Alanina – Asparragina –  Ácido Aspártico

Glutamina – Ácido Glutámico – Cisteina – Glicina – Prolina – Serina – Tirosina

 

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Péptidos: Estas moléculas resultan de la unión de más de dos aminoácidos por enlace peptídico.

Enlace Peptídico: Se forma por la reacción entre el grupo ácido de un aminoácido y el grupo amino de otro aminoácido, liberándose una molécula de agua.

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Los Péptidos se clasifican en:

-Oligopéptidos, están integradas por 2 a 10 aminoácidos. Ejemplos: La carnosina (Dipéptido), el glutation (tripéptido), vasopresina (nonapéptido)

-Polipéptidos, resultan de la unión de 11 a 100 aminoácidos. Ejemplos: Glucagón (30 a.a.) ACTH (30 a.a.) Insulina (51 a.a.)

Proteínas o Proteidos: Moléculas formadas por más de 100 aminoácidos son de vital importancia en la estructura y función de los seres vivos.

Viene de la voz griega proteus = Lo primero, lo fundamental

-Estructura de las proteínas:

  Presentan cuatro tipos de estructura:

a) Primaria: Se refiere a la secuencia de los aminoácidos en la cadena polipeptídica, el único enlace es el peptídico.

b) Secundaria: Indica la posición espacial de los aminoácidos que componen una proteína. Tiene dos enlaces el peptídico y el puente de H, esta estructura pude adquirir tres configuraciones: a o hélice, b u hoja plegada y g o al azar.

c) Terciaria: Forma que adopta una cadena polipeptídica en el espacio (superplegamiento) posee los enlaces, peptídico, puente de H, fuerzas de Van der Walls, puentes disulfuro y puentes salinos.

d) Cuaternaria: Esta estructura la presentan las proteínas conformadas por dos o más cadenas polipeptídicas, Es la forma como interaccionan dichas cadenas.

Ej.: Lactosa sintetasa (2 cadenas), Hemoglobina (4 cadenas).

Clasificación de las Proteínas:

Por su estructura y su función pueden ser:

A) Simples u Holoproteicas: Están formadas sólo por aminoácidos, según la estructura que presenten pueden ser:

-Fibrosas: Si sólo tiene un tipo de estructura secundaria, tienen función estructural y son insolubles en el agua. Son: Colágenos, Queratinas, Elastinas y Fibrinas.

-Globulares: Si tienen 2 o más tipos de estructura secundaria y son solubles en el agua. Son: Histonas, Protaminas, Prolaminas, Globulinas, Glutamina, Albúminas.

B) Conjugadas o Heteroproteínas: Además de poseer aminoácidos, presentan compuestos no proteicos que se denominan grupos prostéticos, según este grupo pueden ser:

-Glucoproteínas: Mucina, Interferón, Anticuerpos

-Lipoproteínas: Sueros

-Nucleoproteínas: Nucleosomas

Cromoproteínas: Hemoglobina, Clorofila, Hemocianina.

-Fosfoproteinas: Caseína, Vitelina

 

PROPIEDADES DE LAS PROTEÍNAS:

-Alta especificidad: Cada especie de ser vivo tiene proteínas diferentes. Es la causa de los rechazos en transplantes y transfusiones.

-Se desnaturalizan: A elevada temperatura y por acción de ácidos o álcalis fuertes pierden sus propiedades biológicas.

-Son anfóteras: Por la presencia del grupo amino libre en un extremo de la cadena polipeptídica y el grupo carboxilo en el otro extremo

-Solubilidad variable: Desde muy solubles hasta totalmente insolubles

FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS:

a.        Biocatalizadora: Enzimas

b.        Transportadora: hemoglobina, hemocianina

c.        Motora: actina y miosina

d.        Estructural: queratina, tubulina

e.        Defensiva: Inmunoglobulinas

f.         Hormonal: Insulina, tiroxinas

g.        Reserva: ovoalbúmina, lactoalbúmina

h.        Reguladora: Regulan la expresión de ciertos genes y otras regulan la división celular: las ciclinas

i.          Homeostática: Mantiene el equilibrio osmótico y actúan como amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno

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8         ENZIMAS

Llamadas Biocatalizadores, son proteínas globulares producidas por las células para acelerar las reacciones químicas sin modificarse.

Las enzimas al participar en una reacción disminuyen la energía de activación y el tiempo de reacción.

Las sustancias sobre las cuales actúa la enzima se llama sustrato.

La sustancia o sustancias producidas por acción enzimática son los productos de reacción

Cofactores Enzimáticos: Son sustancias de naturaleza no proteica requeridas para la actividad de algunas enzimas. Estos pueden ser inorgánicos u orgánicos

-Inorgánicos: Iones en su mayoría Mg++, Zn++, Cu++. Fe++, Mn++, actúan estabilizando la unión enzima y sustrato.

-Orgánicos: se denominan coenzimas, son cofactores orgánicos esenciales para la actividad de la enzima, ejemplo la coenzima A, NAD

La enzima sin cofactor se denomina Apoenzima (carece de actividad), que unida al cofactor se denomina Holoenzima, o enzima activa, que tiene actividad catalítica.

PROENZIMA (Zimógenos): Son moléculas proteicas precursoras de enzimas, no tienen actividad, son transformadas a enzimas por activadores o inductores, los activadores fraccionan a los zimógenos transformándolos a enzimas

Propiedades Enzimaticas:

·        Se desnaturalizan por ser proteína

·        Son solubles en agua, etanol y glicerol.

·        Tiene alta especificidad por el sustrato o la función gracias al centro activo

·        No varían las leyes termodinámicas

·        No se combinan con el sustrato, sólo reducen la energía de activación de la reacción

·        Se necesitan pequeñísimas cantidades para transformar grandes cantidades de sustrato.

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Nomenclatura Y Clasificacion De Enzimas:

Se les nombra de acuerdo al sustrato sobre el cual actúan agregándoles la terminación “asa”, por ejemplo a las enzimas que oxidan se las llama  oxidasas.

De acuerdo a la función catalítica se clasifican en:

·         Oxidorreductasas, catalizan reacciones de óxido reducción. Ej.: deshidrogenasas, oxidasas.

·         Transferasas, transfieren grupos funcionales. Ej.: quinasas.

·         Ligasas, permiten la unión de moléculas formando enlaces. Ej.: Polimerasas.

·         Liasas, forman enlaces dobles con ruptura de moléculas. Ej.: Desaminasas

·         Hidrolasas, provocan la ruptura de moléculas utilizando agua. Ej.: Carbohidrasas.

Isomerasas, catalizan la interconversión de isómeros ópticos geométricos o de posición. Ej.: Fosfogliceromutasa

 

9         ACIDOS NUCLEICOS

Son moléculas pentarias formadas por C, H, O, N y P de elevado peso molecular constituidas por unidades estructurales llamadas nucleótidos

-Nucleótido: Monómero Constituido por:

·         Base Nitrogenada.- Compuesto heterocíclico que se clasifica en: Purinas: Adenina y Guanina. Pirimidinas: Citosina, Timina y Uracilo

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·         Pentosa.- Es un azúcar con anillo de furanosa, pueden ser: Ribosa y Desoxirribosa.

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·         Ácido Fosfórico.- (ortofosfórico) Compuesto inorgánico que tiene la propiedad de colorear al nucleótido

-Nucleósido: Está constituido por la pentosa y una base nitrogenada. Ej.: La desoxiadenosina

 

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-Enlace Fosfodiéster: Es el enlace característico de los ácidos nucleicos, permite la unión de los nucleótidos.

Resulta de la reacción entre el ácido fosfórico de un nucleótido con el grupo hidroxilo de la pentosa de otro nucleótido. En dicho procesos se libera una molécula de agua.

CLASES:

Por el azúcar que contienen pueden ser: ADN y ARN

-ACIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)

Es una gran molécula bicatenaria

Helicoidal y de gran longitud presente en el núcleo y algunos organelos

Según Watson y Crick el ADN tiene una estructura en doble hélice,

antiparalelas, enrolladas en espiral, complementarias y unidas por enlace

Puente de Hidrógeno.

La Timina se une a la Adenina a través de dos puentes de hidrógeno, así

como la Guanina se une a la citosina por tres puentes de hidrógeno

 

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Estructura del ADN:

·         Estructura Primaria: Es la secuencia de nucleótidos de una hebra o cadena de ADN

·         Estructura Secundaria: Es la disposición antiparalela y en espiral de las dos cadenas de ADN

·         Estructura Terciaria: Es el aspecto de rosario que muestra el ADN debido a la formación de nucleosomas (segmentos de ADN rodeando histonas).

·         Estructura Cuaternaria: Es el conglomerado de nucleosomas debido al plegamiento de la estructura terciaria, que se aprecia en el núcleo interfásico (cromatina)

        Funciones del ADN

·         Almacenar la información hereditaria (código genético)

·         Transmitir la información genética (replicación)

·         Controlar la actividad celular mediante instrucciones impartidas al ARN

        -ACIDO RIBONUCLEICO (ARN)

         Macromolécula constituida por una cadena de polirribonucleótidos con

         A, G, C, y U. Presenta como azúcar a la ribosa.

          Clases de ARN:

·         ARNm (Mensajero). Molécula cuya configuración lineal está constituida por un polinucleótido. El ARNm se sintetiza a partir del ADN. Copia la información del ADN (en forma de CODONES) y lo transporta hacia los ribosomas. Tiene una vida muy reducida, después de formado el polipéptido sale del ribosoma y se desintegra en el citosol.

·         ARNr (Ribosómico). Es un filamento de polinucleótidos de configuración globular y asociado a proteínas. Forma las subunidades ribosómicas.

·         ARNt (Transferencia). Es una molécula de configuración en hoja de trébol. Reconoce los codones del ARNm y forma los anticodones para transportar los aminoácidos del citosol al ribosoma, durante la síntesis de los polipéptidos

 

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 Funciones del ARN:

·         Permite la expresión de la información biológica.

·         Sintetizar proteínas.

 

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10      COLOIDES

Son un tipo de dispersión de mucha importancia biológica.

Es el medio donde ocurren los fenómenos biológicos

Presentan dos componentes la fase dispersante y la fase dispersa.

Las partículas de la fase dispersa tienen un diámetro que fluctúa entre una milésima y una cienmilésima de micrómetro, este tamaño es intermedio entre las moléculas de las soluciones y las partículas de las suspensiones

En los coloides cuando la fase dispersa tiene afinidad por la fase dispersante se les denomina LIOFILOS y si no tienen afinidad se llaman LIOFOBOS, si la fase dispersa es el agua pueden ser HIDRÓFILOS (PROTEINAS, GLUCIDOS) o HIDRÓFOBOS (MICELAS DE GRASA, MICELAS METALICAS)

ESTADOS: Presentan dos estados sol y gel

 

ESTADOS

Fase Dispersa

Fase Dispersante

Aspecto

SOL

(Líquido)

Sólido

Líquido

Líquido

GEL

(Semisólido)

Líquido

Fibras

Entrelazadas

Semipastoso o

Gelatinoso

 

PROPIEDADES:

·         Movimiento Browniano, es un movimiento caótico, desordenado de las partículas coloidales causado por la colisión o choque con las moléculas del solvente.

·         Efecto Tyndall, las partículas coloidales difunden la luz, es decir, dejan ver lateralmente un haz de luminoso que las atraviesa.

·         Electroforesis, es debido a las cargas eléctricas que presentan las partículas coloidales, los componentes de un coloide se pueden separar por electroforesis.

Este proceso se define como el transporte de las partículas coloidales debido a la acción de un campo eléctrico.

·         Sedimentación, en condiciones normales una dispersión coloidal es estable (sus partículas no sufren el efecto de la gravedad), pero sometidas a campos gravitatorios pueden sedimentar (centrifugación, ultracentrifugación).

·         Diálisis. Las partículas coloidales no filtran con el papel filtro ordinario, pero sometidas a diálisis se pueden separar las partículas de elevado peso molecular (coloides) de las de bajo peso molecular (Cristaloides) usando papel celofán, pergaminos, membranas celulares.

ORGANIZACIÓN DE LAS MACROMOLECULAS

Existen moléculas enormes que contienen cientos de miles de atomos que son conocidos como macromoléculas

Algunas de ellas ocurren naturalmente y conforman diversas clases de compuestos que son literalmente vitales como por ejemplo el almidón y celulosa que son polisacáridos que proporcionan alimento; proteínas que forman parte importante del cuerpo animal y los ácidos nucleicos que controlan la herencia a nivel molecular

También hay macromoléculas sintéticas que incluyen  a los blastómeros que tienen esa elasticidad particular tan característica del caucho. Fibras alargadas y delgadas, características del algodón, lana, seda y los plásticos. Estas macromoléculas se hacen por procesos de polimerización que viene a ser la unión de muchas moléculas pequeñas para dar origen a moléculas muy grandes

ORIGEN DE LAS CELULAS

La vida más primitiva sobre la tierra sólo estaba formada por células procarióticas, esferas microscópicas aisladas parecidas a las bacterias modernas, esto hace aproximadamente unos 3500 millones de años, según los fósiles más antiguos

Las células eucariotas podrían tener mas de 2000 millones de años pero no menos. El momento exacto en que se produjo esta novedad es un tema muy debatido. Entonces  cómo surgieron las células eucarióticas

La teoría más aceptada sostiene que ciertos orgánulos de las células eucariotas se originaron por simbiosis; es decir los que antes eran microorganismos independientes, se reunieron como célula hospedadora y hospedada primero por casualidad y después por necesidad. En un momento no determinado, las células hospedadas se convirtieron  en orgánulos  de un nuevo tipo de células. Formando a sí  una célula de mayor complejidad en comparación a la célula procariota

5         pH  POTENCIAL DE HIDROGENIONES

-Es la medida que nos indica la concentración de los iones H o hidrogeniones que contiene una solución matemáticamente es el log negativo de la concentración iones H

clip_image059        pH = – log [H+]          log  =    1 /  [H+]

-El término pH se usa para describir el grado de acidez o alcalinidad de una solución expresada en la siguiente escala:

                       0                                             7                                             14

clip_image060                       |               |               |               |               |               |               |  

                       H+    Acidez                       Neutro                Alcalino OH-

-El pH de los fluidos que conforman a los organismos vivos se encuentra muy cerca de la neutralidad lo que asegura un buen funcionamiento y mantenimiento de sus moléculas.  

Ejemplos:-  Fluido                                                       pH

                               Jugo Gástrico                                         2

                               Orina                                                       6

                               Agua pura                                              7

                               Sangre                                                   7,4

                               Semen                                                   7,2 a 7,7

                               J. Pancreático                                        7,1 a 8,2

 

6         BUFFER (Tampón o Amortiguador)

Los aumentos o disminuciones mínimos del pH pueden ocasionar cambios drásticos tanto en la estructura como en la función, lo que ocasiona la muerte de las células o de los organismos completos.

Un amortiguador es un compuesto que tiende a mantener una solución o pH constante aceptando o liberando iones H+ en respuesta a pequeños cambios en la concentración de H+, generalmente están constituidos por un ácido débil una sal ( Base débil)

- Ácido Carbónico / Bicarbonato   H2CO3; HCO3- , Sangre Es el tampón más importante y el que en mayor cantidad está en los líquidos del organismo. Es generado por los riñones y ayuda en la excreción de H+

- Fosfato H2PO4- ; HPO4Ayuda a la excreción de H+ en los túmulos renales

- Ejemplo de Buffer en la Sangre:

 

clip_image061                        HCO3-     +     H+    H2CO3

      

clip_image062                     H2CO3     +     OH-             HCO3-   +  H2O

                Amonio: tras una sobrecarga ácida, la célula tubular renal produce amoniaco (NH3) que se combina  con los H+ en el túbulo renal para formar amonio (NH4 +) Este proceso permite una mayor excreción renal de H+

                Proteínas: Están presentes en las células, la sangre y el plasma. La hemoglobina es la proteína tampón más importante