BIOELEMENTOS

Se denominan elementos biogénicos o bioelementos a aquellos elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Atendiendo a su abundancia (no importancia) se pueden agrupar en tres categorías:

1. Bioelementos primarios o principales: C, H, O, N Son los elementos mayoritarios de la materia viva, constituyen el 95% de la masa total

2. Bioelementos secundarios: S, P, Mg, Ca, K Los encontramos formando parte de todos los seres vivos, y en una proporción del 4,5%.

3. Micronutrientes: Fe, Mn, Cu, Zn, Bo, Mo Se denominan así al conjunto de elementos químicos que están presentes en los organismos en forma vestigial, pero que son indispensables para el desarrollo armónico del organismo.

COMPUESTOS INORGÁNICOS

AGUA H2O

GASES O2, N2, CO2

IONES Cationes y Aniones

El agua es el componente principal de la materia viva. Constituye del 50 al 90% de la masa de los organismos vivos. El protoplasma, que es la materia básica de las células vivas, consiste en una disolución de grasas, carbohidratos, proteínas, sales y otros compuestos químicos similares en agua. El agua actúa como disolvente transportando, combinando y descomponiendo químicamente esas sustancias. La sangre de los animales y la savia de las plantas contienen una gran cantidad de agua, que sirve para transportar los alimentos y desechar el material de desperdicio.

EL AGUA

El oxígeno constituye el 21% en volumen o el 23,15% en masa de la atmósfera, el 85,8% en masa de los océanos (el agua pura contiene un 88,8% de oxígeno), el 46,7% en masa de la corteza terrestre (como componente de la mayoría de las rocas y minerales). El oxígeno representa un 60% del cuerpo humano. Se encuentra en todos los tejidos vivos. Casi todas las plantas y animales, incluyendo los seres humanos, requieren oxígeno, ya sea en estado libre o combinado, para mantenerse con vida.

OXIGENO

El nitrógeno constituye cuatro quintos (78,03%) del volumen del aire. Es inerte y actúa como agente diluyente del oxígeno en los procesos de combustión y respiración. Es un elemento importante en la nutrición de las plantas. Ciertas bacterias del suelo fijan el nitrógeno y lo transforman (por ejemplo, en nitratos) para poder ser absorbido por las plantas, en un proceso llamado fijación de nitrógeno

NITROGENO

La atmósfera contiene dióxido de carbono en cantidades variables, aunque normalmente es de 3 a 4 partes por 10.000, y aumenta un 0,4% al año. Es utilizado por las plantas verdes en el proceso conocido como fotosíntesis, por el cual se fabrican los carbohidratos, dentro del ciclo del carbono.

CO2 + H2O C6H12O6 + O2

DIOXIDO DE CARBONO

CICLO DEL CARBONO

COMPUESTOS ORGÁNICOS

CARBOHIDRATOS Azúcares, Almidón,

celulosa, hemicelulosa

LIPIDOS Fosfolípidos, grasas,

aceites, ceras

PROTEINAS Aminoácidos, Enzimas.

ACIDOS

NUCLEICOS

ADN, ARN

COMPUESTO FUNCIONES COMPONENTES COMPOSICIÓN

Carbohidratos

Fuente de energía, material estructural, bloques para otras

moléculas

Azucares o glucidos

mono, di polisacaridos

C, H, O

Lípidos Fuente de energia, material estructural

Acidos grasos y glicerol

C, H, O, P, N, S

Proteinas Fuente de energia,

Material estructural, enzimas

Amino ácidos C, H, O, N, S

Acidos nucleicos

Síntesis de proteina

Nucleótidos (bases

nitrogenadas, azucares y fosfatos)

C, H, O, N, P

COMPUESTOS ORGÁNICOS

Biomoléculas formadas básicamente por carbono (C),hidrógeno (H) y oxígeno (O). Los átomos de carbono están unidos a grupos alcohólicos (-OH), llamados también radicales hidroxilo y a radicales hidrógeno (-H) Formula química (CH2O)n

CARBOHIDRATOS

Los monosacáridos son carbohidratos sencillos, constituídos sólo por una cadena. Se nombran añadiendo la terminación -osa al número de carbonos.Ej: glucosa , fructosa y ribosa.

TIPOS DE CARBOHIDRATOS

Los disacáridos formados por la unión de dos monosacáridos. Ej: sacarosa, lactosa y maltosa..

Los polisacáridos están formados por la unión de muchos monosacáridos (puede variar entre 11 y varios miles), con pérdida de una molécula de agua por cada enlace. Tienen pesos moleculares muy elevados, y pueden desempeñar funciones de reserva energética o función estructural Ej: almidon, pectina, alginatos, fibra (hemicelulosa y celulosa).

Triosa, tetrosa, pentosa, hexosa

Monosacaridos Disacáridos

Sacarosa Polisacáridos

Celulosa

TIPOS DE CARBOHIDRATOS

CONCEPTO DE PROTEINAS

Las proteínas son biomóleculas formadas básicamente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Pueden además contener azufre y en algunos tipos de proteínas, fósforo, hierro, magnesio y cobre entre otros elementos. Pueden considerarse polímeros de unas pequeñas moléculas que reciben el nombre de aminoácidos y serían por tanto los monómeros unidad. Los aminoácidos están unidos mediante enlaces peptídico. •La unión de un bajo número de aminoácidos da lugar a un péptido; si el n: de aa. que forma la molécula no es mayor de 10, se denomina oligopéptido, si es superior a 10 se llama polipéptido y si el n: es superior a 50 aa. se habla ya de proteína.

AMINOACIDOS

Los aminoácidos se caracterizan por poseer un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-

NH2). Las otras dos valencias del carbono se saturan con un átomo de H y con un grupo variable denominado radical R. Según éste se distinguen 20 tipos de aminoácidos.

20 TIPOS DE AMINOACIDOS

No polares

Polares no

cargados

Ácidos

(cargados -)

Básicos

(cargados +)

AMINOACIDOS

NO ESENCIALES

Que pueden ser sintetizados

por los mamíferos (nitrógeno

amínico y carbohidratos)

ESENCIALES

Lisina, triptófno, fenilalanina,

valina, leucina, isoleucina,

metiaonina y histidina.

TOXICOS Ó

EXITOCINAS

Ácido glutámico, aspartico.

EDULCORANTES Aspartame, sacarina o acesulfame

K., monelina.

AMINOACIDOS TOXICOS

ÁCIDO KAÍNICO Ascaricida.

ÁCIDO DOMOICO

Sintetizada por la alga

Nitschia pungens

acumulado por mejillones

ÁCIDO

ACROMELICO

Seta venenosa Clitocybe

acromelaga.

-N- oxalilamino-

L-alanina ó , -

diaminopropiónica.

Harina de almorta

PROPIEDADES FUNCIONALES DE LAS PROTEINAS

1.- Organolépticas.

2.- Retención de agua, fundamentales en propiedades

como el espesamiento y el hinchamiento.

3.- Coagulación y gelificación.

4.- Formación de espumas y esponjamientos.

5.- Poder emulsionante, unión a lípidos y formación de

películas.

6.- Compatibilidad con aditivos, ausencia de actividad

nociva, fijación de aminoácidos.

La organización de una proteína viene definida por cuatro niveles estructurales denominados: estructura primaria, estructura secundaria, estructura terciaria y estructura cuaternaria. Cada una de estas estructuras informa de la disposición de la anterior en el espacio.

ESTRUCTURA DE LAS PROTEINAS

Estructura secundaria

Secuencia de aminoácidos en forma lineal

ESTRUCTURA PRIMARIA DE LAS PROTEINAS

ESTRUCTURA SECUNDARIA DE LAS PROTEINAS

Estructura secundaria

Enrollamiento de la cadena polipeptídica

ESTRUCTURA TERCIARIA DE LAS PROTEINAS

Repliegue de la cadena enrollada en estructuras globulares

ESTRUCTURA CUATERNARIO DE LAS PROTEINAS

Interacciones especificas entre dos o más cadenas polipeptídicas.

ENZIMAS

Los enzimas son grandes proteínas globulares que actúan de catalizadores muy potentes y eficaces. Como catalizadores, los enzimas actúan en pequeña cantidad y se recuperan indefinidamente, aceleran la velocidad de una reacción química al provocar un descenso de energía de activación..

Las enzimas se denominan añadiendo asa al nombre del sustrato con el cual reaccionan.

Descompone, Urea => ureasa

Hiddrolisis, Proteínas => proteasas; amilosa (almidon) => amilasa.

Otras enzimas las proteasas: tripsina y pepsina, conservan los nombres utilizados antes de que se adoptara esta nomenclatura.

Modo de acción

ENZIMAS

La característica más sobresaliente de los enzimas es su elevada especificidad. Esta es doble y explica que no se formen subproductos: 1. Especificidad de sustrato. El sustrato (S) es la molécula sobre la que el enzima ejerce su acción catalítica. 2. Especificidad de acción. Cada reacción está catalizada por un enzima específico.

La acción enzimática se caracteriza por la formación de un complejo que representa el estado de transición.

E + S ES E + P

El sustrato se une al enzima a través de numerosas interacciones débiles como son: puentes de hidrógeno, electrostáticas, hidrófobas, etc, en un lugar específico , el centro activo. Este centro es una pequeña porción del enzima, constituido por una serie de aminoácidos que interaccionan con el sustrato.

Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y generalmente también oxígeno; pero en porcentajes mucho más bajos. Además pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre . Es un grupo de sustancias muy heterogéneas que sólo tienen en común estas características:

LIPIDOS

1. Son insolubles en agua 2. Son solubles en disolventes orgánicos, como éter, clorofor-

mo, benceno, etc. 3. Contienen una gran cantidad de enlaces carbono-hidrógeno

por lo cual liberan mayor cantidad de energía de oxidación que los otros compuestos orgánicos. Las grasas producen un promedio de 9.3 kcal por gramo comparada con los 3.8 de los carbohidratos.

GRASAS

Es la forma principal en la cual los lípidos son almacenados, algunas plantas almacenan energía en forma de grasas especialmente en semillas y frutas. Las células sintetizan grasas a partir de los azucares. Una grasa consiste de tres moléculas de acidos grasos, unidos a una molécula de glicerol.

Los ácidos grasos son moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada de tipo lineal, y con un número par de átomos de carbono. Tienen en un extremo de la cadena un grupo carboxilo (-COOH).

OTROS TIPOS DE LIPIDOS

Ceras: Las ceras son ésteres de ácidos grasos de cadena larga, con alcoholes también de cadena larga. En general son sólidas y totalmente insolubles en agua. Todas las funciones que realizan están relacionadas con su impermeabilidad al agua y con su consistencia firme. Así las plumas, el pelo, la piel, las hojas, frutos, están cubiertas de una capa céra protectora. Fosfolípidos: es un compuesto en el cual el gliceron esta atado a solo dos ácidos grasos y a u grupo fosfato. Son un componente importante de las membranas celulares.

Los ácidos nucleicos son grandes moléculas formadas por la repetición de una molécula unidad que es el nucleótido. Pero a su vez, el nucleótido es una molécula compuesta por tres partes:

ACIDOS NUCLEICOS

1. Una pentosa • ribosa • desoxirribosa

2. Ácido fosfórico

3. Una base nitrogenada, que puede ser una de estas cinco • adenina • guanina • citosina • timina • uracilo

PENTOSAS

FORMACIÓN DE LOS NUCLEOTIDOS

Acido nucleico

ADN

Alcaloides, quinonas, aceites esenciales (terperos), glicosidos (cianogénicas, saponinas), flavonoides y rafidios (critales de oxalato

de calcio).

METOBOLITOS SECUNDARIOS VEGETALES

1. Muchos de estos metobolitos permite identificar familias 2. y grupos de familias de angiospermas.

2. Muchas veces ese metabolito se hace apetecible a familias 3. de insectos y otras repelente.

3. Es evidente que la capacidad para fabricar estas sustancias y 4. retenerlas en sus tejidos parece ser un paso evolutivo y les 5. proporciona una protección bioquimica contra muchos 6. herbivoros.

EL LIBRO DE LA VIDA

El ADN es un auténtico archivo genético en el que están impresas las instrucciones que necesitan todos los seres vivos para nacer y desarrollarse a partir de la primera célula, esa que surge en el momento de la fecundación.

Los cálculos de los investigadores sugieren que la información genética del hombre equivaldría a una biblioteca de 1000 volúmenes, de 1000 páginas cada uno y 3000 letras por página. Toda esta información esta organizada en unos 40.000 genes repartidos en los diferentes cromosomas (22 pares mas los cromosomas X e Y que determinan el sexo). Es lo que se denomina genoma.

El alfabeto en el que están escritas las órdenes genéticas consta únicamente de 4 letras construido por 4 bases químicas que se designan por sus iniciales: A (adenina), C (citosina), G (guanina) y T (timina). Se calcula que se requieren unas 3000 millones de pares de bases para “fabricar” un hombre. Descifrar todo este texto es lo que denomina secuencia del genoma humano.

GRACIAS POR SU

ATENCIÓN