Biomoléculas

Hidratos de carbono

Formados por H, C y O; monosacáridos(glucosa), polisacáridos (glucógeno ó almidón en plantas).Energía!

Lípidos Formados por C,H y O. Diversas formas y funciones:protección, membranas (fosfolípidos), aislamiento térmico(grasas), reserva de energía.

ProteínasFormadas por 20 tipos distintos de aminoácidos (esencialesy no esenciales). Diversas funciones:transporte, receptores, estructural (algunas proteínas demembrana), catalizando procesos (enzimas).

Ácidos nucléicosFormado por nucleótidos (adenina, guanina, citosina, timina). Se empaqueta en cromosomas. Información genética!!!. Ubicación celular: núcleo.

La célula es la mínima unidad funcional y estructural de los seres vivos.

Procariotas

Eucariotas Membranas internas.

Núcleo y organelas definidas.

Es una bicapa lipídica que rodea a la célula, define su tamaño ymantiene las diferencias entre el interior celular y el medio externo.Mientras que las membranas internas mantienen las diferencias entreel contenido de las organelas y el citosol (citoplasma) pudiendo asíejercer su función.

Membrana Plasmática

BARRERA SEMIPERMEABLE Y SELECTIVA.

Las moléculas de lípidos son insolubles en agua, pero se disuelven endisolventes orgánicos.

Constituyen casi el 50% de la masa de las membranas plasmáticas, siendoel resto casi todo proteínas.

El tipo de lípido que conforma las membranas se denomina FOSFOLÍPIDOS.

dos colas hidrocarbonadas hidrofóbicas.

Ác. Grasos de distinta longitud (14-24 átomos de C).

Cabeza polar

*Mieclas esféricas

*Láminas bimoleculares o bicapas lipídicas.

La forma y la naturaleza anfipática de los fosfolípidos, hace que estas moléculas formen espontáneamente en solución acuosa:

Los fosfolípidos tienen libertad para moverserápidamente en el plano de su propia capa, haciendode su estructura un "cristal líquido", que no es nisólido, ni líquido. Esto le da a la membrana unaintegridad estructural, pero al mismo tiempo leproporciona gran flexibilidad, permitiendo a lacélula cambiar su forma, expandirse o contraerse.Esta capacidad es esencial durante la divisióncelular.

La fluidez de las membranas es biológicamente importante ya que muchosprocesos como el transporte de sustancias o la actividad de enzimasdependen de ello; esta característica depende de la temperatura y de lacomposición de la misma.

•la temperatura, la fluidez aumenta al aumentar la temperatura.•la naturaleza de los lípidos, la presencia de lípidos insaturados y decadena corta favorecen el aumento de fluidez; la presencia decolesterol endurece las membranas, reduciendo su fluidez ypermeabilidad.

En gral. Las membranas de las bacterias están compuestas por un solo tipo de fosfolípido y no contienen colesterol, pero tienen una pared celular que las protege.

Células eucariotas predominan 4 tipos de fosfolípidos.

Fosfatidilcolina

Esfingomielina

Fosfatidilserina

Fosfatidiletanolamina

Las membranas plasmáticas no soloestán compuestas de lípidos sino quetambién las conforman proteínas ehidratos de carbono.

Son los componentes de la membrana que desempeñan las funcionesespecíficas (transporte, comunicación, etc). Al igual que en el caso delos lípidos , las proteínas pueden girar alrededor de su eje y muchas deellas pueden desplazarse lateralmente (difusión lateral) por lamembrana. Las proteínas de membrana se clasifican en:

•Proteínas integrales: Están unidas a los lípidos íntimamente, suelenatravesar la bicapa lipídica una o varias veces, por esta razón se lesllama proteínas de transmembrana.

•Proteínas periféricas: Se localizan a un lado u otro de la bicapa lipídicay están unidas débilmente a las cabezas polares de los lípidos de lamembrana u a otras proteínas integrales por enlaces de hidrógeno.

Proteínas

Proteína transmembrana

Canal

Prot. periférica

Glúcidos

•Se sitúan en la superficie externa de las células eucariotas por lo que contribuyen a la asimetría de la membrana. Estos glúcidos son oligosacáridos unidos a los lípidos (glucolípidos), o a las proteínas (glucoproteínas). Ésta cubierta de hidratos de carbono hace a la célula distinata al resto. Constituyen la cubierta celular o glucocálix, a la que se atribuyen funciones fundamentales:

*Protege la superficie de las células de posibles lesiones.

*Confiere viscosidad a las superficies celulares, permitiendo el deslizamiento de células en movimiento, como , por ej., las sanguíneas.

*Interviene en los fenómenos de reconocimiento celular, particularmente importantes durante el desarrollo embrionario.

*Participa en los procesos de adhesión entre óvulo y espermatozoide.

Colesterol

En las células eucariotas existe una gran cantidad de colesterolintercalado entre los fosfolípidos. Se orientan con sus grupos OH hacia lascabezas polares de los mismos; sus anillos esteroides (planos yrígidos), interactúan y en parte inmovilizan al primer fragmento de lascolas hidrofóbicas. De esta manera el colesterol hace que las partes máscercanas a las cabezas polares estén más rígidas, disminuyendo lapermeabilidad de la bicapa a pequeñas moléculas solubles.

También el colesterol impide que las cadenas hidrocarbonadas se junten yse cristalicen.

Respiración celular

Mientras que la FOTOSÍNTESIS provee los carbohidratos necesariospara las plantas (y los organismos de las cadenas alimenticiassiguientes), la GLUCÓLISIS y la RESPIRACIÓN CELULAR son losprocesos por los cuales la energía contenida en los carbohidratos esliberada de manera controlada.

Durante la respiración la energía que se libera es incorporada en lamolécula de ATP, que puede ser inmediatamente reutilizado en elmantenimiento y desarrollo del organismo. Desde el punto de vistaquímico, la respiración se expresa como la oxidación de la gucosa:

C6H12O6 + 6 O2 +6 H20 --> 6 CO2 + 12 H2O

Conversión energéticaMitocondrias

Cloroplastos

Convertir la energía de la luz o de los alimentosen energía utilizable para procesos internos.

Mitocondria

Sin las mitocondrias las células dependerían dela glucólisis anaeróbica para formar ATP. Peroeste proceso solo es capaz de liberar unapequeña cantidad de la energía disponible en laglucosa. En las mitocondrias el metabolismo delos azúcares está integrado: el piruvato(glucóilisis) es importado dentro de lamitocondria y oxidado por el O2 a CO2 y H2O.La energía liberada es almacenada de unamanera tan eficiente que por cada glucosaoxidada se producen aprox. 30 ATP.

Cada mitocondria esta limitada por dos membranas muy especializadas.Definen dos compartimientos: Matriz y el espacio intermembranoso.

La membrana externa contiene una alta cantidad de una proteína llamadaporina, que forma grandes canales acuosos a través de la bicapa. Tamizpermeable!.

Mientras que la membrana interna es impermeable. Forma numerosascrestas, que aumentan su superficie total. Contiene tres tipos deproteínas:

a) Realizan reacciones de oxidación en la cadena respiratoria.

b) Complejo ATP sintasa.

c) Proteínas de transporte.

*GLUCÓLISIS: ocurre en el citosol, donde cada molécula de glucosa, con sus 6 átomos de carbono, se oxida parcialmente dando lugar a dos moléculas de piruvato (de 3 átomos de carbono). Se invierten dos ATP pero se generan cuatro.

*RESPIRACIÓN CELULAR: cuando el ambiente es aerobio (contiene O2) el piruvato se oxida totalmente a dióxido de Carbono (CO2), liberando la energía almacenada en los enlaces piruvato y atrapándola en el ATP. Se subdivide en etapas:

Ciclo de los ác. tricarboxílicos (o del ác. Cítrico ó ciclo de Krebs): ocurre en la matriz de la mitocondria.

Cadena respiratoria: se lleva a cabo en las membranas mitocondriales.

*FERMENTACIÓN: cuando el O2 está ausente (ambiente anaerobio), el piruvato no produce CO2, sino que se forman otras moléculas como el ác. láctico o el etanol. Siendo el balance neto de ATP mucho menor!.

Glucólisis

La mitocondria utiliza como combustibles mayoritarios el piruvato y los ác.grasos producidos en el citoplasma a través de la glucólisis. Estasmoléculas son transportadas selectivamente hacia el matriz mitocondrial.

Las células animales almacenan los hidratos de carbono en forma de glucógeno ylos ácidos grasos en forma de grasas.La oxidación de las grasas libera mucha más energía (más de 6 veces) que la delglucógeno.Una persona adulta almacena una cantidad de glucógeno suficiente para un solodía de actividad normal, pero almacena una cantidad de grasa suficiente para unmes de actividad normal.

Tejido adiposo.

Cuando es necesarioenergía la célula comienzacon los procesos dedegradación de estasmoléculas.

También es hidrolizado el glucógeno en moléculas más pequeñas (glucosa 1-fosfato) sustrato de la glucólisis.

Los ácidos grasos a través de procesos de oxido-reducción también se rompen en moléculas pequeñas aprovechables.

Las reacciones de glucólisisconvierten a las moléculas deglucosa (6 átomos de carbono) endos moléculas de piruvato, detres átomos de carbono, lascuales aún contienen la mayorparte de la energía que se puedeobtener de la oxidación de losazúcares.

Ciclo de Krebs

Ocurre en la matriz mitocondrial.

Resultado: CO2 y electrones ricos enenergía, que pasan vía NADH y FADH2a la cadena respiratoria.El CO2 se elimina como producto dedeshecho, mientras que los electronesde alta energía se desplazan por lacadena respiratoria y finalmente secombinan con O2 y forman H2O.

Cadena de transporte de electrones

Ocurre en la membrana interna de la mitocondria.

Fosforilación oxidativa

Cuando los electrones de alta energía de los hidrógenos del NADH y delFADH2 son transferidos a lo largo de la cadena respiratoria de lamembrana mitocondrial interna, la energía que se libera cada vez que pasande una molécula transportadora a otra, es utilizada para bombear protones(H+) a través de la membrana interna desde la matriz al espaciointermembrana. Esto genera un gradiente electroquímico de protones através de la membrana mitocondrial interna, y el flujo de H+ a favor degradiente es utilizado, mediante una enzima ligada a la membrana: ATPsintasa.

Esta enzimaimpulsa laconversión delADP+Pi en ATP