T 1: La matería de la vida

Es dificil definir la vida pero podemos entenderla acercandonos a las caracteristicas y procesos comunes que se dan en los seres vivos, es decir que les permite realizar las funcionesde nutrición, relación y reproducción.

La matería de los seres vivos cumplen las mismas leyes fisico-quimicas que el resto de la matería y además estan compuestos por pocos elementos quimicos( C, H, O, N, S, P ) y un reducido grupo de moleculas como son el agua, s.m., glucidos, lipidos, proteinas y ac. nucleicos.

1.- La vida y sus niveles de organizaciónLa pregunta: ¿Que es la vida?, no es facil de responder, es mejor hablar de seres vivos.Los seres vivos presentan caracteristicas que les permite realizar las funciones vitales (N. Rl. Rp. )

1.1. Caracteristicas de los S.V.

a.- Los S.V. presentan una composición similar

Hay una gran diversidad de seres vivos, estos presentan una gran uniformidad, como es, un nº limitado de moleculas, con el Carbono como elemento principal, que poseen un alto grado de complejidad y son las mismas en todos los s.v.

b.- Los S.V. están formados por celulas. Es la unidad básica (anatómica y funcional)de todos los S.V.

c.- Los S.V. realizan las tres funciones basicas

• Nutrición

Los seres vivos necesitan intercambiar matería y energía con el medio para crecer, renovarse, reproducirse y mantener su complejidad, transformando los materiales químicos y orgánicos por medio de un proceso de síntesis o degradación. Este proceso se conoce como el metabolismo celular y permite el crecimiento, reparación y conservación del ser vivo. El metabolismo puede ser anabólico o catabólico .

La nutricion es necesaria para mantener la constancia del medio interno de su cuerpo (temperatura corporal, equilibrio de electrolitos, etc.), para ello necesitan gastar energía, es la Homeostasia.

• Relación.

Un ser vivo detecta y reacciona frente al medio externo en el que se encuentra y su propio medio interno, esa informacion se llaman estimulos, son capaces de generar respuestas que les permiten subsistir

• Reproducción

Es la capacidad de los seres vivos de tener descendencia o crecer o renovar las estructurasTodos los seres vivos tienen la habilidad de reproducirse de alguna forma. La reproducción puede ser sexual o asexual . La molecula clave para llevarlo a cabo es el ADN que se transmitede una generación a otra

1.2. Los Niveles de organización

La matería se va organizando progresivamente desde niveles sencillos a niveles complejos, los llamados niveles de organización, cada nuevo nivel no es simplemente un conjunto de nuevos componentes sino que ademas presentan nuevas propiedades.

Hay cuatro grandes niveles:

• Nivel atómico y molecular: las particulas subatomicas , protones, electrones y neutrones, se combinan y forman los átomos, estos a su vez se combinan formando las moleculas que presentan a su vez distintos grados de complejidad hasta alcanzar el nivel de orgánulos ejemplo una mitocondria.

• Nivel Celular: Cuando los organulos se organizan y constituye una celula.• Nivel orgánico: un tejido es un conjunto de celulas que desempeñan una función, estos

se agrupan en organos, estos a su vez en aparatos y sistemas que constituyen un organismo.

• Nivel de población: los S. V. no viven aislados sino que se relacionan con individuos de su especie formando las poblaciones, estas a su vez se agrupan en comunidades, que interacionan con el medio fisico formando un ecosistema y en conjunto de estos es la biosfera que es el nivel más grande que existe.

2. Los bioelementos y las biomoleculas

De los elementos de la tabla periodica, apenas unos 70 forman parte de los S.V. y solo 25 son comunes a todos ellos. Se denominan elementos biogénicos o bioelementos a aquellos elementos quimicos queforman parte de los seres vivos. Los bioelementos se combinan y forman las biomoleculas o principios inmediatos.

2.1. Los bioelementos.

Se clasifican en : Bioelementos primarios, Bioelementos secundarios y Oligoelementos.

a. Bioelementos primarios (C, H, O, N, P, S).

Representa el 99% de la masa celular. El C, H, O son los principales constituyentes de las biomoleculas organicas. El N forman parte de las proteinas, clorofilas, ac. Nucleicos. El S tb de las proteinas, de enzimas. El P de los fosfolipidos (lipidos de membrana).

b. Bioelementos secundarios (Na, K, Ca, Mg, Cl).

Representa el 2.5% de la masa celular, están en forma ionica generalmenteEl Na, Cl y K en el impulso nervioso. El Ca en la contracción muscular, el Mg en la molecula de clorofila.

c. Oligoelementos (Fe, Mn, I, F, Co, Si, Cr, Zn, Li, Mo).

Presentes en porcentajes inferiores al 0,1%, no son los mismos en todos los seres vivos. Sonindispensables para el desarrollo armonico del organismo. Su deficit provoca enfermedades.Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos, pero solamente 5 de ellos Fe, Mn, Co, Si, Zn, pueden considerarse comunes para casi todos

2.2. Las biomoleculas

Las biomoleculas o principios inmediatos, son las moleculas que forman parte de los seresvivos.

Clasificacion:

• a-Inorgánicas: Agua y Sales minerales

• b-Orgánica: Glúcidos, Lípidos, Proteínas y Ácidos nucleicos .

Inorganicas:

Son quimicamente muy sencillos , tb aparece en el medio inerte, son el Agua y Sales minerales

Orgánicas:

Son parte de la materia viva exclusivamente y están formadas por cadenas hidrocarbonadas, el elemento esencial es el carbono

El atomo de Carbono presenta unas caracteristicas especiales que son fundamentales para la vida

1. Su disposicion tetraedrica le permite enlazar con 4 atomos iguales o distintos.2. Puede formar largas cadenas con enlaces dobles y triples y formar anillos.3. Se une a H, O, N dando diferentes grupos funcionales (aldehidos, cetonas, alcoholes..).4. Masa atomica pequena frente a otros.5. Pequeno radio ionico que le permite distintas disposiciones(dobles, triples enlaces y

formar anillos).

Hay gran variedad de biomoleculas que tienen las siguientes propiedades:

– Son moleculas que forman largas cadenas lineales, ramificadas o ciclicas , están unidospor enlaces covalentes a atomos de H y que presentan grupos funcionales.

– La mayoria son macromoleculas (polimeros), están formados por la unión de moleculas mas sencillas llamadas monomeros.

– Todas realizan una función en el organismo.

3. El agua y las sales minerales.

3.1 El agua

Constituye 60-90% de la materia viva. Su abundancia depende de la especie, la edad (menor proporción en individuos más viejos) y la actividad fisiológica del tejido (mayor porcentaje losque tiene mayor actividad y el sexo del individuo Aparece en el interior de las células, en el líquido tisular y en los líquidos circulantes, pues todas las reacciones de los seres vivos se tienen que dar en el seno del agua.

. Estructura de agua:

– El agua es una molécula dipolar: los electrones que comparten el O y el H están desplazados hacia el O por su mayor electronegatividad, por lo que esa zona de la molécula tiene una ligera carga negativa y la de los H es ligeramente positiva.

– Cuando dos moléculas de agua se aproximan, la zona positiva de una molécula y la

negativa de otra se atraen. Estas interacciones intermoleculares se conocen como puentes de hidrógeno, originan una estructura reticular con gran cohesión interna y responsable de las propiedades especiales del agua.

. Propiedades y funciones biológicas:

– A diferencia de otras sustancias de peso molecular semejante, el agua es líquida a temperatura ambiente. Debido a su polaridad el agua es un gran disolvente de los compuestos iónicos y polares. Los líquidos orgánicos (citoplasma, líquido tisular, plasma,linfa, savia, ...) son disoluciones acuosas que sirven para el transporte de sustancias y como medio en el que se producen las reacciones metabólicas.

– El agua no sólo es el medio en el que transcurren las reacciones del metabolismo sino que interviene en muchas de ellas como en la fotosíntesis, en las hidrólisis y en las condensaciones.

– Alta reactividad quimica, proporcionando al medio por un lado iones H + y por otro OH- que son necesarios para las reacciones de hidrolisis y por otro el O2 y los H2 en las reacciones de oxido-reducción.

– El alto calor específico (calor necesario para elevar 1ºC la temperatura de 1 g) es relativamente elevado absorbe gran cantidad de calor sin sufrir aumento de tª.

– Así como el alto calor de vaporización . Gracias a estas dos propiedades el agua interviene en la termorregulación, actua de amortiguador termico en los S.V..

– Máxima densidad a 4°C. Como consecuencia el hielo flota sobre el agua líquida, impide que los océanos y otras masas menores de agua se congelen de abajo a arriba.

– En el agua son elevadas las fuerzas de cohesión (atracción entre las moléculas de agua) y de adhesión (atracción entre el agua y una superficie) lo cual origina los fenómenos de capilaridad por los que el agua asciende en contra de la gravedad por conductos de diámetro muy fino (capilares). Estos fenómenos contribuyen al transporte de sustancias en los vegetales.

– Igual que otros líquidos el agua es incompresible y actúa como amortiguador mecánico (líquido amniótico, líquido sinovial) o como esqueleto hidrostático (líquido celómico en anélidos).

3.2. Las sales minerales

Están presentes en los S.V. en una proporción entre el 1% y el 5%

1. Sales con función estructural Aparecen precipitadas (solidas) formando estructuras esqueléticas, como el carbonato de calcio (caparazones calcáreos) o el fosfato de calcio (esqueleto de vertebrados).

2. Sales con función reguladora

Se encuentran ionizadas, disueltas en un medio acuoso.

a. Fenómenos osmóticos

Osmosis: difusión a través de una membrana semipermeable (solo permite el paso del disolvente).

Plasmólisis (pérdida de agua de una célula en un medio hipertónico) y turgencia (la célulase hincha en un medio hipotónico, pudiendo llegar a estallar (lisis) si carece de pared celular y la diferencia de concentraciones es grande).

b. Regulación del pH – Soluciones amortiguadoras responsables del mantenimiento del pH en la sangre.

c. Cationes que realizan acciones específicas Na+ - Impulso nervioso y equilibrio hídrico. Abundante en los medios extracelulares.

K+ - Transmisión del impulso nervioso. Contracción muscular. Ca2+ - Contracción muscular. Coagulación sanguínea. Sinapsis. Cofactor. Estructural.

Mg2+ - Cofactor. Contracción muscular

4. Los Glucidos

Biomoléculas orgánicas formadas por C, H y O

– Se pueden clasificar en glúcidos sencillos (monosacáridos), que no se pueden descomponer por hidrólisis en otros glúcidos, y complejos que sí se pueden descomponer. Los glúcidos complejos comprenden a los disacáridos (dos monosacáridos unidos), a los oligosacáridos (entre tres y diez monosacáridos) y a los polisacáridos (más de diez)

– Químicamente son cadenas lineales que se pueden definir como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas, tienen 2 grupos funcionales, el grupo alcohol o hidroxilo (-OH) y ungrupo carbonilo (C = O ) que puede ser Aldehido (-CHO) situado en un extremo o un grupo Cetona (-CO ) si se situa en el interior de la molecula

– Funciones biológicas: energética y estructural

4.1. Monosacáridos

- Azúcares sencillos, de 3 a 7 átomos de C (triosas, tetrosas, pentosas, hexosas). Si tienen un grupo aldehído se llaman aldosas y si tienen un grupo cetona se llaman cetosas

-Su formula es:

– Sólidos, blancos, cristalizables. Solubles en agua (compuestos polares). Generalmente dulces.

Principales monosacáridos: glucosa, fructosa, ribosa, ribulosa

- Estructura lineal (proyección de Fischer). No explica el comportamiento de los monosacáridos en disolución.

- Estructura cíclica (proyección de Haworth) Formación de un hemiacetal (aldosas) o hemicetal (cetosas) intramolecular (entre un grupo carbonilo y otro hidroxilo)

4.2. Disacáridos

– Oligosacáridos formados por la unión de dos monosacáridos mediante un enlace O-glucosídico que se produce al interaccionar un grupo OH de cada uno de los monosacáridos, liberándose una molécula de agua y quedando un O como puente de unión entre ambos monosacáridos.

- Cristalizables, dulces, solubles.

– Mediante hidrólisis se desdoblan en monosacáridos.

Principales disacáridos

- Maltosa (glucosa - glucosa). Producto de la hidrólisis del almidón y el glucógeno. - Celobiosa (glucosa - glucosa). Producto de la hidrólisis de la celulosa. - Lactosa (glucosa - galactosa). Combustible metabólico. Se encuentra en la leche. - Sacarosa (glucosa - fructosa). Combustible metabólico. Azúcar común que se extrae de la caña de azúcar y de la remolacha azucarera

4.3. Los Polisacáridos

– Macromoléculas formadas por polimerización de monosacáridos unidos entre sí mediante enlaces O-glucosídicos.

– Un polímero es una macromolécula formada por la repetición de una subunidad básica conocida como monómero. En este caso los monómeros son los monosacáridos.

– Peso molecular elevado (son macromoléculas).– Hidrolizables (por hidrólisis generan monosacáridos)– No dulces. Insolubles

Principales polisacáridos

– El almidón y el glucógeno actúan como reservas energéticas y son hidrolizados en glucosas cuando ésta es necesaria. La acumulación de glucosa libre en las células generaría problemas osmóticos

– La celulosa y la quitina son polisacáridos estructurales. Los enlaces entre los monosacáridos son más resistentes a la hidrólisis.

. Almidón

- Polímero de la glucosa. Presenta dos formas estructurales: amilasa (forma helicoidal no ramificada) y amilopectina (forma helicoidal ramificada).

- Reserva energética en vegetales. Aparecen formando gránulos característicos: amiloplastos. Abundante en la patata y en muchas semillas.

Amilosa y Amilopectina

. Glucógeno

- Semejante a la amilopectina pero con más ramificaciones.

- Reserva energética en animales. Se acumula en el hígado y en los músculos

.

. Celulosa

- Polímero de la glucosa. Estructura lineal no ramificada. Es la molécula más abundante en la naturaleza.

- Función estructural en vegetales: principal componente de la pared celular. Su estructura lineal favorece la disposición en paralelo de varias moléculas que se unen mediante puentes de hidrógeno.

- Difícilmente digerible, solo ciertas bacterias (como las que viven en simbiosis en el estómagode los rumiantes) producen enzimas capaces de hidrolizar la celulosa.

. Quitina

- Polímero de un derivado de la glucosa: la N-acetilglucosamina

- Función estructural: principal componente de la pared celular de los hongos y del exoesqueleto de artrópodos.

5. Los Lípidos

- Biomoléculas orgánicas formadas por C, H y O; en algunos casos también P y N.

- Químicamente heterogéneos.

- Insolubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos apolares.

– Presentan un brillo característico y son untuosos al tacto.

Clasificación: 5.1. Lípidos saponificables (lípidos complejos)

De su hidrolisis se obtienen ácidos grasos. Son las grasas, ceras, glucolipidos y fosfolipidos.

Los acidos grasos son cadenas hidrocarbonadas con un grupo carboxilo (-COOH) en un extremo, tienen de 12 a 24 carbonos y pueden ser:

- saturados (enlaces sencillos, puntos de fusión más altos que los insaturados del mismo número de carbonos. Son más abundantes en grasas de animales. Palmítico (16C), Esteárico (18C)

– o insaturados (con uno o varios enlaces dobles, puntos de fusión más bajos que los saturados del mismo número de carbonos. Predominan en grasas de origen vegetal)

. Grasas neutras (acilglicéridos)

Estructura:

- Glicerina (alcohol) + 1-3 ácidos grasos. Los más importantes son los triacilglicéridos (triglicéridos). Pueden ser grasas simples (ácidos grasos iguales) o mixtas (ácidos grasos diferentes). -Sebos (grasas sólidas), mantecas (semisólidas) y aceites (líquidas). Los sebos y mantecas son característicos de los animales y tiene predominio de ácidos grasos saturados. Los aceites son característicos de los vegetales y contiene principalmente ácidos grasos insaturados.

Reaccion de esterificación o de formacion de grasas

Reacion de saponificación o de formacion de jabones

Funciones:

- Reserva energética en animales y vegetales (producen más calorías por gramo que los glúcidos y las proteínas),

-protección frente a los golpes, aislamiento térmico (se depositan bajo la piel de los animales de sangre caliente y evitan las pérdidas de calor).

. Fosfolipidos

Se llaman así por que el acido fosfórico forma parte de su composición, tienen función estructural constituyendo las membranas biologicas

Hay 2 tipos:

Fosfogliceridos y Esfingolipidos, son moleculas anfipaticas con una cabeza polar hidrofila de acido fosforico y alcohol y una cola hidrofoba formada por los acidos grasos.Los fosfogliceridos forman las membranas celulares distribuyendose en bicapas, las cabezas hidrofilas al exterior y las colas hidrofobas al interior.Los esfingolipidos estan formados por un ac. fosforico, un ac. graso y una molecula llamada esfingosina. Son anfipaticos y se encuentran en celulas nerviosas.

Otros lipidos saponificables son los glucolipidos y las ceras.

. Glucolipidos Incluyen generalmente monosacaridos en su estructura, son tb anfipaticos y forman parte de las membranas celulares.

. Ceras Son lipidos muy apolares por lo que impermeabilizan, ejemplo la grasa de la lana y evitan la perdida de agua en las plantas. Formada por: Monoalcohol de cadena larga + ácido graso. Moléculas fuertemente hidrófobas.

Funciones

- Estructural y protectora. Forman la película que impermeabiliza la superficie de las hojas y frutos de las plantas. En los animales forman cubiertas protectoras de la piel, pelo y plumas, así como del exoesqueleto de muchos insectos.

5.2. Lipidos Insaponificables

Su hidrolisis no libera acidos grasos

. Terpenos

- Polímeros del isopreno. Presentan dobles enlaces alternos por lo que frecuentemente son moléculas coloreadas. β-Caroteno precursor de la Vitamina A. - Esencias vegetales (mentol, geraniol, limoneno, alcanfor...). - Vitaminas A, K y E .-Carotenoides (licopeno -rojo-, β-caroteno -anaranjado-, xantofila -amarillo-, ...). Son pigmentos fotosintéticos que complementan a la clorofila. El β-caroteno es el precursor de la vitamina A.

. Esteroides

Son derivados del esterano. Entre ellos destacan: -Colesterol el colesterol se encuentra en las membranas celulares de muchos animales y en las lipoproteínas del plasma sanguíneo. Es además precursor de otros esteroides. Su acumulación en las paredes de los vasos sanguíneos es responsable de la arteriosclerosis.

- Los ácidos biliares son derivados del colesterol que facilitan la emulsión de las grasas.

- Vitamínica: el ergosterol es precursor de la vitamina D; se transforma en ella en la piel por acción de la luz ultravioleta.

- Hormonal: progesterona y estradiol (hormonas sexuales femeninas); testosterona (hormona sexual masculina); Aldosterona (corticoide).

6. Las Proteínas.

– Biomoléculas orgánicas formadas por C, H, O, N y S, P. Son macromoleculas polimericasconstituidas por la union de Aminoácidos . Son macromoléculas de elevado peso molecular (5.000 - 1.000.000) .

– Constituyen un 50% del peso seco de un organismo.– Son específicas de cada especie e incluso de cada organismo.– Biológicamente muy activas. Desempeñan una gran diversidad de funciones.

6.1. Aminoácidos Formados un grupo α-amino, un grupo α-carboxilo(acido) y un grupo lateral o R caracteristico de cada uno de ellos. Existen veinte radicales distintos en los aminoácidos que constituyen las proteínas de los seres vivos.

. El enlace peptídico

– Enlace entre el grupo α-carboxilo de un aminoácido y el α-amino de otro, liberándose una molécula de agua.

– La unión de dos aminoácidos mediante un enlace peptídico se denomina dipéptido. Si el nº de aminoácidos es menor de 100 se denomina polipéptido y con más de cien es una proteína.

6.2. Estructura de las proteinas

– La función de las proteínas está relacionada con su estructura tridimensional. Se pueden distinguir cuatro niveles de complejidad estructural creciente:

a. Estructura primaria

– Cada proteína se caracteriza por el número, tipo y orden de los aa que la componen.– Esta secuencia de aa condiciona los niveles estructurales siguientes.

b. Estructura secundaria - Todos los enlaces de la cadena polipeptídica, excepto los enlaces peptídicos, permitenla rotación de la molécula. De todas las conformaciones posibles solo algunas son estables. La mayoría de las proteínas presentan una estructura conjunta. - Hélice alfa: la cadena de aminoácidos adopta una estructura helicoidal mantenida por puentes de H entre el grupo -NH de un aa y el -C=O del cuarto aa que sigue en la secuencia. Los R quedan hacia fuera. - Lámina plegada β: cadena plegada sobre sí misma y en zig-zag. Se estabiliza también mediante puentes de H entre distintas zonas de la cadena polipeptídica. Los grupos R se alternan hacia arriba y abajo. -Algunas proteínas no adquieren una mayor complejidad estructural. En este caso reciben el nombre de proteínas fibrosas

c. Estructura terciaria (Globular) – Replegamiento tridimensional de una proteína con estructura secundaria. Determina la

actividad de la proteína. Las proteínas con estructura terciaria son más activas, las fibrosas suelen ser estructurales. Se producen interacciones entre radicales de aa quese encuentran separados en la cadena polipeptídica.

d. Estructura cuaternaria (Proteínas oligoméricas) – Proteínas oligoméricas, formadas por la asociación de varias subunidades proteicas

iguales o diferentes mediante enlaces débiles. Un ejemplo de proteína oligomérica es lahemoglobina, formada por cuatro subunidades iguales dos a dos.

6.3. Funciones de las proteinas

ESTRUCTURAL:

-Algunas proteinas constituyen estructuras celulares:

•Ciertas glucoproteinas forman parte de las membranas celulares y actuan como receptores o facilitan el transporte de sustancias.•Las histonas, forman parte de los cromosomas que regulan la expresión de los genes.

-Otras proteinas confieren elasticidad y resistencia a órganos y tejidos:

•El colágeno del tejido conjuntivo fibroso.•La elastina del tejido conjuntivo elástico.•La queratina de la epidermis

RESERVA:

•La ovoalbúmina de la clara de huevo, la gliadina del grano de trigo y la hordeina de lacebada, constituyen la reserva de aminoácidos para el desarrollo del embrión.

•La lactoalbúmina de la leche.

TRANSPORTE:

•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 lipoproteinas transportan lípidos por la sangre.

•Los citocromos transportan electrones.

DEFENSIVA:

•Las inmunoglogulinas actúan como anticuerpos frente a posibles antígenos.

•La trombina y el fibrinógeno contribuyen a la formación de coágulos sanguíneos paraevitar hemorragias.

•Las mucinas tienen efecto germicida y protegen a las mucosas.

•Algunas toxinas bacterianas, como la del botulismo, o venenos de serpientes, sonproteinas fabricadas con funciones defensivas.

CONTRACTIL:

•La actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracciónmuscular.

•La dineina está relacionada con el movimiento de cilios y flagelos.

HORMONAL:

-Algunas hormonas son de naturaleza protéica, como la insulina y el glucagón (que regulan losniveles de glucosa en sangre) o las hormonas segregadas por la hipófisis como la delcrecimiento o la adrenocorticotrópica (que regula la síntesis de corticosteroides) o lacalcitonina (que regula el metabolismo del calcio).

ENZIMATICA:

-Las proteinas con función enzimática son las más numerosas y especializadas. Actúan comobiocatalizadores de las reacciones químicas del metabolismo celular.

6.4. Enzimas

-Son Biocatalizadores. Proteínas globulares que aceleran las reacciones bioquímicas (unas 10millones de veces).

-Cada reacción que se produce en el organismo es catalizada por un enzima.

-Los reactivos sobre los cuales actúan los enzimas se conocen como sustratos.

-No se gastan ni alteran durante la catálisis: son reutilizables.

-Altamente específicos: presentan especificidad de sustrato y de acción. Como el resto de lasproteínas son además característicos de cada especie.

- Poseen un centro activo. Zona de la molécula donde se une el sustrato. Al unirse enzima ysustrato forman el complejo enzima-sustrato que luego se separará en enzima (listo paraactuar otra vez) y producto(s).

E + S ES E + P → →

7. Los Ácidos nucleicos

Biomoléculas constituidas por C, H, O, N y P. Son macromoléculas formadas por lapolimerización de nucleótidos. Son responsables del almacenamiento, interpretación ytransmisión de la información genética. Se encuentran normalmente asociados a proteínas,formando nucleoproteínas.

Hay 2 tipos el ADN (acido dexosirribonucleico) y el ARN (acido ribonucleico) .

7.1. Los nucleotidos

Componentes de los nucleótidos

a. Pentosas (azucar)

- Ribosa (ARN) y desoxirribosa (ADN)

b. Bases nitrogenadas

Bases pirimidínicas : Citosina , Uracilo y Timina

Bases púricas : Adenina y Guanina

c. Ácido fosfórico (H3PO4)

El enlace fosfodiester- Es el enlace que sirve de unión entre los nucleótidos de un ácidonucleico. El mismo grupo fosfato esterifica al –OH en posición 3’ de un nucleótido y al –OH enposición 5’ de otro nucleótido.

En una cadena polinucleotídica habrá siempre un extremo con el grupo 3’ libre y el otro con elgrupo 5’ libre.

Ácido DesoxirriboNucleico (ADN)

- Macromoléculas formadas por la polimerización de desoxirribonucleótidos, condesoxirribosa como pentosa y A, T, G y C como bases nitrogenadas. En el hombrepueden alcanzar 50 cm x 2 nm.

a.- Estructura primaria:

- Secuencia ordenada de desoxirribonucleótidos.

- La información contenida en el ADN depende de esta secuencia.

b.- Estructura secundaria (la doble hélice):

- J.D.Watson y F.Crick (1953) elaboraron el modelo de la doble hélice del ADN:

Dos cadenas de nucleótidos antiparalelas (una orientada en dirección 5'-3' y la otra3'-5'). Complementarias (la A de una cadena se une a una T de la otra y cada G se une auna C). Las cadenas están enrolladas alrededor de un eje imaginario.

Tipos de ADN

- ADN lineal bicatenario – Aparece asociado a proteínas (histonas) constituyendo lacromatina del núcleo de las células eucarióticas.

- ADN circular bicatenario – forma el nucleoide bacteriano, en el que aparece desnudo(no asociado a proteínas) y en cloroplastos y mitocondrias.

- ADN monocatenarios – aparecen en algunos virus.

Función del ADN e importancia biológica

- El ADN es el portador de la información hereditaria.

Concepto de gen

Tradicionalmente se ha denominado gen a cada fragmento de ADN responsable de ladeterminación de una característica hereditaria concreta.

Actualmente se considera que un gen es un fragmento de ADN que lleva la informaciónnecesaria para sintetizar una determinada cadena polipeptídica

Ácido RiboNucleico (ARN)

– Macromoléculas formadas por la polimerización de nucleótidos, con ribosa como pentosa y A, U, G y C como bases nitrogenadas.

– Sus funciones están relacionadas con la interpretación del mensaje genético.

Tipos:

. ARN de Transferencia (ARNt) - Se encarga de aportar aminoácidos durante la síntesis de las proteínas.

. ARN Mensajero (ARNm) – Son moléculas lineales que se forman en el núcleo por complementariedad a partir de un

gen (transcripción). Llevan una copia del mensaje genético contenido en el ADN al citoplasma, donde se encuentran los ribosomas que lo emplearán como molde en el proceso de síntesis de proteínas (traducción).

. ARN Ribosómico (ARNr) – Se asocia a proteínas para constituir los ribosomas.

. ARN Nucleolar (ARNn)

– Son moléculas precursoras de los ARN que forman los ribosomas.

Función del ADN e importancia biológica

El ADN es el portador de la información hereditaria

a- Son depositarios de la información genética y responsables de su transmisiónde padres a hijos y de una generación celular a otra.

b- Participan en la síntesis proteica y dirigen el correcto ensamblaje de los aminoácidos en secuencias definidas

Replicacion del ADN: Mecanismo Semiconservativo

Sintesis proteica: Transcripción y traducción

Transcripción:

Traducción:

Diferencias entre ARN y ADN:

Ejercicios T 1

• 1. Cita en orden los niveles de organización

• 2. ¿Por qué el cobre es un oligoelemento?

• 3. Define biolemento y biomolécula.

• 4. El carbono tiene unas características especiales que le hacen ser la basede las biomoléculas orgánicas. ¿Cuáles son?

• 5. ¿Qué condiciones deben cumplir las moléculas para que formen enlacespor puentes de hidrógeno?

• 6. Elabora una tabla como la que sigue que relacione las propiedades delagua con sus funciones biológicas. Busca información para proponer unejemplo de cada una de estas funciones

• 7. El sudor permite a los seres vivos disminuir su temperatura. ¿Quépropiedad del agua se pone de manifiesto cuando se suda?

• 8. El agua es una molécula dipolar y esta propiedad hace que tenga unaspropiedades especiales. ¿Qué quiere decir que el agua es una moléculadipolar?¿Cuáles son esas propiedades?

• 9. Busca información y propón dos ejemplos de sales minerales en formaprecipitada que se pueden encontrar en los seres vivos

• 10.Escribe la fórmula molecular de un monosacárido de 5 átomos decarbono.

• 11.Haz un esquema de cómo se formará el enlace O-glucosídico entre unamolécula de glucosa y una de fructosa.

• 12.¿Cuáles son las características de los polisacáridos? ¿Qué diferenciahay entre el almidón y el glucógeno?

• 13.Explica cómo se forma una grasa y enumera las principales funciones querealizan las grasas.

• 14.Los triacilglicéridos son moléculas hidrofóbicas. ¿Qué significa laexpresión «hidrofóbicas»?

• 15. Enumera las principales funciones de los fosfoglicéridos.

• 16.Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas. ¿Qué significa laexpresión «anfipática »? ¿Por ser moléculas anfipáticas tienenalguna propiedad especial?

• 17.Justifica por qué el colesterol es necesario para las células

• 18.¿Qué ocurre si el colesterol se encuentra en exceso en el torrentesanguíneo? ¿Qué son las proteínas?

• 19.¿Qué son las proteínas?

• 20.Las proteínas desempeñan una gran variedad de funcionesbiológicas. ¿De qué depende la función biológica de una proteína?¿Qué sucedería si variara la secuencia de aminoácidos de unaproteína?

• 21.¿Qué función realizan los enzimas? ¿Qué es el centro activo?

• 22.Averigua qué función desempeñan las siguientes proteínas:mioglobina, trombina, glucagón, lipasa, caseína, histona, miosina.

• 23.Indica y explica qué tipos de enlaces es posible encontrar en unamolécula de ADN.

• 24.¿Qué diferencias hay entre una molécula de ADN y otra de ARN?

• 25.Dibuja el modelo de un nucleótido e indica las partes que lo constituyen.

• 26. ¿Qué bases son las complementarias de la adenina, de la citosina y dela guanina?

• 27.¿Qué significan las siguientes expresiones?:• Tiene forma de doble hélice.• Sus cadenas son antiparalelas.• ¿A qué molécula se refieren?

• 28.Define traducción y transcripción

• 29.¿Cuántos ARN intervienen en la traducción y de qué manera lo hacen?

• 30. ¿Cómo es la complementariedad de bases durante la trascripción?

• 31. ¿Qué significa que la replicación del ADN es semiconservativa?

• 32. Una hebra de ADN presenta siguiente secuencia de bases:5´---GGTACGTAGCTA---- 3´´a) Escribe la secuencia de la hebra complementaria.

b) Escribe la secuencia de ARNm que se transcribiría de este trozo dehebra.

c) ¿Qué aminoácidos resultarían como resultado de la traducción?Ayúdate del código genético

d) Supongamos que la base marcada en negrita es sustituida por una T.¿Cómo afectaría a la síntesis del péptido? Razona tu respuesta.

• 33. Se estudiaron dos muestras de ácidos nucleicos y se observaron lassiguientes proporciones de bases: A T G C UMuestra 1 28 %Muestra 2 35 % 14 %

a) ¿Qué ácidos nucleicos están siendo analizados?

b) ¿Cuáles serán las proporciones del resto de las bases de la muestra1? ¿Y las de la muestra 2? Razona tus respuestas