Post on 12-Jun-2015
TEMA 1
CARACTERES Y COMPONENTES DE LA MATERIA VIVA
COMPONENTES:
• Bioelementos
• Biomoléculas
Fuerzas que los unen
1. LA BIOQUÍMICA COMO CIENCIA QUÍMICA1. LA BIOQUÍMICA COMO CIENCIA QUÍMICA
2. LA BIOQUÍMICA COMO CIENCIA BIOLÓGICA2. LA BIOQUÍMICA COMO CIENCIA BIOLÓGICA
ESTRUCTURA Y ORGANIZACIÓN CELULAR: Procariotas y Eucariotas
CARACTERÍSTICAS de la materia viva:• Complejidad• Orden• Capacidad de replicación
A.- BIOELEMENTOS A.- BIOELEMENTOS
Primarios Secundarios Oligoelementos
Azufre (S) Fósforo (P)
Magnesio (Mg)
Calcio (Ca)
Sodio (Na)
Potasio (K)
Cloro (Cl)
Carbono (C)
Hidrógeno (H)
Oxígeno (O)
Nitrógeno (N)
Hierro (Fe) Silicio (Si)
Manganeso (Mn) Vanadio (V)
Cobre (Cu) Cromo (Cr)
Zinc (Zn) Cobalto (Cu)
Flúor (F) Selenio (Se)
Yodo (I) Molibdeno (Mb)
Boro (B) Estaño (Sn)
Todas las formas de vida están constituidas por los mismos elementos químicos que forman los mismos tipos de moléculas. Ello refleja el origen evolutivo común de las células y organismos
1.- COMPONENTES DE LA MATERIA VIVA1.- COMPONENTES DE LA MATERIA VIVA
CONFIGURACIÓN TETRAÉDRICA DE LOS ENLACES DE CARBONO
Los diferentes tipos de moléculas orgánicas tienen estructuras tridimensionales diferentes .
Esta conformación espacial es responsable de la actividad biológica.
http://www.arrakis.es/~lluengo/elementos.html
AzufreSe encuentra en dos aminoácidos (cisteína y metionina) , presentes en todas lasproteínas. También en algunas sustancias como el Coenzima A
Fósforo
Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos nucléicos. Formanparte de coenzimas y otras moléculas como fosfolípidos, sustancias fundamentales de lasmembranas celulares. También forma parte de los fosfatos, sales minerales abundantesen los seres vivos.
MagnesioForma parte de la molécula de clorofi la, y en forma iónica actúa como catalizador, juntocon las enzimas , en muchas reacciones químicas del organismo.
CalcioForma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas. En forma iónicainterviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulsonervioso.
SodioCatión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y lacontracción muscular
PotasioCatión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosay la contracción muscular
CloroAnión más f recuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluídointersticial
BIOELEMENTOS SECUNDARIOS
http://www.arrakis.es/~lluengo/elementos.html
HierroFundamental para la síntesis de clorofila, catalizador en reacciones químicas y formando parte decitocromos que intervienen en la respiración celular, y en la hemoglobina que interviene en eltransporte de oxígeno.
Manganeso Interviene en la fotolisis del agua , durante el proceso de fotosíntesis en las plantas.
Iodo Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo
Flúor Forma parte del esmalte dentario y de los huesos.
Cobalto Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina .
Silicio Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramíneas.
Cromo Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre.
Zinc Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo.
Litio Actúa sobre neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenirestados de depresiones.
Molibdeno Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte de lasplantas.
OLIGOELEMENTOS
http://www.arrakis.es/~lluengo/elementos.html
COMBINACIONES ENTRE ELEMENTOS
http://www.arrakis.es/~lluengo/elementos.html
FUERZAS QUE INTERVIENEN EN EL MANTENIMIENTO DE LAS ESTRUCTURAS DE LOS
SERES VIVOS
• Enlaces covalentes (C-C)
• Interacciones débiles:
Carga-Carga
Dipolo-dipolo
Fuerzas de van der Waals
Enlaces de hidrógeno
“Bioquímica” Mathews, van Holde y Ahern. Addison Wesley 2002
AGUA
AGUA CON OTRAS MOLÉCULAS
PROTEINAS Y ACIDOS NUCLEICOS
Dador Aceptor EJEMPLOS
ENLACES DE HIDRÓGENO
B.- MOLÉCULAS BIOLÓGICAS O BIOMOLÉCULASB.- MOLÉCULAS BIOLÓGICAS O BIOMOLÉCULAS
• INORGÁNICAS: H2O, O2, CO2
• ORGÁNICAS: Pr, Ac. Nucleicos, HC, L (macromol.)
ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE MACROMOLÉCULAS
POLISACÁRIDOS: polímero de función estructural (celulosa) o de almacen de energía (glucógeno)AC. NUCLEICOS: polímeros de 4 nucleótidos con función en el almacenamiento, transmisión y expresión de la información genética.PROTEINAS: combinación de 20 aa. Distintas funciones (catalítica, estructural, transporte, hormonas, anticuerpos, receptores.LIPIDOS: no polimeriza, se asocian. Función estructural o funcional.
Los seres vivos están constituidos por moléculas químicas que interaccionan entre sí en un medio acuoso adquiriendo nuevas propiedades físico-químicas que dan lugar al fenómeno vital
2.- CARACTERÍSTICAS DE LA MATERIA VIVA2.- CARACTERÍSTICAS DE LA MATERIA VIVA
COMPLEJIDAD
ORDEN, intercambian materia y energía con el entorno
REPLICACIÓN: la vida se autorreproduce
ESTRUCTURA Y ORGANIZACIÓN CELULAR
Las células son las unidades de la vida. Según su
estructura hay dos grandes clases de organismos
PROCARIOTAS: UNICELULARES
EUCARIOTAS: UNICELULARES
PLURICELULARES
http://danival.org/notasbio/clas/procariota_eukariota_2.html
EL AGUA EN LOS PROCESOS BIOLÓGICOS
El agua proporciona un entorno fluido que permite la movilidad de las moléculas y su interacción en los procesos metabólicos
• Estructura y propiedades
• El agua como disolvente
• Ionización
• Soluciones tampón
PUENTES DE HIDRÓGENO
ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL AGUAPOLARIDAD
Punto de ebullición elevadoLíquida a la Tª de la superficie terrestre
RED TRIDIMENSIONAL
http://www.puc.cl/quimica/agua/estructura.htm
http://enfenix.webcindario.com/biologia/molecula/aguestru.html
ACCIÓN DISOLVENTE DEL AGUA
El agua es el disolvente universal en los medios intra y extracelulares debido a su naturaleza polar y su
tendencia a formar enlaces de hidrógeno.
Moléculas hidrófilas
Alcoholes, aminas, -SH, ésteres(capaces de formar enlaces de H)Compuestos iónicos
http://enfenix.webcindario.com/biologia/molecula/agupropi.html
Moléculas hidrófobas
RELATIVAMENTE INSOLUBLES EN AGUA
Hidrocarburos alifáticos y aromáticos o sus derivados que no pueden formar enlaces de H
Moléculas anfipáticas
Acidos grasos y detergentes
PROPIEDADES HIDRÓFILAS E HIDRÓFOBAS
Monocapas
Micelas
Bicapas
“Bioquímica” Mathews, van Holde y Ahern. Addison Wesley 2002
COMPOSICIÓN APROXIMADA DEL ORGANISMO (%)
AGUA 60%
MINERALES 5,5
LÍPIDOS 20
ACIDOS NUCLEICOS >1
CARBOHIDRATOS 1
PROTEINAS 14
EQUILIBRIOS IÓNICOS
Prácticamente, todas las reacciones químicas que se dan en el organismo tienen lugar en un medio acuoso, en el que el comportamiento de las moléculas depende de su estado de ionización
Por ello es importante conocer bien:
• Equilibrios ácido-base
• Ionización del agua
• Importancia de las soluciones tampón
IONIZACIÓN DEL AGUA
Ión hidroxilo Ión hidronio
Producto iónico del agua
pH de los fluidos corporales entre 6,5-8
http://enfenix.webcindario.com/biologia/molecula/aguioniz.html
SOLUCIONES TAMPÓN O AMORTIGUADORAS
Mantienen el pH fisiológico
Están formados por ácidos débiles y sus bases conjugadas
ión bicarbonato ácido carbónico
Tampón bicarbonato: mantiene el pH de los líquidos intercelulares en valores próximos a 7,4
OTROS TAMPONES FISIOLÓGICOSH2PO4
-/HPO42- (pKa = 6,86) Mantiene el pH intracelular
Proteínas (pKa próximo a 7)NH4
+/NH3 Tampona la orina