POR: FÉLIX GONZALES FLORES, MSC.

BASES QUÍMICAS

DE LA MATERIA VIVA

BIOELEMENTOS

PRIMARIOS(96 – 99 %)

O, C, H, N, P y S

SECUNDARIOS(1 – 4 %)

Ca, Na, K, Mg, Cl,

OLIGOELEMENTOS(menor de 0.1 %)

Fe, Cu, Zn, Mn, Co, I, Se, V, B, Mo, F, Si, etc

LOCALIZACIÓN DE LOS BIOELEMENTOS EN LA TABLA PERIÓDICA

O61.81 %

S0.64 %

P0.63 %

N5.14 %

H9.31 %

C19.37 %

BIOELEMENTOSPRIMARIOS

(cuerpo humano)97,90 %

IMPORTANCIA DE ALGUNOS BIOELEMENTOS

• Oxígeno: Respiración celular.• Carbono: Constituyente principal de

moléculas orgánicas.• Hidrógeno: Forma enlaces en los ácidos

nucleicos.• Nitrógeno: Biogénesis de proteínas y ácidos

nucleicos.• Calcio: Catión mas abundante en

vertebrados; Se absorbe en presencia de vitamina D; Requerido en la coagulación sanguínea.

IMPORTANCIA DE ALGUNOS BIOELEMENTOS

• Fósforo: Componente de huesos, dientes, fosfolípidos de membranas celulares, ADN, ARN, ATP; interviene en la transmisión de impulsos nerviosos.• Sodio: Catión abundante en el líquido

extracelular; regula la presión osmótica y equilibrio ácido base; transmisión de impulsos nerviosos ; contracción muscular. Su deficiencia produce calambres musculares, deshidratación.• Potasio: Catión abundante en los líquidos

intracelulares. Participa en las contracciones musculares e impulsos nerviosos.

IMPORTANCIA DE ALGUNOS BIOELEMENTOS

• Cloro: Anión abundante del líquido extracelular. Formación del ácido clorhídrico del estómago.• Magnesio: Forma parte de la clorofila, es

componente de muchas proteínas (insulina) y algunas vitaminas (tiamina y biotina).• Cobalto: Componente de la Vit. B12;

necesaria para la síntesis de hemoglobina.• Cobre: Indispensable en la Síntesis de

hemoglobina; antioxidante. Componente de la hemocianina en invertebrados.

IMPORTANCIA DE ALGUNOS BIOELEMENTOS

• Yodo: Componente de hormona tiroxina y triyodotiroxina. La deficiencia produce bocio, cretinismo endémico.• Hierro: Constituyente de la hemoglobina y

enzimas respiratorias (citocromos) que intervienen en la respiración celular.• Fluor: Incrementa la dureza de huesos y

dientes.• Azufre: Componente de la queratina, caseína

y proteínas contráctiles del músculo. Se encuentra en los aminoácidos cisteína y metionina

BIOMOLÉCULAS

INORGÁNICAS ORGÁNICAS

AGUA

SALES INORGÁNICAS

CARBOHIDRATOS

LÍPIDOS

PROTEÍNAS

ÁCIDOS NUCLEICOS

EL AGUAMOLÉCULA INORGÁNICA MÁS

ABUNDANTE EN LA MATERIA VIVA ( 65 AL 75 % DEL PESO TOTAL)

CANTIDAD DE AGUA EN ALGUNAS CÉLULAS Y ORGANISMOS

• Embrión humano 99 %• Cuerpo humano adulto 65 %• Medusa 95 %• Cerebro 80 %• Células sanguíneas 60 %• Células musculares 75 %• Tejido óseo 25 %• Dentina 10 %• Semillas 20 %

Mandible

Face

Cranium

FUNCIONES DEL AGUA

DISOLVENTE DE VARIAS SUSTANCIAS

DISPERSANTE EN EL PROTOPLASMA

FACILITA REACCIONES METABÓLICAS

MEDIO HUMECTANTE Y LUBRICANTE

REGULA Y ESTABILIZA LA Tº CORPORAL

MEDIO DE TRANSPORTE

MANTIENE FORMA Y TAMAÑO DE CÉLULAS

FUNCIONES DEL AGUA EN LOS SERES VIVOS

• Es disolvente de distintos compuestos, tales como: sales inorgánicas, compuestos orgánicos y gases como CO2, O2 , de los cationes (Ej. Na +, K +, etc.) y aniones (cloruros, bicarbonatos y fosfatos).

• Es dispersante en el estado coloidal del protoplasma. Esto se debe a su estructura bipolar, las moléculas de agua poseen la capacidad de rodear a cualquier otra molécula que presente algún grupo polar o carga eléctrica.

• Participa activamente en la mayoría de las reacciones metabólicas

- Interviene en las reacciones de hidrólisis, en donde el agua rompe grandes moléculas en unidades fundamentales.

- Participa en reacciones de síntesis de proteínas, lípidos, ácidos nucleicos, carbohidratos, entre otros. El oxígeno que se libera durante la fotosíntesis proviene del agua.

•REGULA Y ESTABILIZA LA TEMPERATURA CORPORAL

EL CALOR DE VAPORIZACIÓN

EL CALORDE FUSIÓN

EL CALORESPECÍFICO

EL AGUATiene elevado

• El calor específico - Es la cantidad de calor, expresada en

calorías, necesaria para elevar en 1 C la temperatura de un gramo de agua.

- El calor específico del agua es igual a 1 caloría.

- Esta propiedad determina que los organismos que están expuestos al sol, pueden absorber una gran cantidad de energía calorífica sin elevar demasiado su temperatura.

• El calor de vaporización

- Es el número de calorías necesario para evaporar un gramo de agua líquida.

- El calor de vaporización del agua a 100 C es de 540 calorías.

- Esto determina que puede ocurrir una gran pérdida de calor sin mucha pérdida de agua.

• El calor de fusión - Es la cantidad de calor requerido

para convertir un gramo de agua congelada en gramo de agua líquida.

- El calor de fusión del agua es 80 calorías.

- Por lo tanto, el agua requiere una perdida más grande de calor que otra sustancia para disminuir su temperatura, es decir, se enfría más lentamente que otros líquidos a una temperatura dada.

•Es lubricante y humectante en diversas regiones del organismo

- Es componente del mucus, lubrica órganos internos de la cavidad toráxica y abdominal, lubrica articulaciones, humidifica los alimentos facilitando el paso a través del tracto digestivo.

• Es un medio de transporte para la distribución de nutrientes por el organismo.

- La sangre es un medio acuoso en la que muchas de las macromoléculas, como, la hemoglobina, se encuentran encerrados en células con objeto de aumentar la fluidez de la corriente sanguínea. La viscosidad del fluido linfático o del líquido intersticial de la célula es diferente.

• Mantiene la forma y tamaño de las células.

SALES MINERALES

DISUELTAS PRECIPITADAS CONJUGADAS

EN FORMA DE IONES

FORMA ESTRUCTURAS

CON MOLECULASORGÁNICAS

SALES MINERALES EN DISOLUCIÓN

• Se encuentran disueltas en medio acuoso en forma de iones. • Son de gran importancia en el

funcionamiento celular debido a que proporcionan un sustrato iónico para que se realicen reacciones químicas.• En función de la afinidad eléctrica. Pueden

ser de dos tipos:

- Cationes (+ ) : Na +, K +, Ca +2, Mg +2

- Aniones ( - ) : Cl-, SO4- , CO3-2, NO3-, PO4-

3.

SALES MINERALES ESTRUCTURALES

• Forman estructuras sólidas, rígidas y consistentes sobre el que se pueden desarrollar distintos órganos y tejidos. • Se encuentran precipitadas en el citoplasma y en la

superficie de las células.• Son poco o nada solubles en agua, por ejemplo:

- El fosfato cálcico Ca3(PO4)2 forma los huesos.- El carbonato cálcico CaCO3, forma el caparazón de los moluscos y de los crustáceos y dentina de los dientes.- Los derivados de silicio también son sales minerales estructurales y están presentes en el caparazón de las diatomeas, radiolarios, en espículas de las esponjas y en el tallo de las gramíneas como el trigo.

SALES CONJUGADAS

• Algunas moléculas inorgánicas se encuentran combinadas con algunas moléculas orgánicas.

Por ejemplo:

- En la molécula de clorofila, el Mg +2 ocupa posición central. El Mg +2, es componente esencial de la clorofila y muchas enzimas

- En la molécula de hemoglobina, el Fe +2 ocupa posición central. El Fe +2, es componentes de muchas enzimas que participan en el proceso de respiración.

FUNCIONES DE LAS MOLÉCULAS INORGÁNICAS

• ESTRUCTURAL: Forma tejido de sostén. Ej. Esqueleto de vertebrados, exoesqueleto de artrópodos, paredes celulares, etc.• REGULACIÓN DEL pH: Mantiene el equilibrio

ácido – base del organismo.• FORMACIÓN DE POTENCIAL ELÉCTRICO:

Los iones crean una diferencia de potencial eléctrico, que utiliza la célula para dar respuestas rápidas frente a cambios de su entorno.

FUNCIONES DE LAS MOLÉCULAS INORGÁNICAS

• ESTABILIZAN Y REGULAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA: Muchas enzimas necesitan para su funcionamiento la presencia de sales (cofactores) . Ej. El Ca++ puede producir la activación y desactivación de determinadas enzimas.• REGULA EL VOLUMEN CELULAR Y LA ÓSMOSIS:

Los medios con concentraciones de sales muy elevadas (hipertónicas) producen la salida de agua del citoplasma. Por el contrario los medios con una concentración de sales muy bajas (hipotónicas) producen la entrada activa de agua a la célula, que se hincha y estalla.

PROTEÍNA(APOENZIMA)

COFACTOR• ION METÁLICO• MOLÉCULA ORGÁNICA (COENZIMA)

HOLOENZIMA

CRENACIÓN HEMÓLISIS

LA CÉLULA MANTIENE SU FORMA