By g tema 5 (1º parte) biomoléculas
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Biomoléculas
Tema 5
1ª parte
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Bioelementos
• Son los elementos que forman parte de los seres vivos.
• Clasificación:– Bioelementos 1arios (96,5%): C, H, O, N, P y S.– Bioelementos 2arios (3,3%): Ca, Na, K, Mg y Cl.– Oligoelementos (0,2%): Indispensables para el
desarrollo de las funciones vitales: Fe, Co, Cu, Zn, Mn, Sr…
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Tabla periódica
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Carbono
• La base de las moléculas orgánicas se sustentan en un esqueleto de carbonos.
• Propiedades:– Forma cadenas estables y variadas (lineales o
ramificadas).– Tiene 4 valencias y puede enlazar con otros
átomos (los enlaces pueden ser dobles o triples).
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Grupos funcionales
• Carboxilo
Fosfato
Hidroxilo: R- OH
Sulfhidrilo: R- SH
Amino: R- NH2
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Biomoléculas• Son todas aquellas moléculas que pueden
encontrarse en los seres vivos.
• Biomoléculas inorgánicas (no exclusivas de s. vivos)
– Agua– Sales minerales
• Biomoléculas orgánicas (exclusivas de s. vivos)
– Glúcidos– Lípidos– Proteínas– Ácidos nucleicos
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1) AGUA• Es indispensable para el desarrollo de la vida.• Constituye ~ 70% del peso de s. vivos.• Posee unas propiedades físico-químicas
extraordinarias derivadas de su estructura.
• Estructura:– El agua es un dipolo (= molécula con distribución
asimétrica de carga pero sin carga neta).
Esto permite establecer enlaces por atracción electrostática = Puentes de hidrógeno; responsable de la mayoría de las peculiares propiedades del agua.
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Propiedades del agua1. Elevada tensión superficial (La superficie del agua
tiende a comportarse como si fuese una membrana ± elástica).
Produce el fenómeno de capilaridad (ascenso por tubos estrechos).
1. ↑ Parámetros térmicos (calor específico y calor de vaporización)
Permite regular el clima del planeta y Tra de los seres vivos.
1. Poder disolvente (por ser dipolar)Facilita las reacciones químicas y el transporte de sustancias.
1. Densidad máxima a 4º C (Hielo flota sobre agua)
Permite el desarrollo de los seres vivos en climas fríos.
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La tensión superficial impide el hundimiento de la flor en este caso.
Capilaridad
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2) Sales minerales
• Precipitadas o en estado sólido: Su función principal es la formación de huesos.– Endoesqueleto (ej: huesos)– Exoesqueleto (Ej: conchas de bivalvos,
diatomeas…)
• Disueltas (en forma de iones (-) o cationes (+)): Desempeñan funciones muy importantes.
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Ósmosis
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Ósmosis
• Es un fenómeno espontáneo en el cual las moléculas de agua se trasladan desde una disolución menos concentrada (hipotónica) a otra más concentrada (hipertónica) cuando ambas disoluciones están separadas por una membrana semipermeable.
• (Las membranas permiten el paso del disolvente, pero no del soluto).
• Cuando las moléculas de agua difunden desde la disolución hipotónica a la hipertónica, generan una presión llamada presión osmótica.
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Las células animales necesitan estar en medios isotónicos para evitar la plasmolisis y el encogimiento celular.
Isotónico Misma concentración
Plasmolisis Rotura de la membrana plasmática.
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En las células vegetales, la plasmolisis tiene lugar en medios hipertónicos: la célula se deshidrata, arruga y se rompe.
La turgencia en las plantas proporciona rigidez mecánica. (La pared celular soporta la P osmótica impidiendo que la célula reviente).
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3) GLÚCIDOS o azúcares• Son las biomoléculas más abundantes.
• Están formados por monosacáridos.• Composición: C, H y O fundamentalmente.• Características: Incoloros, de sabor dulce y se
disuelven bien en el agua.
• Están formados por cadenas cortas (3- 7 at C).
– Aldosas Grupo funcional aldehído.– Cetosas Grupo funcional cetona.
Monosacáridos importantes:-Hexosas (6C): Glucosa, fructosa.-Pentosas (5C): Ribosa y desoxirribosa. Forman parte de los ácidos nucleicos.
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Monosacáridos
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Los monosacáridos son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas
Tienen varios grupos hidroxilo (-OH) y un grupo funcional (aldehído o cetona).
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• En la naturaleza, los monosacáridos se encuentran ciclados, debido a la formación de un enlace intramolecular.– Piranosas: Ciclos de 6C.– Furanosas: Ciclos de 5C.
• Los monosacáridos se unen entre sí mediante enlace O-glucosídico.
• Disacáridos: Azúcar formado por la unión de 2 monosacáridos.– Sacarosa o azúcar de mesa (glucosa + fructosa)– Lactosa (galactosa + glucosa). Se encuentra en la leche.– Maltosa (glucosa + glucosa)
• Oligosacáridos: Unión de 3, 4 o más monosacáridos.
Monosacáridos (continuación)
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Polisacáridos• Son largas cadenas de monosacáridos.• Según su composición:– Homopolisacáridos: Todos los monosacáridos iguales.– Heteropolisacáridos: Hay + de 1 tipo de monosacáridos.
• Según su función:– Polisacáridos de reserva. (Aportan energía)
Ej: Almidón (vegetales) y Glucógeno (animales)
– Polisacáridos estructurales. (Contribuyen al sostén o forman parte del cuerpo de diversos seres vivos o células).
Ej: Celulosa (pared celular de plantas) y quitina (exoesqueleto de artrópodos y PC de hongos)
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4) LÍPIDOS• Grupo heterogéneo de moléculas. Tienen en común que son
insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos.• Funciones variadas:
– Estructural– Almacenamiento energético– Hormonal– Vitamínica– Protección
• Clasificación:– Saponificables Poseen ácidos grasos en su estructura.
• Grasas• Ceras• Lípidos de membrana
– Insaponificables No tienen ácidos grasos.• Terpenos• Esteroides
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Ácidos grasos
• Ácidos orgánicos de cadena larga (ácidos carboxílicos). Los más abundantes tienen entre 12 – 24 átomos de carbono. (Nº par).
– SATURADOS: Sin dobles enlaces en su molécula.– INSATURADOS: Contienen dobles enlaces.
Ej: ácido palmítico, esteárico, oleico …
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a) Grasas o trialcilglicéridos• Formados por ácidos grasos + glicerol (mediante esterificación)
• Son moléculas apolares, hidrofóbicas e insolubles en agua.
• Función principal: reserva energética.En los vertebrados, se almacenan en las vacuolas de los adipocitos.
También se almacenan en las semillas de muchas plantas.
• Otras funciones:–Aislamiento térmico–Amortiguador mecánico =
Almohadillamiento de
determinadas partes del cuerpo.
LÍPIDOS SAPONIFICABLES
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Grasas o triacilglicéridos
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b) Ceras• Tienen una consistencia más firme que la de
las grasas y son más hidrofóbicas.• Funciones:– Protección mecánica e impermeabilización. (Ej:
pluma aves)
– Defensa ante parásitos. (Ej: cera que recubre hojas y frutos).
– Estructural. (Ej: cera de los panales de abejas).
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c) Lípidos de membrana
• Son lípidos estructurales que forman parte de las membranas biológicas.
• Son moléculas anfipáticas: Tienen una región polar (= hidrofílica) y otra apolar (= hidrofóbica).
Las regiones polares se orientan hacia las fases acuosas.
• Tipos: Fosfolípidos y glucolípidos (su molécula polar es un glúcido)
• Estructuras que se forman espontáneamente:– Micelas– Bicapas
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Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas.
La zona apolar se corresponde con los ácidos grasos.
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Micelas / Bicapas
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Lípidos insaponificables(carecen de ácidos grados)
• Terpenos: Son polímeros del isopreno.– Geraniol, mentol, limoneno: Aromas vegetales.– Vitaminas A, E y K.– β - caroteno: Pigmento naranja, precursor de la vitamina A.
• Esteroides: Derivan del esterano.– Colesterol: Forma parte de las membranas plasmáticas de
cels animales. Precursor de otros esteroides.
– Vitamina D: Absorcion de Ca y P en intestino.
– Hormonas: progesterona, testosterona, aldosterona…
– Ácidos biliares: Facilitan la digestión de lípidos.
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Lípidos insaponificablesTerpenos Esteroides
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5) PROTEÍNAS
• Macromoléculas constituidas por la unión de subunidades llamadas aminoácidos.
• Tienen ↑ actividad biológica y diversidad funcional.• La combinación de Aa ofrece un nº casi infinito de
posibles combinaciones.• Los Aa están constituidos por:– C central– Grupo carboxilo– H
– Amino (NH2)
– Grupo R = cadena lateral
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Estructura de los aminoácidos
• Los aminoácidos se unen entre sí mediante enlaces peptídicos (entre grupo ácido Aa1 y grupo amino Aa2).
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Estructura de las proteínas• Las proteínas presentan ≠ grados de organización cada vez más
complejos Estructuras.
• Estructura 1aria: Es la secuencia lineal de Aa de la proteína.• Estructura 2aria: Es la conformación espacial resultante del 1er
plegamiento espacial de la cadena polipeptídica. Conformaciones estables son:– Hélice α (helicoidal)– Lámina β (Lámina extendida en zig-zag)Estas estructuras se estabilizan mediante puentes de hidrógeno.
• Estructura 3aria: Es la disposición espacial tridimensional estable. De la estructura 3aria depende la función de la proteína. Las proteínas con estructura 3aria se llaman globulares y presentan una gran diversidad.
• Estructura 4aria: Es la suma de varias subunidades globulares. Se llaman proteínas oligoméricas. Ej: Hemoglobina
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Proteínas
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Estructuras 2aria
Hélice α Lámina β
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Estructuras 2aria
Hélice α Lámina β
![Page 37: By g tema 5 (1º parte) biomoléculas](https://reader034.fdocumento.com/reader034/viewer/2022052623/559f333a1a28abaa668b45fa/html5/thumbnails/37.jpg)
En una proteína con estructura 3aria se pueden encontrar zonas con hélice α, lámina β, u otro tipo de estructura 2aria estable.
Estructura 3aria Estructura 4aria
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Hemoglobina (estructura 4ria)
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Desnaturalización de proteínas• Es la pérdida de su conformación espacial (su
estructura 3aria o 4aria).• Agentes desnaturalizantes:– ↑ Tra– Variaciones de pH.– Sustancias químicas
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Funciones de las proteínas1. Estructural: Aporta sostén y cuerpo a muchas estructuras
corporales. Ej: colágeno, queratinas.2. Transporte: De sustancias o regulan el paso de sustancias
a través de las membranas celulares. Ej: lipoproteínas, hemoglobina.
3. Hormonal. Ej: Insulina, hormona del crecimiento, tiroxina, adrenalina …
4. Enzimática: Aceleran reacciones químicas.5. Inmunológica: Los linfocitos B fabrican anticuerpos o
inmunoglobulinas, que neutralizan organismos patógenos.
6. Reconocimiento celular: Algunas proteínas de membrana actúan como identificadoras celulares, permitiendo o no la interacción entre determinadas células.
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6) ÁCIDOS NUCLEICOS
• Moléculas encargadas del almacenamiento y la transmisión de información en la célula.– ADN (= ác desoxirribonucleico): Almacenar la información y
transmitirla a la generación siguiente.– ARN (= ac ribonucleico): Transmite la información y se encarga de la
síntesis de proteínas en la célula.
• Los nucleótidos son las unidades o monómeros que constituyen los ácidos nucleicos. Se componen de:– Pentosa: ribosa (ARN) o desoxirribosa (ADN).– Grupo fosfato (1, 2 o 3)– Base nitrogenada (molécula cíclica con N).
• Púrica: Adenina (A) y Guanina (G)• Pirimidínicas: Citosina (C), Timina (T) y Uracilo (U).
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Componentes de los nucleótidos
La unión de pentosa y base nitrogenada se denomina nucleósido (sin fosfatos)
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NUCLEÓTIDOS
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Nucleótidos: Monómeros de los ácidos nucleicos
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Polinucleótido; cadena constituida por la unión de múltiples nucleótidos.
Los nucleótidos se unen entre sí mediante enlaces fosfodiéster.(Se unen mediante sus grupos fosfato)
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ATP (adenosín trifosfato): Este nucleótido es el INTERMEDIARIO ENERGÉTICO entre el catabolismo y el anabolismo.
Esta molécula aporta energía para la mayor parte de las reacciones químicas que la requieran.
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ADN• El ADN es una doble cadena enrollada en espiral.
Contiene la información genética del individuo.• Watson y Crick determinaron su estructura
mediante cristalografía con rayos X.• Características:– Estructura en doble hélice (la hebras son antiparalelas).– Existe complementariedad de bases. (A-T) (G-C).– Nº bases púricas = nº bases pirimidínicas A + G = T + C– Las bases nitrogenadas se dirigen al interior de la doble
hélice.
Duplicación o replicación: Obtención de copias idénticas de ADN antes de que la célula inicie el proceso de división celular.
- En células eucariotas: ADN lineal y combinado con proteínas.- En células procariotas: ADN circular y sin estar unidos a proteínas.
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ADN
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ARN• Cadena de ribonucleótidos cuya misión es la
biosíntesis de proteínas.• Tipos de ARN– ARN mensajero (ARNm): Transporta la
información del ADN hasta los ribosomas para la fabricación de la proteína adecuada.
– ARN transferente (ARNt): Transporta los Aa hasta los ribosomas.
– ARN ribosomal (ARNr): Forma los ribosomas (estructuras celulares donde se produce la traducción).
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Comparación entre ARN y ADNLa Timina (T) es exclusiva del ADN; el Uracilo (U) es exclusivo del ARN.