Unidad 1. química de la materia viva
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UNIDAD 1
QUÍMICA DE LA MATERIA VIVA
" SOMOS POLVO DE ESTRELLAS
QUE PENSAMOS EN ESTRELLAS "
Carl Sagan
1. CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS
COMPLEJIDAD MOLECULAR. Los principales compuestos responsables del desarrollo y funcionamiento de un organismo son macromoléculas como los ácidos nucleicos o proteínas
NIVELES DE ORGANIZACIÓN. La materia viva presenta una organización jerárquica de complejidad creciente.
Macromoléculas, células, organismos, poblaciones, comunidades, etc AUTOMANTENIMIENTO. Los seres vivos incorporan materia y energía para construir sus
componentes y realizar sus procesos vitales. Los desechos son expulsados = METABOLISMO
REPRODUCCIÓN. Capacidad de reproducirse y originar copias de si mismos. Este proceso lleva
asociados dos fenómenos: herencia y variación. CICLO VITAL. Diferentes etapas a lo largo de la vida: cigoto, desarrollo embrionario, estado adulto, etc.
SENSIBILIDAD. Capacidad de reacción ante los cambios que se producen en el entorno = FUNCIÓN DE RELACIÓN
AUTORREGULACIÓN. Capacidad para mantener y perpetuar su composición frente a cambios ambientales.
LAS ACTIVIDADES DE LOS SERES VIVOS ESTÁN CONTROLADOS (EN PARTE) POR PROGRAMAS GENÉTICOS
MATERIA
ENERGÍA
(nutrientes)
MATERIA
(residuos)METABOLISMO
FUNCIÓN DE NUTRICIÓN
FUNCIÓN DE RELACIÓN
ESTÍMULO RESPUESTA
FUNCIÓN DE REPRODUCCIÓN
2. BIOELEMENTOS
• Son los que forman parte de los seres vivos
• Se han identificado algo más de 70 bioelementos
• Los seres vivos están constituidos por los mismos elementos que el resto del cosmos. No existen átomos exclusivos de lo vivo
2.1 Clasificación bioelementos
• Bioelementos mayoritarios: siempre presentes en la materia viva– Primarios: C, H, O, N, S, P– Secundarios: Mg, Ca, K, Na, Cl
• Oligoelementos esenciales: en cantidades inferiores al 0,1%. Fe, Mn, Cu, Zn, F, I, B, Si, V, Cr, Co, Se, Mo y Sn
• Oligoelementos no esenciales: el resto de elementos químicos. Pueden desempeñar importantes funciones en algunos organismos
BIOELEMENTOS
Abundancia relativa de algunos elementos en la corteza terrestre y en la materia viva
El átomo de carbono
• Nº atómico: 6• Configuración
electrónica: ls2 2s2 2p2
• cuatro orbitales híbridos• Posibilidad de formar
enlaces covalentes simples, dobles o triples con otros átomos de carbono o con átomos de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre, etc.
Enlace C-C
• Los enlaces C-C permiten construir cadenas más o menos largas y anillos cíclicos, que constituyen los esqueletos para una variedad inmensa de moléculas orgánicas
2.2 PRINCIPIOS INMEDIATOS Y BIOMOLÉCULAS
• Principios inmediatos: se obtienen aislando sustancias que componen los seres vivos mediante procedimientos físicos. Comprenden– Biomoléculas: exclusivos de la materia viva
(moléculas orgánicas)– agua y las sales minerales: no exclusivos de
la materia viva (moléculas inorgánicas)
2.3 REPRESENTACIONES MOLECULARES
• FÓRMULA MOLECULAR: C6H12O6
• FORMULA SEMIDESARROLLADA
CHO-CH2O-CH2O-CH2O-CH2O-CH2OH
REPRESENTACIONES MOLECULARES
• FÓRMULAS DESARROLLADAS
• REPRESENTACIÓN ESPACIAL (proyección de Haworth)
Modelo de varillas
Modelo de bolas
3. ENLACES QUÍMICOS Y SU IMPORTANCIA EN BIOLOGÍA
• Enlace iónico: en formaciones sólidas cristalinas como conchas de moluscos
• Enlace covalente: unen los bioelementos mayoritarios y hace posible una enorme diversidad molecular.
• Enlaces del átomo de carbono:– Simples: permite el giro de los átomos– Dobles: no permite el giro. Da lugar a isómeros de posición (cis
y trans)
• Enlace o puente de hidrógeno: mucha importancia en la estructura química de la materia viva, p ej:– En el agua. Sus propiedades dependen de este tipo de enlaces– Doble hélice ADN– Estructura secundaria y terciaria de las proteínas
Enlace iónico
Enlace covalente
Puentes de hidrógeno
Cis: en la misma posición Trans: en posición opuesta
Enlaces Cis y Trans