ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS

ORGANIZACIÓN DE LOS
SERES VIVOS
LOS BIOELEMENTOS
Elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Son
unos 70.
Primarios: 96% de la materia viva. C, H, O, N, P y S. Forman
biomoléculas.
Secundarios: En menor proporción. Ca, Na, K, Mg, Cl, …
Oligoelementos: Concentraciones muy pequeñas. Fe, Cu, Co, Zn,
I, F, … Desempeñan funciones muy importantes
LA BASE QUÍMICA DE LA VIDA
Características de los seres vivos:
Composición química característica: agua, glúcidos, lípidos,
proteínas y ácidos nucleicos.
Complejidad y organización superior a la materia inerte.
Necesidad de materia y energía, que obtienen del medio.
Catálisis: regulación de las reacciones químicas.
Homeostasis: Mantenimiento de las condiciones internas.
Crecimiento y desarrollo: los seres vivos crecen y se desarrollan
Relación: Respuesta a estímulos
Reproducción. Precisan moléculas que contienen información.
Evolución: Cambio que permite su adaptación al medio
Bioelementos primarios
El C, el H, el O y el N son elementos de pequeña masa atómica y
pueden formar entre si enlaces covalentes fuertes y estables. Debido a
esto dan lugar a una gran variedad de moléculas y de gran tamaño. De
todos ellos el carbono es el mas importante. Este átomo es la base de la
química orgánica y de la química de los seres vivos
Azufre Se encuentra en dos aminoácidos , presentes en todas las
proteínas.
Fósforo Forma parte de los nucleótidos, de coenzimas y fosfolípidos
Bioelementos secundarios
Magnesio Forma parte de la molécula de clorofila.
Calcio Forma parte de estructuras esqueléticas. En forma iónica interviene en la contracción
muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso.
Sodio Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la
contracción muscular
Potasio Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción
nerviosa y la contracción muscular
Cloro Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluído
intersticial
Oligoelementos
Hierro Fundamental para la síntesis de clorofila, y en la hemoglobina que interviene en el
transporte 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
prevenir estados de depresiones.
Molibdeno Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por
parte de las plantas.
BIOMOLÉCULAS
O PRINCIPIOS INMEDIATOS
Inorgánicas
No tienen cadenas de
carbono y también
aparecen en la
materia inerte
Orgánicas
Formadas por cadenas de
carbono, exclusivas de seres
vivos
Glúcidos
Agua
Lípidos
Sales minerales
Proteínas
Ácidos nucleicos
Agua
En promedio supone el 75 % de la masa de los organismos
 Funciones:
1. Disolvente de sustancias. Medio donde se producen
reacciones químicas.
2. Función transportadora: Sangre, savia.
3. Reactivo en reacciones bioquímicas.
4. Termorreguladora: Sudor
5. Esqueleto hidráulico debido a la presión osmótica.
Contenido en agua de diferentes órganos
Cerebro.................85%
Sangre..................79%
Músculo ..............75%
Hígado..................70%
Cartílago....... ......55%
Huesos..................22%
Dientes..................10%
Sales minerales
 Precipitadas, en estado sólido: Función
esquelética o de sostén (Huesos, conchas, etc.)
 Disueltas, disociadas en iones. Funciones:
 Mantenimiento de la presión osmótica
 Mantenimiento del pH
 Transmisión impulso nervioso, etc.
Sales minerales: Ósmosis
Sales minerales: Ósmosis
Sales minerales: pH
 El pH mide la cantidad de
iones H+ en un medio
líquido.
 En nuestro organismo, el pH
óptimo es alrededor de 7.
 Si se separa de éste valor,
algunas sales reaccionan
entre sí y compensan la
variación de iones H+.
Parte de las moléculas de agua (10-7 moles por litro
de agua) están disociadas en iones H+ e iones OH-.
(hidroxilo)
En el agua pura (neutra) la concentración de
protones es de 10-7 moles por litro lo que nos
indica que su pH=7. Por lo tanto: es una sustancia
neutra
Las sales se unen a Protones o a grupos hidroxilo
para controlar las variaciones del PH
Biomoléculas orgánicas
Hidratos de
carbono o
glúcidos
Lípidos
Proteínas
Formados por H, C y O; monosacáridos (glucosa),
polisacáridos (glucógeno ó almidón en plantas).
Energía!
Formados por C,H y O. Diversas formas y funciones:
protección, membranas (fosfolípidos), aislamiento
térmico (grasas), reserva de energía.
Formadas por 20 tipos distintos de aminoácidos
(esenciales y no esenciales).
Diversas funciones:
transporte, receptores, estructural (algunas proteínas
de membrana), catalizando procesos (enzimas).
Ácidos nucleicos Formado por nucleótidos (adenina, guanina, citosina,
timina). Se empaqueta en cromosomas. Información
genética!!!. Ubicación celular: núcleo.
Glúcidos
 Formados por C, H y O.
 Funciones:
 Energética: proporcionan
energía a los seres vivos.
 Estructural: forman parte de
estructuras de los organismos
(paredes celulares, etc.)
 Tipos:
 Monosacáridos
 Disacáridos
 Polisacáridos
Glúcidos: Monosacáridos
 Formados por una única molécula.
 Se nombran según su número de carbonos:
Triosas (3), tetrosas (4), pentosas (5),
hexosas (6).
 Tienen color blanco, sabor dulce y son
solubles en agua (son azúcares).
 Más importantes: hexosas y pentosas
Hexosas
• Glucosa: Sangre, músculos,
etc.
• Fructosa: Frutas
• Galactosa: Leche
Pentosas
RIBOSA
Función estructural. Forman parte de los ácidos nucleicos (ADN y AR
Pentosas
RIBOSA
Función estructural. Forman parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN)
Glúcidos: Disacáridos
 Formados por la unión de dos
monosacáridos.
 Función energética.
 Color blanco, sabor dulce y solubles en agua
(también son azúcares).
 Pueden descomponerse en dos
monosacáridos, liberando energía (son
hidrolizables).
Glúcidos: Disacáridos
 Sacarosa:
Glucosa +
Fructosa. Azúcar
de caña.
 Lactosa: Glucosa
+ Galactosa.
Presente en la
leche
 Maltosa: Glucosa
+ Glucosa. Azúcar
de malta (cebada
germinada)
Glúcidos: Polisacáridos
 Se forman por la unión de varios
monosacáridos.
 Con función energética: Enlaces α.
 Almidón: Mezcla de amilosa y
amilopectina. Reserva en
vegetales.
 Glucógeno: Reserva en animales.
 Con función estructural: Enlaces β.
No podemos digerirla, forma la
fibra alimentaria.
 Celulosa: Forma paredes
celulares de vegetales.
 Quitina: Forma exoesqueletos de
artrópodos. Polímero de un
derivado de la glucosa, la Nacetil-D-glucosamina.
Lípidos
 Formados por C, H, y O, este último en menor
proporción, y en algunos casos por P, N o S.
 Químicamente son muy heterogéneos.
 Se caracterizan por sus propiedades físicas:
 Untuosos al tacto,
 Insolubles en agua
 Solubles en disolventes orgánicos (cloroformo,
alcohol, etc.).
Lípidos: ácidos grasos
 Son moléculas hidrocarbonadas lineales,
con número par de átomos de carbono y un
grupo ácido en un extremo.
 Pueden ser saturados, si sólo tienen
enlaces simples entre los C, e insaturados
si tienen uno o varios enlaces dobles. En
este caso los dobles enlaces se indican a
partir del carbono terminal, llamado ω; así,
un ácido graso ω3 tendrá un doble enlace
entre los carbonos 3 y 4 contados a partir
de este último carbono.
 Los ácidos grasos se caracterizan por tener
una zona hidrófila, soluble en agua,
correspondiente al grupo ácido, y una zona
lipófila (e hidrófoba), insoluble en agua,
correspondiente a la cadena
Lípidos: ácidos grasos
 Los ácidos grasos
saturados están
presentes en
alimentos de origen
animal y elevan el
colesterol en sangre.
 Los insaturados son
de origen vegetal y
hacen descender el
colesterol,
principalmente el
LDL.
Lípidos: triglicéridos.
 Son ésteres de la
glicerina con diferentes
ácidos grasos.
 Aceites: líquidos,
formados principalmente
por ácidos grasos
insaturados, de origen
vegetal.
 Sebos: sólidos, formados
por ácidos grasos
saturados, de origen
animal.
 Mantecas, formados por
una mezcla de ambos
ácidos grasos.
Fosfolípidos
 Parecidos a los
triglicéridos en su
estructura.
Contienen una
molécula de ácido
fosfórico.
 También son
anfipáticas
Funciones de los lípidos
 Estructural: forman parte de las membranas
celulares (fosfolípidos, colesterol).
Consistencia y protección (ceras). Protección
(grasas).
 Reserva energética: Grasas y aceites.
 Otras: Hormonas, pigmentos fotosintéticos,
áidos biliares, etc.
Proteínas
 Compuestos por C, H, O y N, aunque
suelen tener también otros elementos
como S, P, Fe, etc.
 Son polímeros de aminoácidos, unidos
mediante enlaces peptídicos.
 La unión de aminoácidos da lugar a
péptidos, si el peso molecular es
pequeño, y a proteínas, si el peso
molecular es mayor de 5000 dalton.
Proteínas: Los aminoácidos
 Se caracterizan por tener un
grupo amino y un grupo ácido
(carboxilo).
 En los seres vivos hay alrededor
de 20 aminoácidos, que son
comunes a todos ellos, y que se
diferencian unos de otros por el
radical R unido al carbono .
Funciones de las proteínas
 Estructural: Membranas,
citoesqueleto, pelo, uñas,
etc.
 Transportadora:
Hemoglobina, proteínas de
membrana.
 Enzimática: regulan las
reacciones químicas en el
organismo.
 Hormonal: Insulina,
hormona del crecimiento.
 Inmunitaria: Anticuerpos
 Contráctil: Contracción de
los músculos (actina y
miosina).
Propiedades de la
proteínas:
 Son específicas: Cada
individuo tiene sus
propias proteínas. Por
eso existe rechazo en la
donación de órganos.
 Se desnaturalizan:
Pierden su estructura
tridimensional debido al
calor, ácidos, etc, y no
pueden desempeñar su
función.
ENZIMAS
Son los catalizadores biológicos que facilitan las reacciones químicas que
tienen lugar en los seres vivos.
Las enzimas aumentan la velocidad de una reacción disminuyendo la
energía de activación necesaria para que dicha reacción comience.
En las reacciones enzimáticas la sustancia que reacciona y sobre la cual actúa
la enzima se llama sustrato.
La unión del sustrato a la enzima tiene lugar en una pequeña parte de la
molécula de enzima que tiene forma de hueco o cavidad, denominada centro
activo.
Esquema del centro activo de una enzima.
MODO DE ACCIÓN ENZIMAS
Las enzimas se unen temporalmente a sus sustratos formando un complejo
enzima-sustrato. Luego se rompen esos complejos, liberando el producto y
recuperándose la enzima intacta, por lo que puede volver a actuar.
E+S
Complejo ES
E+P
Reacción de hidrólisis de la sacarosa por acción de la
sacarasa. La enzima se une temporalmente al sustrato y
no se altera durante la reacción.
Ácidos nucleicos: ADN y ARN
 Formadas por C,
H, O, N y P.
 Sus monómeros
son los
nucleótidos.
 Un nucleótido
está formado por:
 Un azúcar: Ribosa
o desoxirribosa.
 Acido fosfórico
 Una base
nitrogenada: A, T,
G, C y U.
Nucleótidos: componentes
ADN
 Su azúcar es desoxirribosa
 Nunca tiene uracilo (U)
 Cadena doble unida por puentes
de hidrógeno entre sus bases
nitrogenadas.
 Emparejamiento de bases:
 A-T
 G-C
 La cadena se enrolla en forma
de doble hélice.
 Se encuentra en el núcleo y en
orgánulos como las
mitocondrias o los cloroplastos.
 Portador y transmisor de la
Información genética.
ARN
 Su azúcar es Ribosa.
 Tiene Uracilo en lugar de
Timina y el resto de bases
igual que el ADN: adenina,
citosina y guanina.
 Es una cadena simple de
nucleótidos.
 Se encuentra en el núcleo y
en el citoplasma de la célula.
 Transmite la información
genética hasta el citoplasma,
donde sintetiza proteínas.