30-04-2013 Son aquellas que permiten la existencia de la materia orgánica y de la subsistencia de los organismos vivos. BIOMOLECULAS INORGÁNICAS Agua Sales minerales Gases BIOMOLECULAS ORGÁNICAS Liceo Particular Comercial Temuco Agua: Es la molécula mas abundante en los seres vivos, entre el 70 y el 50% de la materia viva es agua. Funciona como solvente de otras molécula y como estabilizador térmico Sales minerales: Se encuentran en cantidades pequeñas al interior de las células o disueltas en el medio extracelular. Mantienen el grado de salinidad y regulan los niveles de pH.(Cl-; Na+; K+) Liceo Particular Comercial Temuco Hidratos de carbono Lípidos Proteínas Ácidos nucleídos Liceo Particular Comercial Temuco Gases: El O2 y el CO2 son los gases mas abundantes en la materia viva, pues están implicados en las reacciones químicas de producción de energía. El O2 es producido por las plantas en la fotosíntesis y el CO2 es producido como desecho por los seres vivos en el proceso de respiración celular. Liceo Particular Comercial Temuco 1 30-04-2013 La gran variedad de seres vivos que habitan el planeta están constituidos principalmente por átomos de cuatro elementos químicos: Carbono Oxigeno Hidrogeno Nitrógeno Hidratos de carbono o carbohidratos Están formados por átomos de carbono hidrogeno y oxigeno en proporción de 1:2:1 respectivamente. Son también llamados glúcidos o azucares, constituyen una reserva energética en los organismos y son componente de diversas estructuras como la pared celular y el esqueleto externo de ciertos insectos. Los que al combinarse dan origen a las moléculas orgánicas que originan las células Liceo Particular Comercial Temuco Liceo Particular Comercial Temuco De acuerdo a su complejidad se pueden clasificar en: Monosacáridos: Carbohidratos mas simples. Son los monómeros de los azucares mas simples. Puede tener de tres a siete átomos de carbono. Liceo Particular Comercial Temuco Liceo Particular Comercial Temuco 2 30-04-2013 Disacáridos: Se forman por la unión de dos monosacáridos a través de un enlace covalente entre dos grupos OH de monómeros adyacentes, con la liberación de una molécula de agua. A esta unión se le denomina enlace glucosídico. Los principales disacáridos se encuentran formando parte de los alimentos que consumimos habitualmente, algunos de ellos son: Maltosa: Compuesta por dos moléculas de glucosa, se encuentra en los granos de la cebada germinada Lactosa: Constituida por una molécula de glucosa y una de galactosa, esta presente en la leche. Sacarosa: Formada por una molécula de glucosa y una de fructosa, se encuentra en la caña de azúcar y la remolacha. Liceo Particular Comercial Temuco Polisacáridos: Son polímeros que se forman por la unión de muchos monómeros mediante enlace glucosidico. Polisacáridos de reserva energética: almidón y glucógeno Liceo Particular Comercial Temuco Lípidos También denominados grasas. Están compuestos principalmente por carbono e hidrogeno y pequeñas proporciones de oxigeno. También presentan átomos de fosforo, azufre y nitrógeno. Polisacárido estructurales: celulosa y quitina. Liceo Particular Comercial Temuco Liceo Particular Comercial Temuco 3 30-04-2013 Se encuentran formando parte de los tejidos vegetales y animales, desempeñando funciones de reserva energética y formando parte de las membranas biológicas. En los animales constituyen el tejido adiposo que actúa como aislante térmico, además, tienen una importante función en la transmisión de señales químicas de una célula a otra (hormonas esteroidales) Liceo Particular Comercial Temuco “Estas macromoléculas representan el principal combustible celular; son un medio para almacenar energía; forman la pared celular de las plantas; forman parte de otras moléculas como ácidos nucleicos y glicoproteínas.” La anterior corresponde a la descripción de las funciones de: a) Lípidos b) Carbohidratos c) Proteínas d) Fosfolípidos e) Ácidos nucleicos Liceo Particular Comercial Temuco Liceo Particular Comercial Temuco Un investigador estudia el efecto de la una sustancia química que inhibe la función de los ribosomas. ¿Cuál es el resultado más probable de este inhibidor? a) Disminución de la síntesis de proteínas. b) Disminución de la síntesis de lípidos. c) Disminución de la síntesis de polisacáridos. d) Disminución de la síntesis de ARNm. e) Disminución de la síntesis de nucleótidos. Liceo Particular Comercial Temuco 4 30-04-2013 ¿Cuál de las siguientes sustancias no corresponde a una molécula orgánica? a) Cloruro de sodio b) Glucosa c) Colesterol d) ADN e) Fenilalanina Liceo Particular Comercial Temuco Las proteínas son los principales componentes de los seres vivos. Constituyen más de la mitad dela masa seca de una célula y son responsables de una gran cantidad de funciones. Todas están formadas por la misma estructura básica: son polímeros formados por la unión de aminoácidos. Éstos son moléculas constituidas por C, H, O, N y en algunos casos poseentambién átomos de azufre (S). Liceo Particular Comercial Temuco Las proteínas son polímeros de aminoácidos. Todos los aminoácidos tienen la misma estructura fundamental, que consiste en un carbono central unido a cuatro grupos funcionales distintos: un grupo amino nitrogenado (—NH2); un grupo carboxilo (—COOH); un hidrógeno; y un grupo que varía entre los diferentes aminoácidos (R). Liceo Particular Comercial Temuco Liceo Particular Comercial Temuco 5 30-04-2013 Liceo Particular Comercial Temuco Al igual que los lípidos y los polisacáridos, las proteínas se forman como resultado de la síntesis por deshidratación. Liceo Particular Comercial Temuco Las proteínas adquieren diversas formas y los biólogos reconocen cuatro niveles de organización en la estructura de las proteínas Liceo Particular Comercial Temuco Liceo Particular Comercial Temuco 6 30-04-2013 Los ácidos nucleícos son cadenas largas de subunidades similares llamadas nucleótidos. Todos éstos tienen una estructura de tres partes: un azúcar de cinco carbonos (ribosa o desoxirribosa), un grupo fosfato y una base nitrogenada que difiere entre los nucleótidos Los nucleótidos de desoxirribosa forman cadenas cuya longitud es de millones de unidades llamadas ácido desoxirribonucleico o DNA. Los nucleótidos en las sucesiones opuestas forman entre sí puentes de hidrógeno y de esta manera se unen ambas secuencias. Liceo Particular Comercial Temuco Un enlace fosfodiéster se forma entre el grupo 3’ hidroxilo de un nucleótido y el grupo 5’ fosfato de otro. Una cadena polinucleotídica tiene un sentido con un extremo terminando en un grupo 5’ fosfato (el extremo 5’) y el otro en un grupo 3’ hidroxilo (el extremo 3’) Liceo Particular Comercial Temuco Algunos nucleótidos pueden estar unidos a una, dos o tres moléculas de ácido fosfórico y dan lugar a un grupo de compuestos ricos en energía . Cuando los enlaces de estos compuestos se rompen, la energía liberada se utiliza en las reacciones endergónicas. Es el caso del ATP (un nucleósido trifosfato) que se forma a partir del AMP, al cual hay que agregarle dos fosfatos más. Los enlaces fosfatos del ATP son relativamente débiles y pueden romperse por hidrólisis, liberando 10 kilocalorías de energía por mol de ATP hidrolizado. La reacción puede ocurrir en sentido contrario si se aportan las 10 kilocalorías por mol. 7 30-04-2013 El DNA se compone de cuatro pequeñas subunidades llamadas nucleótidos. Cada nucleótido del ADN consta de tres partes: un grupo fosfato; un azúcar llamado desoxirribosa, y una de cuatro posibles bases nitrogenadas, que son adenina (A), guanina (G), timina (T) o citosina (C). Liceo Particular Comercial Temuco Purinas Pirimidinas Liceo Particular Comercial Temuco 8 30-04-2013 Liceo Particular Comercial Temuco Liceo Particular Comercial Temuco Las cadenas de nucleótidos de ribosa, llamadas ácido ribonucleico o RNA, se copian del DNA en el núcleo de cada célula. El RNA lleva el código genético del DNA al citoplasma de la célula y dirige la síntesis de proteínas Liceo Particular Comercial Temuco Liceo Particular Comercial Temuco 9 30-04-2013 Liceo Particular Comercial Temuco Liceo Particular Comercial Temuco ¿Cuáles de los siguientes grupos químicos participan en la formación del enlace peptídico? A) H y NH2 B) R y NH2 C) R y COOH D) COOH y NH2 E) COOH y COOH Liceo Particular Comercial Temuco 10 30-04-2013 ¿Cuál(es) de las siguientes afirmaciones es (son) correctas en relación a las enzimas? I) Son altamente específicas. II) Son estructuras poliméricas III) Aumentan la velocidad de las reacciones químicas. A) Sólo I. B) Sólo II. C) Sólo III. D) Sólo I y II. E) I, II y III. El colágeno y la queratina son proteínas que tienen función A) estructural. B) enzimática. C) vitamínica. D) defensiva. E) contráctil. El término que incluye a los otros cuatro es A) aminoácido B) enlace peptídico. C) proteína globular. D) estructura primaria. E) estructura secundaria. Al cocer un huevo en agua hirviendo la clara se endurece y se pone blanca, esto significa que la ovoalbúmina experimentó un proceso de A) hidrólisis. B) coagulación. C) polimerización D) desnaturalización. E) síntesis por deshidratación 11 30-04-2013 ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es incorrecta? A) Los nucleótidos poseen C, H, O, N y P. B) El DNA es una molécula exclusiva del núcleo en la célula eucariótica. C) Existen nucleótidos importantes como almacenadores de energía química. D) En el DNA, la relación Adenina-Timina es semejante a la relación Guanina - Citosina. E) Algunas vitaminas están relacionadas en su estructura química con los ácidos nucleicos. En relación con el nucleótido, es correcto afirmar que I) contiene una base nitrogenada. II) es la unidad estructural de los ácidos nucleicos. III) contiene la información genética del organismo. A) Sólo I. B) Sólo II. C) Sólo I y II. D) Sólo I y III. E) I, II y IIII. Respecto de la molécula de DNA de una célula es incorrecto afirmar que A) es monocatenaria. B) el nucleótido es la unidad estructural del DNA. C) entre citosina y guanina se forman tres puentes de hidrógeno. D) las bases nitrogenadas se unen entre sí por puentes de hidrógeno. E) adenina y timina se unen a través de un doble puente de hidrógeno. ¿Qué base nitrogenada no posee el DNA? A) Citosina. B) Uracilo. C) Timina. D) Adenina. E) Guanina. 12 30-04-2013 Reproducción celular Una vez terminado su desarrollo, toda célula tiene dos posibilidades: dividirse hasta alcanzar un cierto tamaño o, por el contrario, diferenciarse o morir si ha perdido la capacidad de división. En el primer caso se habla de ciclo celular para describir el proceso que se inicia al término de una división celular y acaba con el final de la siguiente división, en la que se habrán formado dos nuevas células. Dicho de otro modo, el ciclo celular es la serie de eventos que transcurren desde que una célula se forma por división de una preexistente hasta que se divide y da origen a dos células hijas. Los organismos unicelulares utilizan la división celular para la reproducción y perpetuación de la especie, una célula se divide en dos células hijas genéticamente idénticas entre sí e iguales a la original (progenitora), manteniendo el número cromosómico y la identidad genética de la especie. En cambio, en los organismos pluricelulares la división celular se convierte en un proceso cíclico destinado a la producción de múltiples células, todas idénticas entre sí, pero que posteriormente pueden derivar en una especialización y diferenciación dentro del individuo. La duración del ciclo celular es variable, dependiendo del tipo de célula, de los nutrientes y de la temperatura. Por ejemplo, en condiciones óptimas de cultivo, una ameba tiene un ciclo celular de unas 10 horas, un ciliado de 2-3 horas y células de mamífero, en promedio, unas 24 horas. El ciclo vital de una célula se divide en dos fases muy definidas: • Interfase • División o fase M. 13 30-04-2013 Este periodo sigue a la mitosis anterior y corresponde a la fase de crecimiento celular. No se aprecian los cromosomas, ya que el material genético se encuentra disperso en el interior del núcleo celular en forma de cromatina (ADN asociado a múltiples tipos de proteínas de las que sobresalen las Histonas). Los genes se transcriben de acuerdo con los requerimientos metabólicos que presenta la célula en cada momento. En el citoplasma se suceden los diferentes procesos metabólicos y los organelos celulares se multiplican, mientras la célula crece. Es en G1, una vez que la célula ha crecido, donde deberá “decidir” si inicia un nuevo camino que la lleve a volver a dividirse o bien, se encamine hacia un estado no proliferativo (llamado estado G0). Este último estado se caracteriza por la adquisición de funciones específicas de cada tipo de tejido en el individuo pluricelular (diferenciación celular). Si la célula es estimulada para iniciar un nuevo proceso divisional, la célula inicia las síntesis de sustancias que se requerirán en la siguiente fase. No hay síntesis de ADN, sí puede haber reparación del DNA dañado. La interfase es de gran importancia para el adecuado desarrollo del ciclo celular. No es un momento de reposo, pues en ella tiene lugar una gran actividad metabólica, caracterizada por la síntesis de importantes tipos de macromoléculas e incluso la duplicación de organelos celulares. La interfase se puede subdividir para su estudio en tres periodos: G1, S y G2. Es el período de síntesis de ADN. En él, la doble hélice se abre en diversos puntos (horquillas de replicación) donde se inicia la síntesis del ADN (replicación del ADN). 14 30-04-2013 Durante la división celular, específicamente en la etapa de síntesis (S) correspondiente al período de interfase las células hijas heredan la misma información genética contenida en la célula progenitora. Como esa información se está contenida en el ADN, cada una de sus hebras genera otra molécula de ADN idéntica a la original para que ambas sean repartidas equitativamente en las dos células hijas. El proceso anterior se llama replicación o duplicación del ADN en la cual participan varias enzimas. Una de ellas es la ADN polimerasa, enzima que sintetiza una nueva cadena de ADN mediante la incorporación de bases nitrogenadas que se van insertando en la nueva hebra hija en Crecimiento Para esto, utiliza como molde una de las hebras originales, que por complementariedad de bases le indica qué base nitrogenada le corresponde. Periodo que antecede a la mitosis. En este periodo el ADN ya está duplicado, es decir, la célula contiene el doble de ADN que una célula en estado G1. Además, al final de este período se inicia un lento pero sostenido empaquetamiento que conducirá, durante la mitosis, a la formación de los diferentes cromosomas. También existe reparación del DNA dañado y comienza la síntesis de proteínas necesarias para la conformación de la cromatina que inicia lentamente su enrollamiento y compactación. Es la última etapa de ciclo celular y culmina produciendo a la vez dos sucesos; mitosis y citocinesis, en la que los cromosomas y el contenido citoplasmático (organelos) se distribuyen equitativamente entre las células hijas. En esta fase no se aprecia actividad metabólica, la célula está comprometida con la división. 15 30-04-2013 La Mitosis corresponde a la división del núcleo, por ello es importante recalcar que una célula no se divide por mitosis, sino que en la división celular el material genético primero se reparte equitativamente y ese proceso recibe el nombre de mitosis. Recuerda que puede haber mitosis y no citodiéresis, en cuyo caso no ha existido división celular. Aunque la mitosis es un proceso continuo se acostumbra a dividirlo para su estudio y reconocimiento en cuatro fases distintas llamadas: profase, metafase, anafase y telofase Se puede destacar que aunque el estudio lo haremos en una célula animal, este proceso se produce de una manera similar en las células de otros tipos de eucariontes, incluidos vegetales. 16