BIOMOLÉCULAS

Las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los seres vivos. Los cuatro bioelementos más abundantes en los seres vivos son el carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N), representando alrededor del 99 por ciento de la masa de la mayoría de las células.
Estos cuatro elementos son los principales componentes de las biomoléculas debido a que:
1.- Permiten la formación de enlaces covalentes entre ellos, compartiendo electrones, debido a su pequeña diferencia de electronegatividad.
2.- Permiten a los átomos de carbono la posibilidad de formar esqueletos tridimensionales –C–C–C– para formar compuestos con número variable de carbonos.
3.- Permiten la formación de enlaces múltiples (dobles y triples) entre C y C, C y O, C y N, así como estructuras lineales ramificadas cíclicas, heterocíclicas, etc.
4.- Permiten la posibilidad de que con pocos elementos se den una enorme variedad de grupos funcionales  (alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos, aminas, etc.) con propiedades químicas y físicas diferentes.
Se pueden clasificar en:
a) Biomoléculas inorgánicas: agua y sales minerales
b) Biomoléculas orgánicas: glúcidos (hidratos de carbono), lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

Las biomoléculas orgánicas forman cuatro grupos:

 

Glúcidos (fuente de energía primaria)

Los glúcidos  son la fuente de energía primaria que utilizan los seres vivos para realizar sus funciones vitales.
La glucosa está al principio de una de las rutas metabólicas productoras de energía más antigua, la glucólisis, usada en todos los niveles evolutivos, desde las bacterias hasta los vertebrados.
Muchos organismos, especialmente los de estirpe vegetal almacenan sus reservas en forma de almidón.
Algunos glúcidos forman importantes estructuras esqueléticas, como la celulosa, constituyente de la pared celular vegetal, o la quitina, que forma la cutícula de los artrópodos.

Lípidos (estructuras celulares y energéticos)
 
Los lípidos saponificables cumplen dos funciones primordiales para las células; por una parte, los fosfolípidos forman el esqueleto de las membranas celulares (bicapa lipídica); por otra, los triglicéridos son el principal almacén de energía de los animales.
Los lípidos insaponificables y los isoprenoides desempeñan funciones reguladoras (colesterol, hormonas sexuales, prostaglandinas).
Otros lípidos son el ácido esteárico, el ácido oleico y el ácido elaídico.

Proteínas

 

Son proteínas casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones metabólicas de las células; muchas hormonas, reguladores de actividades celulares; la hempglobina y otras moléculas con funciones de transporte en la sangre; los anticuerpos, encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentes extraños; los receptores de las células, a los cuales se fijan moléculas capaces de desencadenar una respuesta determinada; la actina y la miosina, responsables finales del acortamiento del músculo durante la contracción; el colágenointegrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén.

Ácidos nucleicos 

ADN, información clave para la herencia.

Los ácidos nucleicos (ADN y ARN), desempeñan, tal vez, la función más importante para la vida: contener, de manera codificada, las instrucciones necesarias para el desarrollo y funcionamiento de la célula.
El ADN tienen la capacidad de replicarse, transmitiendo así dichas instrucciones a las células hijas que hederadan la informacion.

Algunas, como ciertos metabolitos (ácido pirúvico, ácido láctico, ácido cítrico, etc.) no encajan en ninguna de las anteriores categorías citadas.

NIVEL MOLECULAR

NIVEL MOLECULAR 

NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS ORGANISMOS VIVOS.

Es el nivel abiótico o de la materia no viva. En este nivel molecular se distinguen

cuatro subniveles:

q  Subnivel subatómico: Lo constituyen las partículas subatómicas; es decir, los protones, electrones y neutrones.

q  Subnivel atómico: Constituido por los átomos, que son la parte más pequeña de un elemento químico que puede intervenir en una reacción.

q  Subnivel molecular: Constituido por las moléculas; es decir, por unidades materiales formadas por la agrupación de dos o más átomos mediante enlaces químicos (ejemplos: O2, H2O), y que son la mínima cantidad de una sustancia que mantiene sus propiedades químicas. Distinguimos dos tipos de moléculas: inorgánicas y orgánicas.

q  Subnivel macromolecular: Está constituido por los polímeros que son el resultado de la unión de varias moléculas (ejemplos: proteínas, ácidos nucleicos). La unión de varias macromoléculas da lugar a asociaciones macromoleculares (ejemplos: glucoproteínas, cromatina). Por último, las asociaciones moleculares pueden unirse y formar organelos u orgánulos celulares (ejemplos.: mitocondrias y cloroplastos).

Las asociaciones moleculares constituyen el límite entre el mundo biótico (de los seres vivos) y el abiótico (de la materia no viva o inerte). Por ejemplo, los ácidos nucleicos poseen la capacidad de autorreplicación, una característica de los seres vivos.

COMPUESTOS QUIMICOS DE LA CELULA

COMPUESTOS QUIMICOS DE LA CELULA 

SE CLASIFICAN EN:  COMPUESTOS ÓRGANICOS ›COMPUESTOS INÓRGANICOS

·         AGUA El componente químico fundamental del organismo Con unas pocas excepciones (hueso, diente) Todos los procesos fisiológicos se llevan a cabo en un medio acuoso. El 5% de esta agua está ligada o fija (a proteínas) y el 95% está como agua libre.

·         COMPARTIMENTOS 1) Intracelular: 85% del peso corporal 2) Extracelular: a) Intersticial: 10% b) Intravascular: 5% En adultos es el 60% del peso corporal, mientras que en lactantes es el 80%. INGRESOS Y EGRESOS Diariamente perdemos unos 2.500 cc. de agua: 1500 cc. en la orina. 850 cc a través de la perspiración (transpiración y respiración) 150 cc en las heces. Y recuperamos: 1400 cc en forma de agua líquida.- 800 cc como agua en alimentos sólidos.- 300 cc de agua "metabólica" (producida en del organismo).

·         SALES La concentración de iones es distinta en el interior de la célula y el medio que la rodea. Así, la célula tiene una elevada concentración de cationes K+ y Mg2+, mientras que el Na+ y el Cl- están localizados principalmente en el líquido extracelular. Algunos iones inorgánicos (como el Mg2+) son indispensables como cofactores enzimáticos. Otros forman parte de distintas moléculas. El fosfato, por ejemplo, se encuentra en los fosfolípidos y en los nucleótidos.

·         COMPUESTOS ÓRGANICOS  Ácidos Nucleicos Hidratos de Carbono Lípidos  Proteínas

·         ÁCIDOS NUCLEICOS Son largas cadenas de nucleótidos. Un nucleótido está formado por la unión de un azúcar, una base nitrogenada y un fosfato.

·         Dos azúcares participan de la formación ácidos nucleicos:  Ribosa en el ARN Desoxirribosa en el ADN

·         Cinco bases nitrogenadas pueden encontrarse en los ácidos nucleicos, las derivadas de la purina se llaman bases púricas y las derivadas de la pirimidina, bases pirimídicas

·         Principales características de los ácidos nucleicos y diferencias entre ellos

·         Hidratos de carbono Compuestos por carbono, hidrógeno y oxígeno, representan la principal fuente de energía para la célula y son constituyentes estructurales importantes de las membranas celulares y de la matriz extracelular. De acuerdo con el número de monómeros que contienen, se clasifican en:

·          Monosacáridos: son azúcares simples. Se clasifican sobre la base del número de átomos de carbono que contienen.  triosas tetrosas pentosas, como la ribosa y desoxirribosa › hexosas, como: glucosa, galactosa, manosa, fructosa.

·          Disacáridos: son azúcares formados por la combinación de dos monómeros de hexosas. Ej: lactosa (glucosa + galactosa) › Oligosacáridos: En el organismo los oligosacáridos no se hallan libres sino unidos a lípidos y proteínas, de modo que son parte de glucolípidos y glucoproteínas. Están compuestos por distintas combinaciones de varios tipos de monosacáridos Polisacáridos: resultan de la combinación de muchos monómeros de hexosas. Ej: almidón, glucógeno, representan las sustancias de reserva alimenticia de las células vegetales y animales respectivamente. Otro polisacárido, la celulosa es el elemento estructural más importante de la pared de la célula vegetal. Estos 3 polisacáridos son polímeros de glucosa, pero difieren porque exhiben distintos tipos de uniones entre sus monómeros.

·         Lípidos son un grupo de moléculas caracterizadas por ser insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos. Tales propiedades se deben a que poseen largas cadena hidrocarbonadas alifáticas, que son estructuras no polares o hidrofóbicas. Los lípidos mas comunes de las células son: los triglicéridos, los fosfolípidos los esteroides y el dolicol.

·          Triglicéridos o triacilgliceroles: son triésteres de ácidos grasos y glicerol. Sirven como reserva de energía para el organismo. Sus ácidos grasos liberan gran cantidad de energía cuando son oxidados, mas del doble de la que liberan los hidratos de carbono. › Fosfolípidos: Los fosfolípidos exhiben dos largas colas hidrofóbicas no polares (dos ácidos grasos) y una cadena hidrofílica polar, que comprende el glicerol, el fosfato y un alcohol. Por lo tanto son moléculas anfipáticas. Son los principales componentes de las membranas celulares.

·         Esteroides: Uno de los mas difundidos es el colesterol, un constituyente importante de las membranas celulares. › Dolicol: es un lípido que se encuentra en la membrana del retículo endoplásmico.

·         Proteínas Son cadenas de más de 50 aminoácidos unidos por uniones peptídicas 2 aminoácidos unidos = dipéptido 3 a 9 aminoácidos unidos = oligopéptidos Más de 10 aminoácidos unidos = polipéptidos

·         Estructura general de los aminoácidos donde R’ es un residuo lateral que varía de una aminoácido a otro Grupo Ácido Grupo Amino Grupo Ácido

·          Las proteínas poseen diversos niveles de organización estructural, llamados estructuras primaria, secundaria y terciaria. De estos niveles depende que las proteínas tengan una forma tridimensional específica y diferente para cada proteína y de esa forma tridimensional depende la función de cada proteína.

·         Cumplen diversas funciones en los seres vivos:  Transporte Forman estructuras  Actúan como enzimas, o sea que aceleran la velocidad de las reacciones químicas