Esquemas

BIOELEMENTOS o elementos biogénicos: Elementos químicos presentes en losseres vivos.

- Primarios: Forman el 95% de la materia. Son elementos estables y formadores de enlaces covalentes.

• Carbono• Hidrógeno• Oxígeno• Nitrógeno• Fósforo• Azufre

- Secundarios: Representan entre el 4-5% de la materia. • Magnesio: Forma parte de la clorofila.• Sodio: Gradientes e impulso nervioso.• Calcio: Estructuras óseas.• Potasio: Gradientes e impulso nervioso.• Cloro.

- Oligoelementos o elementos vestigiales : Cantidades inferiores al 0'1%.:• Hierro: Hemoglobina. La ausencia produce anemia.• Cobre: Hemocianina.• Flúor: Caries dental e infecciones óseas.• Cobalto: Vitamina B12 para tratar la anemia.• Yodo: Hormonas tiroideas. La carencia provoca bocio.

BIOMOLÉCULAS o principios inmediatos: Moléculas que forman parte de la materiaviva constituidas por bioelementos. Diferenciamos dos grandes grupos:

Inorgánicas• Agua• Sales Minerales• Gases

Orgánicas• Glúcidos• Lípidos• Prótidos• Ácidos Nucleicos

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Esquemas

AGUA: Biomolécula inorgánica constituida por dos hidrógenos unidos a un oxígeno. Representael 70-90% del peso de un organismo.

- Abundancia: El porcentaje de agua depende de los factores edad, tipo de tejido y especie.

- Estructura: La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno unidos a un átomode oxígeno formando un ángulo de 104,5º. Es eléctricamente neutra y posee una zona dedensidad de carga positiva y un zona de densidad de carga negativa dando lugar a un dipolo. Seproducen interacciones electrostáticas (puentes de hidrógeno) con otras moléculas, y gracias aestas el agua forma una estructura reticular que permite la vida.

- Propiedades físico-químicas

• Densidad: El agua en estado líquido es más densa, esto permite la vida acuática.

• Elevada constante dieléctrica: Es el disolvente universal debido a la capacidad para formarenlaces de hidrógeno con otras moléculas provocando la disolución o dispersión de susiones.

• Elevado calor de vaporización: Gran cantidad de energía para pasar a gas. Se elimina calordel organismo con poca perdida de agua (regulador térmico).

• Elevado calor específico: Elevada cantidad de energía para variar su temperatura. Actúacomo amortiguador térmico para evitar los cambios bruscos de temperatura.

• Elevada fuerza de adhesión: Las moléculas pueden adherirse a diferentes materiales por losenlaces de hidrógeno. (Fenómeno de la capilaridad) Ej: Ascenso de la savia bruta.

• Elevada fuerza de cohesión: Puentes de hidrógeno mantienen unidas las moléculas. Formaun hidroesqueleto y da volumen a las células.

• Bajo grado de ionización: El agua tiene una capacidad para formar iones baja.

- Importancia biológica

• Función disolvente: Disuelve gran cantidad de sustancias al ser una molécula polar y conconstante dieléctrica.

• Función metabólica: Es el medio donde transcurren la mayoría de las reaccionesmetabólicas.

• Termorreguladora: Amortigua los cambios bruscos de temperatura (termorreguladora) ymantienen la temperatura constante (regulador térmico).

• Función transporte: Permite el transporte e intercambio de sustancias con el medio gracias asus elevadas fuerzas de adhesión y cohesión.

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Esquemas

• Mecánica y estructural: Forma un hidroesqueleto en animales como gusanos, da volumen alas células y tiene una función mecánica amortiguadora en las articulaciones.

• Permite la vida en climas muy fríos: Gracias a la densidad superior en estado líquido.

• Tensión superficial: La fuerza de cohesión atrae la superficie del agua al interior, esta oponeresistencia creándose una película superficial.

SALES MINERALES: Biomoléculas inorgánicas compuestas por iones.

- Disueltas: Son solubles en agua, se encuentran disociadas en sus iones• Aniones: Cloruros, nitratos, carbonatos, bicarbonatos y fosfatos.• Cationes: Calcio, potasio, sodio, magnesio y hierro.

- Precipitadas: Se encuentran en estado sólido. Los más abundantes son de silicatos,carbonatos y fosfatos.

- Propiedades Sales disueltas

• Funciones osmóticas:

1. Ósmosis: Fenómeno por el cual se permite la difusión de un disolvente a través de unamembrana semipermeable desde una disolución más diluida hacia otra más concentrada.Regula la concentración de sales.

Medio hipertónico: Alta concentración de sales minerales en el medio en comparación con el interior celular. Se produce una salida del agua al exterior ya quepasa del medio hipotónico al medio hipertónico. Disminuye el volumen celular.

PLASMÓLISIS: Fenómeno osmótico en las células vegetales al estar en este medio. Se produce una deshidratación y despegue de la membrana de la paredcelular.

Medio hipotónico: Baja concentración de sales minerales en el medio en comparación con el interior celular. Se produce una entrada del agua al interior celular ya que pasa del medio hipotónico al medio hipertónico. Aumenta el volumen celular.

TURGENCIA: Fenómeno osmótico en las células vegetales al estar en este medio. Se produce un aumento del volumen celular mientras la membrana presiona sobre la pared celular

Medio isotónico: Misma concentración de sales minerales.

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Esquemas

2. Diálisis: Fenómeno en el que se produce el paso del soluto y no del disolvente a través deuna membrana semipermeable.

• Funciones catalíticas: Algunos iones actúan como cofactores enzimáticos para el desarrollode la actividad catalítica de ciertas enzimas.

• Función generación de gradientes electroquímicos: Algunos iones participan en lageneración de gradientes para el potencial de membrana y acción.

• Amortiguadores del pH: Las sales impiden las variaciones del pH dentro de las células uorganismos vivos ya que podría llegar a causarse la lisis.

◦ Sistemas tampón: Par conjugado ácido base que tiene como función evitar lasvariaciones del pH. Evitará la disminución o aumento de la concentración de protonesactuando la base si hay muchos protones o el ácido si hay pocos protones.

-Sistema tampón fosfato-Sistema tampón bicarbonato

GLÚCIDOS: Biomoléculas orgánicas también llamadas hidratos de carbono debido a sucomposición basada en carbono, hidrógeno y oxígeno. Son monomeros o polímeros depolialcoholes (polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas) - Grupos funcionales

• Grupo hidroxilo: -OH• Grupo carbonilo

◦ Aldehido:-CHO (1er carbono)◦ Cetona : -CO ( 2nd carbono)

• Carboxilos• Amino

- Clasificación de los glúcidos

Monosacáridos u osas: Unidades básicas de los glúcidos

• Grupo funcional: Aldosas o cetosas• Número de carbonos: Triosa, tetrosa, pentosa...

PROPIEDADES

• Cristalizables• Sabor dulce

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Esquemas

• Color blanco• Solubles en agua• No son hidrolizables• Tienen carácter reductor

• Isometría: Misma formula molecular. Distinta forma estructural.◦ De función: Varían en el grupo funcional.◦ Espacial o esteroisometría: Posición de los grupos sustituyentes de los carbonos.

▪ Eniantómeros: Posición -OH de los carbonos asimétricoscambiadas/invertidas.

▪ Epímeros: Posición de un único -OH de un carbono asimétrico.

• Actividad óptica o isomería: Desviación del plano de polarización de un haz de luzpolarizada que atraviesa una disolución.◦ Dextrógira: Desvía el plano hacia la izquierda.◦ Levógira: Desvía el plano hacia la derecha.

• Ciclan: Las aldopentosas y hexosas en disolución presentan estructura cíclica. Seforma un enlace hemiacetal entre un grupo alcohol y el grupo aldehido o cetona. Elcarbono con el grupo carbonilo se transforma en un asimétrico denominándoseanomérico. Si su grupo alcohol esta debajo o encima del plano la forma será enlace αo β.◦ Forma furanosa: Cicla como el furano.◦ Forma pisanosa: Cicla como el pirano. La forma real es de silla o bote.

Mutarrotación: Constante interconversión entre formas α y β.

PRINCIPALES MONOSACÁRIDOS

• Glucosa: Combustible metabólico.• Frutosa: Forma parte de la sacarosa.• Ribosa: Forma parte del ARN.• Desoxirribosa: Forma parte del ADN.

Disacáridos: Glúcidos formados por dos monosacáridos unidos mediante enlace o-glucosídicoestablecido entre dos grupos alcohol y dos monosacáridos con el desprendimiento de agua.

PROPIEDADES

• Cristalizables• Sabor dulce• Solubles en agua• Los enlaces son carbonílicos (participa un carbono carbonílico) o dicarbonílicos

( dos carbonos)• Enlace tipo α (grupo alcohol del carbono carbonílico del 1er monosacárido debajo

del plano) o β (encima)

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Esquemas

PEJEMPLOS DISACÁRIDOS

• Sacarosa: Glucosa + Fructosa. Enlace α (1-2) dicarbonílico.◦ No es reductora◦ Azúcar invertido◦ Dextrógira◦ Hidrolizable por las invertasas. Pasa de dextrógira a levógira.

• Maltosa: Glucosa + Glucosa. Enlace α (1-4) monocarbonílico. Hidrólisis de almidóny glucógeno. Tiene carácter reductor.

• Lactosa: Galactosa + Glucosa. Enlace β (1-4) monocarbonílico. Tiene carácterreductor.

• Celobiosa: Glucosa + Glucosa. Enlace β (1-4) monocarbonílico. Tiene carácterreductor. No aparece libre en la naturaleza.

Oligosacáridos: Glúcidos formados entre dos y diez monosacáridos. Proporcionan información alas células.

Polisacáridos: Glúcidos formados por diez monosacáridos unidos mediante enlaces o-glucosídicos.

PROPIEDADES

• Insolubles en agua• Insípidos• Amorfos• No tienen carácter reductor

HOMOPOLISACÁRIDOS: Polisacáridos formados por el mismo tipo de monómero

• Almidón: Reserva energética de los vegetales formado por cadenas de glucosas. ◦ Amilosa: Cadenas de glucosas lineales (200-300 glucosas). Enlaces α (1-4)◦ Amilopeptinas: Cadenas de glucosas unidas con enlaces α (1-4) con puntos de

ramificación con enlaces α (1-6) cada 12 glucosas.

La amilasa puede hidrolizarla en maltosas a excepción de los enlaces α (1-6) originando dextrinas

• Glucógeno: Reserva energética de animales en hígados y músculos. Cadenas deglucosas unidas con enlaces α (1-4) con puntos de ramificación con enlaces α (1-6)cada 6-8 glucosas.

• Celulosa: Estructural en vegetales (pared celular) Cadenas lineales de glucosas conenlaces β (1-4). Se dispone en forma de microfibrillas < fibrillas < fibras. Sehidroliza con las celulasas ausentes en nuestro organismo.

• Quitina: Estructural en animales. Cadenas lineales de n-acetilglucosamina conenlaces β (1-4). Exoesqueleto de artrópodos y pared celular de hongos.

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Esquemas

HETEROPOLISACÁRIDOS: Polisacáridos formados por distintos tipos de monómeros.

• Ágar-ágar: Presente en el alga roja. Usada en cultivo de bacterias y como espesante.

• Mucopolisacáridos:◦ Ácido hialurónico: Lubricante en el líquido sinovial y ojos◦ Condoitrina: Lubricante del tejido cartilaginoso.◦ Heparina: Anticoagulante. Todos los tejidos.

• Peptinas y hemicelulosas: Formación de las paredes vegetales.

• Gomas vegetales: Función defensiva en los vegetales. Usadas como pegamentos.

HETERÓSIDOS: Parte glucídica + parte no glucídica (lípidos, proteínas y otras moléculasorgánicas)

• Cerebrósidos: Lípido + monosacárido. Tejidos nerviosos. • Gangliósidos: Lípido + oligosacárido. Transmisión del impulso nervioso y reconocimiento

celular. • Peptidoglicanos: N-acetilglucosamina + n-acetilmurámico: Forman la pared bacteriana.• Inmunoglobulinas: Glicoproteínas con funciones defensivas.• Protombinas: Glicoproteínas que actúan como coagulantes sanguíneos.• Mucoproteínas: Glicoproteínas lubricantes.• Principios activos: Heterósidos empleados con frecuencia en la industria farmacéutica.

◦ Cardiotónicos: Activan el corazón como la digitalina.◦ Tanósidos: Astingentes para heridas y evitar diarreas.◦ Cianogénicos: Expectorante para mucosidades e inflamatorio.◦ Antrocénicos: Laxantes

LÍPIDOS: Biomoléculas orgánicas constituidas por carbono, hidrógeno, oxigeno, fósforo yazufre pero químicamente son muy heterogéneos.

- Clasificación• Ácidos grasos• Lípidos saponificables• Lípidos insaponificables

Ácidos grasos: Ácidos carboxílicos con número par de átomos de carbono formados por un unacabeza polar y una cadena hidrocarbonada.

TIPOS

• Saturados: La cadena hidrocarbonada presenta enlaces simples. Son líquidos atemperatura ambiente. (Palmítico y esteárico)

• Insaturados: Dobles enlaces ya sea uno o más. Son sólidos a temperatura ambiente.

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Esquemas

Los codos desvían la dirección de la cadena. (Oleico, linolénico, linoléico yaraquidónico)

PROPIEDADES

• Anfipáticos: Zona apolar (cadena alifática) y zona polar (cabeza polar)◦ Micelas◦ Monocapas◦ Bicapas

• Su punto de fusión es menor cuantas más insaturaciones y mayor si la cadenahidrocarbonada es larga.

• Reaccionan:◦ Esterificación: ácido graso + alcohol = éster + agua.◦ Saponificación: éster + base fuerte (KOH o NaOH) = sales del ácido + glicerina◦ Autooxidación: ácidos grasos insaturados + moléculas de agua = aldehidos.◦ Reducción: Bombardeo de hidrógenos para eliminar los dobles enlaces =

Saturados.

L. Saponificables: Realizan la reacción de saponificación

TIPOS

• Acilglicéridos: Formados por glicerina esterificada más uno, dos o tres ácidos grasos.◦ Monoacilglicérido: Un ácido graso esterifica a una molécula de glicerina.◦ Diacilglicérido: Dos ácidos grasos esterifican a una molécula de glicerina.◦ Triacilglicérido: Tres ácidos grasos esterifican a una molécula de glicerina.

PROPIEDADES

• No tienen carga eléctrica• Insolubles en disolventes polares• Solubles en disolventes apolares• Hidrófobos• Aislantes térmicos • Según el punto de fusión forman: Mantecas, aceites y sebos.

FUNCIONES BIOLÓGICAS

• Aíslan el calor: Mantienen la temperatura constante en animales.• Reserva energética• Protección mecánica a órganos• Impermeabilizan

• Ceras: Formadas por un monoalcohol de cadena muy larga.◦ Impermeabilizan: Cutícula hojas, frutos y lanolina.◦ Lubrican: Esperma de cachalote.

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Esquemas

• Fosfolípidos: Formados por una molécula de glicerina unida a dos ácidos grasos. A laglicerina se le une un grupo fosfato y a este una molécula polar. Forman las membranasplasmáticas.◦ Anfipáticos◦ En disolución forman micelas, monocapas, bicapas y liposomas.◦ Tipos:

▪ Lecitina: Grupo fosfato unido a la colina. ▪ Cefalina: Grupo fosfato unido a la etanolamina.

• Esfingolípidos: Lípidos saponificables abundantes en las membranas plasmáticas formadospor ceramidas, las cuales están constituidas por esfingosina y un ácido graso.◦ Anfipáticos◦ Tipos:

▪ Esfingomielinas: La molécula polar es una fosfocolina o una fosfoetanolamina. Seencuentran en las vainas de las mielinas protegiendo las neuronas.

▪ Esfingoglucolípidos: La molécula polar puede ser un monosacárido dando lugar a loscerebrósidos o un oligosacárido dando lugar a los gangliósidos.

L. Insaponificables: No realizan la reacción de saponificación al no tener enlaces éster ni ácidosgrasos.

TIPOS

• Esteroides: Derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno cuya estructura está compuestapor tres anillos de ciclohexano unidos a un ciclopentano.◦ Colesterol: Imprescindible para las membranas plasmáticas ya que regula su fluidez. ◦ Vitamina D: Participa en la absorción de calcio y potasio. Es liposoluble.◦ Hormonas esteroideas: Derivan del colesterol y por ello pueden cruzar las membranas.

Son las hormonas sexuales como la testosterona y progesterona que desarrollan loscaracteres sexuales primarios, las hormonas suprarrenales como el cortisol que participaen el metabolismo de los glúcidos y finalmente los ácidos biliares gracias a los cuales lasgrasas se emulsionan y se secreta el colesterol.

• Terpenos o isoprenoides: Derivados del isopreno.◦ Monoterpenos: Dos moléculas de isopreno. Esencias de las plantas: mentol, limonelo,

geraniol...◦ Diterpenos: Cuatro moléculas de isopreno. Son liposolubles. Son el fitol y las vitaminas

A, E y K.◦ Triterpenos: Seis moléculas de isopreno. Son el escalueno y el lanosterol. ◦ Tetraterpenos: Ocho moléculas de isopreno. Son el β-caroteno, las xantofilas y el

licopeno.◦ Politerpenos: Muchas moléculas de isopreno. El caucho natural.

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Esquemas

• Prostaglandinas: Constituidos por ácido araquidónico cuyo nombre es debido a que fuerondescubiertas por primera vez en las próstatas humanas masculinas pese a que se encuentranen todos los tejidos.◦ Vasodilatadores◦ Participan en los procesos de inflamación◦ Favorecen la aparición de fiebre◦ Coagulación sanguínea◦ Jugos gástricos

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