CÁTEDRA DE BIOLOGÍA: diciembre 2014

Nombre: William Cruz Olivares.

Área: Salud.

Curso: V01.

Docente: Bioq. Carlos García. MsC

Asignatura: Biología.

Fecha: Machala, 25 de diciembre de 2014.

Biología

Biomoléculas

Son las moléculas constituyentes de los seres vivos, formadas principalmente por C, H, O, N; que intervienen en la composición y el metabolismo de los seres vivos. Las más grandes, que están constituidas por un mayor número de átomos y tienen un peso molecular más elevado, se denominan macromoléculas. En estas las unidades moleculares de menor dimensión son los monómeros, los cuales al unirse forman estructuras moleculares grandes y complejas: los polímeros.

El 99% de las biomoléculas forman la masa celular. Se dividen en orgánicas e inorgánicas.

Biomoléculas inorgánicas

El agua.- es un componente de nuestra naturaleza. El cuerpo humano tiene un 75 % de agua al nacer y cerca del 60% en la edad adulta. Cabe destacar que se debe ingerir de 3 a 4 litros de agua al día. EL agua incluso se encuentra en frutas.

Propiedades del agua.

-Acción disolvente.

-Elevada fuerza de cohesión.

-Gran calor específico.

-Elevado calor de vaporización.

Sales minerales.- son elementos que el cuerpo requiere en cantidades bastante pequeñas, su función es reguladora y no aportan energía. Se la puede encontrar en tres formas: precipitada, disuelta en forma de iones o asociadas a otras moléculas.

Precipitadas.- las sales se forman por la unión de un ácido con una base, liberando agua. Por lo tanto, de un modo precipitado forman estructuras duras, que proporcionan protección al ser que las posee. Ejemplos son las conchas, cangrejos, tortugas.

Disueltas.- al disolverse las sales en agua manifiestan cargas positivas o negativas por las que pueden realizar las siguientes funciones:

-Mantener el grado de salinidad.

-Amortiguar cambios de PH (si es ácido lo neutraliza)(efecto tampón).

-Controlar la contracción muscular.

-Producir gradientes electroquímicos.

-Estabilizar dispersiones coloidales.

Asociadas a otras moléculas.- los iones pueden asociarse a moléculas. Ejemplos: la hemoglobina es capaz de transportar oxígeno por la sangre porque está unida a un ión Fe.

Biomoléculas orgánicas o principios inmediatos.

En la materia viva los bioelementos se combinan entre sí y dan lugar a compuestos químicos que se denominan principios inmediatos que son sintetizados por los seres vivos. Están constituidas principalmente por C,H,O.

Glúcidos.- también llamados hidratos de carbono, hidrocarburos, azúcares, don biomoléculas compuestas por C, H, O que proveen de energía necesaria a los seres vivos para realizar funciones vitales, los más conocidas son la glucosa y la sacarosa, que son energéticos; el almidón que sirve como reserva de energía en las plantas, y la celulosa, que forman las paredes de las células vegetales (en el hígado se transforma en glucosa la sacarosa. Se clasifican en monosacáridos (1 monosacárido), disacáridos (a partir de 2 monosacáridos) y polisacáridos (de 10 monosacáridos en adelante).

Monosacáridos.- son sólidos, cristalinos, de color blanco, hidrosolubles, de sabor dulce, su solubilidad en el agua se debe a que presenta una elevada polaridad eléctrica.

Se dividen en:

Tetrosas: Treosa, Eritrosa y Eritrulosa.

Pentosas: Ribosa, Desoxirribosa, Xilosa.

Hexosas: Glucosa, Galactosa, Manosa.

Glucosa (C₆H₁₂O₆).- es la principal fuente de energía para el metabolismo celular.

Disacáridos.- formados por la unión de dos monosacáridos, se caracterizan por presentar sabor dulce. Se clasifican en: maltosa, celebiosa, lactosa, sacarosa e isomaltosa.

Maltosa (C₁₂H₂₂O₁₁).- también llamada azúcar de malta, está formada por dos moléculas de glucosa. Se utiliza en la elaboración de cerveza.

Celebiosa. (C₁₂H₂₂O₁₁).- se encuentra libre en la naturaleza. Posee poder reductor. Se encuentra en tubérculos.

Lactosa (C₁₂H₂₂O₁₁+ H₂O).- también conocida como azúcar de la leche. Se encuentra en lácteos.

Sacarosa (C₁₂H₂₂O₁₁).- también llamada azúcar de mesa. Se encuentra en la caña de azúcar, en la remolacha y las frutas.

Isomaltosa (C₁₂H₂₂O₁₁).- es el poliol más utilizado en los edulcorantes , no está libre en la naturaleza. Se encuentra en las gaseosas como la pepsi, la coca cola, gelatina, etc.

Polisacáridos.- son biomoléculas formadas por la unión de más de diez monosacáridos, cumplen la función tanto de reserva energética como estructural. Pueden ser:

Almidón.- es la sustancia con ña que las plantas almacenan su alimento en raíces, tubérculos, frutas y semillas así como: la yuca, papa, cereales.

Glucógeno.- es la principal reserva de carbohidratos en el organismo. Se almacena en el hígado y el músculo.

Celulosa.- es un polímero natural, constituida por una larga cadena de carbohidratos polisacáridos. Es el compuesto natural que más se encuentra en la naturaleza, la glucosa es el segundo más abundante en la naturaleza.

Quitina.- es muy duro y forma parte de los exoesqueletos de los artrópodos, como los crustáceos e insectos.

Lípidos.

Los lípidos del griego lypos, que significa grasa en moléculas orgánicas formadas básicamente por C, H, O, pero también posee en pequeñas cantidades. Son insolubles en agua, pero solubles en disolvente orgánicos como: éter, cloroformo, benceno, metanol. E/ 1g-9calorías. Proveen más energía que los glúcidos.

Nombre: William Cruz Olivares.

Área: Salud.

Curso: V01.

Docente: Bioq. Carlos García. MsC

Asignatura: Biología.

Fecha: Machala, 18 de diciembre de 2014.

Biología

Bioelementos o elementos biogenésicos

Los bioelementos o elementos biogénicos son los elementos químicos, presentes en seres vivos. La materia viva está constituida por unos 70 elementos, la práctica totalidad de los elementos estables que hay en la Tierra, excepto los gases nobles. No obstante, alrededor del 99% de la masa de la mayoría de las células está constituida por cuatro elementos, carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N), Azufre (S) y (P) que son mucho más abundantes en la materia viva que en la corteza terrestre.

Bioelementos primarios

Los bioelementos primarios son los elementos indispensables para formar las biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos); constituyen el 96% de la materia viva seca. Son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre (C, H, O, N, P, S, respectivamente).

Carbono: tiene la capacidad de formar largas cadenas carbono-carbono (macromoléculas) mediante enlaces simples (-CH₂-CH₂) o dobles (-CH=CH-), así como estructuras cíclicas. Pueden incorporar una gran variedad de radicales (=O, -OH, -NH₂, -SH, PO₄^3-), lo que da lugar a una variedad enorme de moléculas distintas. Los enlaces que forma son lo suficientemente fuertes como para formar compuestos estables, y a la vez son susceptibles de romperse sin excesiva dificultad. Por esto, la vida está constituida por carbono y no por silicio, un átomo con la configuración electrónica de su capa de valencia igual a la del carbono. El hecho es que las cadenas silicio-silicio no son estables y las cadenas de silicio y oxígeno son prácticamente inalterables, y mientras el dióxido de carbono, CO₂, es un gas soluble en agua, su equivalente en el silicio, SiO₂, es un cristal sólido, muy duro e insoluble (cuarzo). Se encuentra en un 20%.

Hidrógeno: además de ser uno de los componentes de la molécula de agua, indispensable para la vida y muy abundante en los seres vivos, forma parte de los esqueletos de carbono de las moléculas orgánicas. Puede enlazarse con cualquier bioelemento. Se encuentra en un 65%

Nitrógeno: principalmente como grupo amino (-NH₂) presente en las proteínas ya que forma parte de todos los aminoácidos. También se halla en las bases nitrogenadas de los ácidos nucleicos. Prácticamente todo el nitrógeno es incorporado al mundo vivo como ion nitrato, por las plantas. El gas nitrógeno solo es aprovechado por algunas bacterias del suelo y algunas cianobacterias. Se encuentra en un 3%.

Fósforo: Se halla principalmente como grupo fosfato (PO₄^3-) formando parte de los nucleótidos. Forma enlaces ricos en energía que permiten su fácil intercambio (ATP). Se encuentra en menos del 1%.

Azufre: Se encuentra sobre todo como radical sulfhidrilo (-SH) formando parte de muchas proteínas, donde crean enlaces disulfuro esenciales para la estabilidad de la estructura terciaria y cuaternaria. También se halla en el coenzima A, esencial para diversas rutas metabólicas universales, como el ciclo de Krebs. Se encuentra en menos del 1%.

Bioelementos Secundarios

Son aquellos cuya concentración en las células es entre 0,05 y 1%, también se los conoce como microelementos, se dividen en: Indispensables y variables.

Indispensables.- no pueden faltar en la vida celular, pueden estar en mayor o menor proporción, están presentes en todos los seres vivos y son los siguientes: Na, k, Cl, Ca, Mg.

Sodio.- catión abundante en el medio extracelular , necesario para la contracción muscular. Se encuentra en la sal de casa.

Potasio.- catión más abundante en el interior de las células necesario para la conducción nerviosa.

Cloro.- anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre, en la permeabilidad de la membrana y en el desarrollo de los huesos. En medio de las células (intersticio) (regula los fluidos que pasan en medio de las células es decir en el intersticio).

Calcio.- participa en la contracción del músculo, en la coagulación de la sangre, en la permeabilidad de la membrana y en el desarrollo de los huesos.

Magnesio.- forma parte de muchas enzimas y de la clorofila, interviene en síntesis y degradación del ATP, replicación del ADN, síntesis del ARN, etc.

Variables.- estos elementos pueden faltar en algunos organismos y son: Bromo (Br), Titanio (Ti), Vanadio (V), Plomo (Pb).

Bromo.- el bromo se encuentra en niveles de traza en humanos. Es considerado un elemento químicos esencial, aunque no se conocen exactamente las funciones que realiza. Algunos de sus compuestos se han empleado en tratamiento contra la epilepsia y como sedantes.

Titanio.- es un metal abundante en la naturaleza; se considera que es el cuarto metal estructural más abundante en la superficie terrestre y el noveno en la ama de metales industriales. No se encuentra en estado puro sino en forma de óxidos, en la escoria de ciertos minerales de hierro y en las cenizas de animales y plantas. Su utilización se ha generalizado con el desarrollo de la tecnología aeroespacial, donde es capaz de soportar las condiciones extremas de frío calor que se dan en el espacio y en la industria química, por ser resistente al ataque de muchos ácidos; asimismo, este metal tiene propiedades biocompatibles, dado que los tejido del organismo toleran su presencia, por lo que es factible la fabricación de muchas prótesis e implantes de metal.

Vanadio.- el vanadio es un elemento esencial en algunos organismos. En humanos no está demostrada su esencialidad, aunque existen compuestos de vanadio que imitan y potencian la actividad de la insulina.

Se encuentra en algunas enzimas en distintos seres vivos. Por ejemplo, en lashaloperoxidasas (generalmente bromoperoxidasas) de algunas akgas, que reducen peróxidos y a la vez halogenan un sustrato orgánico.

Las ascidias (unos organismos marinos de la familia de los tunicados) almacenan altas concentraciones de vanadio, alrededor de un millón de veces más altas que el agua que les rodea, concentrándose en una molécula llamada hemovanadina. En estos organismos el vanadio se almacena en unas células llamadas vanadocitos.

También acumula altas concentraciones de vanadio de hongo amanita muscaria. Se forma un complejo con un ligado ionóforo llamado arnavadina.

Plomo.- los compuestos del plomo más utilizado en la industria son los óxidos de plomo, el tetraetilo de plomo y los silicatos de plomo. El plomo forma aleaciones con muchos metales y, en general, se emplea en esta forma en la mayor parte de sus aplicaciones. Es un metal pesado y tóxico, y la intoxicación por plomo se denomina satumismo o plumbosis.

Oligoelementos.- intervienen en cantidades muy pequeñas, pero cumplen funciones esenciales en los seres vivos. Los principales son: Fe, Cu, Co , Zn, Cr, Mn, I, F, Si, Li, Se, Mo.

Cobre.- forma la hemocianina que es el pigmento respiratorio de muchos invertebrados acuáticos y enzimas oxidativas.

Hierro.- sintetiza la hemoglobina de la sangre y la mioglobina del músculo. Es decir interviene en la oxigenación de la sangre.

Zinc.- abunda en el cerebro y en el páncreas donde se asocia a la acción de la insulina que regula a la glucosa (regula C6H12O6, se encuentra en toces, hígado de bacalao) (catalizador en las reacciones del organismo).

Cobalto.- sirve para sintetizar vitamina B12 y enzimas fijadoras de nitrógeno. Ante su falta produce anemia.

Cromo.- interviene junto con la hormona insulina, en la regulación de la glucosa en la sangre.

Manganeso.- interviene en la fotólisis del agua durante el proceso de la fotosíntesis y cataliza muchas reacciones biológicas.

Yodo.- interviene en la síntesis de las hormonas tiroideas entre ellas la tiroxina.

Flúor.- se acumula en huesos y dientes dándoles una mayor resistencia.

Silicio.- proporciona resistencia al tejido conjuntivo y endurece tejidos vegetales como en las gramíneas (arroz, cebada, trigo).

Litio.- actúa sobre los neurotransmisores y en la permeabilidad celular (regula lo que puede y no ingresar a la célula).

Selenio.- el dióxido de selenio es un catalizador adecuado para la oxidación, hidrogenación y deshidrogenación de compuestos orgánicos.

Molibdeno.- Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción en los nitratos por parte de las plantas (disminuye los nitratos, está presente en los embutidos).