1. Ciencia

Las Biomoléculas
{
La base química de la vida
Prof. Aurora Ferro
Composición química de la materia viva

Grandes y complejas moléculas orgánicas, las cuales son la base de
la vida, forman a los organismos y son necesarias para el
crecimiento y mantenimiento de los mismos.

99% de la masa de la mayoría de las células esta conformada por
Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno y Carbono.

Son moléculas complejas pero provienen de componentes más
sencillos.

Proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos son las más
abundantes biomoléculas.
Biomoléculas
Sus precursores son
Azúcares
Ácidos Grasos
Carbohidratos
Nucleótidos
Lípidos
Aminoácidos
Ácidos nucleicos
Biomoléculas
Proteínas

Son azucares, los cuales se componen de C, H y O en una
proporción aproximada de un átomo de carbono por cada dos
de hidrógeno y uno de oxígeno (CH2O)n

Los azúcares y los almidones sirven como fuentes de energía
para las células, mientras que la celulosa es el componente
estructural principal de las paredes que rodean a las células
vegetales.

Se digieren rápidamente para proporcionar calor y energía al
organismo.
Carbohidratos o Glúcidos

Monosacáridos, son azucares
simples que constituyen las
unidades
formación
básicas
de
para
la
compuestos
mas complejos.

Glucosa (C6H12O6)

Fructosa
Carbohidratos o Glúcidos

Disacáridos, son azúcares formados
por
la
unión
de
unos
pocos
monosacáridos.

Maltosa (C12H22O11)

Sacarosa

Lactosa
Carbohidratos o Glúcidos

Polisacáridos, consisten en unidades
repetidas de azúcares simples, en
general glucosa. Los polisacáridos son
los carbohidratos más abundantes.

Almidón

Glucógeno

Celulosa
Carbohidratos o Glúcidos

Son un grupo heterogéneo de compuestos que se caracterizan por el hecho de
que son solubles en solventes no polares (como éter y cloroformo) y
relativamente insolubles en agua.

Las moléculas lipídicas tienen estas propiedades porque se componen
principalmente de carbono e hidrógeno, con pocos grupos funcionales que
contienen oxígeno.

Entre los grupos de lípidos biológicamente importantes están las grasas, los
fosfolípidos, los carotenoides (pigmentos vegetales amarillo y naranja),
esteroides y ceras.

Hay lípidos que se utilizan como reserva de energía, algunos son componentes
estructurales de las membranas celulares y otros son hormonas importantes.
Lípidos

Funciones

Componentes importantes de
las membranas celulares.

Pueden servir de reservorio de
energía ya que aportan 9,4 kcal
por gramo.

En algunos animales cumplen
funciones aislantes tanto para el
agua
como
para
las
bajas
temperaturas.
Lípidos

Participan
en
múltiples
funciones del organismo.

Ácidos Grasos, son moléculas
formadas por largas cadenas de
carbono y en los lípidos se
pueden encontrar unos 30 ácidos
grasos diferentes.

Los ácidos grasos saturados

Los ácidos grasos insaturados
Lípidos

Triglicéridos, son los lípidos más
abundantes en los seres vivos, son
comúnmente
conocidos
como
grasas.

Son una forma económica de
almacenar reservas de energía
Lípidos

Fosfolípidos, pertenecen a un grupo de
lípidos llamados lípidos anfipáticos, en
los que un extremo de cada molécula es
hidrofílico y el otro, hidrófobo por tanto
los dos extremos del fosfolípido difieren
en sus propiedades físicas y químicas.

Las propiedades anfipáticas de los
fosfolípidos les inducen a formar
bicapas
lipídicas
en
soluciones
acuosas.

De este modo, son excepcionalmente
apropiados como los componentes
fundamentales de las membranas
celulares.
Lípidos

Esteroides, consiste en átomos de
carbono dispuestos en cuatro
anillos unidos entre sí, de los
cuales tres contienen seis átomos
de carbono, y el cuarto, cinco.

Entre
los
esteroides
de
importancia biológica están el
colesterol, las sales biliares, las
hormonas de la reproducción, así
como el cortisol y otras hormonas
secretadas
por
la
corteza
suprarrenal.
Lípidos

Carotenoides,
vegetales
Los
pigmentos
naranja
denominados
y
amarillo
carotenoides
se
clasifican dentro de los lípidos
porque son insolubles en agua y
tienen consistencia oleaginosa.

Estos pigmentos, presentes en las
células de todas las plantas,
participan en la fotosíntesis.

La
mayoría
de
los animales
convierte
los
carotenoides
vitamina
A,
que
se
en
puede
transformar posteriormente en el
pigmento visual retinol
Lípidos

Son
macromoléculas
compuestas
de
aminoácidos,
son
los
componentes más versátiles de las células.

Las proteínas están implicadas en prácticamente todos los aspectos
del metabolismo ya que la mayoría de las enzimas, las moléculas que
aceleran las miles de reacciones químicas que tienen lugar en un
organismo, son proteínas.

Las proteínas se ensamblan de diversas formas, lo que les permite
participar como los principales componentes estructurales de células
y tejidos. Por este motivo, el crecimiento y la reparación, así como el
mantenimiento del organismo, dependen de las proteínas.
Proteínas
Proteínas

Los aminoácidos, los constituyentes de las proteínas, tienen un grupo amino
(—NH2) y otro grupo carboxilo (—COOH) unidos al mismo carbono
asimétrico.

Con algunas excepciones, las procariotas y las plantas sintetizan todos los
aminoácidos que necesitan a partir de sustancias más sencillas.

Si se dispone de la materia prima adecuada, las células de los animales
pueden fabricar algunos de los aminoácidos de importancia biológica, pero
no todos.

Los aminoácidos esenciales son aquellos que no se pueden sintetizar en
cantidad suficiente para cubrir las necesidades, y por ello se deben obtener a
través de la dieta.
Proteínas
Estructura
primaria
Estructura
secundaria
Estructura
terciaria
Proteínas
Estructura
cuaternaria
Ácidos
Nucleicos


Son los elementos constituyentes de los seres vivos.
Los seres vivos seleccionamos y tomamos del medio los elementos
que forman parte de nuestra materia, y no los más abundantes.
Elementos
mayoritarios en
la corteza
terrestre
Elementos
mayoritarios en
los seres vivos
O
C
Si
H
Al
O
Fe
N
P
S
Bioelementos
Bioelementos


Hay 70 bioelementos (25 de los cuales son comunes en todos
los seres vivos)
Los bioelementos se clasifican según la proporción en la que
se encuentran en los seres vivos.
Bioelementos 1arios o Mayoritarios: C, H, O, N, P, S (97%)
Bioelementos 2arios : Cl, Na, K, Mg y Ca (2%)
Oligoelementos o elementos traza: Fe, Mn, Cu, F, I, Si, Zn, Ni, Co,
Li, Al, etc. (1%), porcentajes menores del 0,1%
Bioelementos Primarios
Son  C, H, O, N, P y S
 Componentes
fundamentales
de
biomoléculas.
 Se encuentran en todos los seres vivos.
 Propiedades generales:

las
Capas electrónicas externas incompletas  enlaces
covalente  biomoléculas
 Bajo nº atómico  estabilidad
 Electronegatividad del O y N  solubilidad
  Accesibilidad (CO2 , H2O, nitratos, etc.)

El Agua

El agua es la sustancia más abundante en la corteza
terrestre y en la materia viva, y es imprescindible
para los seres vivos.
PORCENTAJE MEDIO DE AGUA EN ALGUNOS
ORGANISMOS
Algas
93-98%
Medusas
95-97%
Planta del tabaco
92%
Hongos
80%
Cangrejo de río
77%
Ser humano
63%
Pino
47%
Semillas de cereales
10%
El Agua

El agua se encuentra en los seres vivos en 3 formas
distintas:

AGUA CIRCULANTE: en la sangre, en la savia, etc.

AGUA INTERSTICIAL: entre las células, fuertemente adherida a
la sustancia intercelular.

AGUA INTRACELULAR: en el citosol y en el interior de los
orgánulos celulares. (mayoritariamente)
El Agua: Estructura
El Agua: Estructura Tetraédrica
Los electrones compartidos se ven
atraídos con más fuerza por los
protones del oxígeno
El Agua: Estructura
Tetraédrica irregular
Carácter dipolar  puentes de hidrógeno
ELECTRONEGATIVIDAD: medida de la fuerza de atracción que ejerce un
átomo sobre los electrones de otro en un enlace covalente.
El Agua: Estructura

Entre los dipolos se establecen un tipo de enlaces denominados
enlace o puente de Hidrógeno.
Cohesividad: Estado líquido del
agua a temperatura ambiente



La elevada fuerza de cohesión entre las moléculas de agua
(Puentes de hidrógeno) permite que el agua se mantenga líquida
a temperatura ambiente.
Esto permite al agua actuar como vehículo de transporte en el
interior de un organismo y como medio lubricante en las
estructuras de movimiento.
Esto permite que sea el agua el componente principal del citosol
y del interior de los orgánulos celulares.
Cohesividad: Líquido prácticamente
incompresible


Gracias al elevado grado de cohesión entre las moléculas de
agua, el volumen del agua líquida no disminuye
apreciablemente aunque se apliquen presiones muy altas.
Esto determina las deformaciones citoplasmáticas y permite que
el agua actúe como esqueleto hidrostático en las células
vegetales.
Elevado calor específico: Función
termorreguladora



CALOR ESPECÍFICO: cantidad de calor que es necesario
comunicar a 1 gramo de sustancia para aumentar su temperatura
1°C.
El agua tiene un calor específico alto, porque para elevar su
temperatura, hay que romper muchos de los enlaces que hay
entre ellas, lo que implica que hace falta suministrar mucho
calor.
Por ello, el agua es un buen estabilizador térmico del organismo
frente a los cambios bruscos de temperatura del medio.
Elevado calor de vaporización: Función
termorreguladora




Para pasar del estado líquido al gaseoso hace falta romper todos
los puentes de hidrógeno, para lo cual se necesita mucha energía.
Esto hace que el agua sea una buena sustancia refrigerante en el
organismo.
El agua que se evapora en la superficie de un ser vivo absorbe
calor del organismo, actuando como regulador térmico.
La capacidad refrigerante del sudor está basada en este hecho.
Funciones del Agua
Función metabólica
 Función transportadora
 Función estructural
 Función termorreguladora

Sales Minerales


Son moléculas inorgánicas que están presentes en la materia viva
en pequeña cantidad.
Se pueden encontrar de varias formas:


Precipitadas: Carbonatos, fosfatos, etc.
Disueltas
Aniones: Cl- ,CO32- ,HCO3- ,PO43- etc
 Cationes: K+ ,Na+ ,Ca2+ , Mg+2 etc


Asociadas a moléculas orgánicas: Fe, P, etc.