Unidad I : biomol

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Unidad I biomoléculas las moléculas de la
vida
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Composición química de las células

• El estudio químico de todos las células de los
  seres vivos ha revelado la existencia en ellos de
  numerosos elementos químicos llamados
  Bioelementos.
• Cada elemento químico es una sustancia pura que
  está formado por un tipo particular de Átomos.
• Los átomos conforman tanto la materia viva como
  la inerte, lo que explica el continuo intercambio
  de materiales entre los seres vivos y su medio
  ambiente

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• Todo átomo consta de un núcleo central que
  contiene protones y neutrones, ambos poseen masa
  y constituyen la masa atómica del átomo ( A ).
• Alrededor del núcleo giran los electrones
  responsables de la unión entre los átomos,
  formación de enlaces químicos y de la conducción
  de la electricidad.( su masa es insignificante
  por tanto no se consideran en la masa atómica)

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• En condiciones normales el número de electrones
  es igual al número de protones y se dice que todo
  átomo es eléctricamente neutro.
• Los átomos se ordenan según su Nº atómico o (Z),
  que representa el número de protones de su
  núcleo.
• Los átomos se unen captando, cediendo o
  compartiendo electrones. lo que se conoce como
  Valencia de un elemento químico.
• Los electrones giran alrededor del núcleo en
  orbítales o niveles de energía determinados.
• Los protones y los neutrones poseen masa
  equivalente y ambos se consideran para determinar
  la masa atómica o A.

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• La ganancia de electrones por parte de un átomo
  constituye una reducción y al producirse resultan
  átomos que presentan carga negativa (aniones).
• La pérdida de electrones es la oxidación y
  resultan iones positivos (cationes).
• De más de 110 elementos químicos , solo 22 son
  considerados bioelementos por estar presentes en
  la materia viva .
• Todos los elementos se ordenan en una tabla
  secuenciada el sistema periódico.

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Sistema periódico de los elementos
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Clasificación de los bioelementos

• Los bioelementos se dividen en
• Bioelementos Primarios o macroelementos
• 2) Bioelementos Secundarios o microelementos
• 3) Bioelementos terciarios o elementos traza

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• 1) Bioelementos primarios
• Son los bioelementos más abundantes y de bajo
  peso atómico
• Al unirse forman enlaces muy fuertes entre sí
• Constituyen el 96 de las células de los seres
  vivos.
• Dentro de ellos están el Carbono, el Hidrógeno,
  el oxígeno y el nitrógeno

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• Carbono (C)
• Es el elemento central de las biomoléculas
  orgánicas.
• Presenta gran capacidad de formar enlaces
  covalentes.
• Conforma un gran de seres vivos.
• Oxigeno (O)
• Elemento importante en la respiración aeróbica y
  en los procesos liberadores de energía a nivel
  celular.
• Permite la vida de los seres vivos
• Forma parte de la molécula de agua.

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• Hidrógeno (H)
• Bioelemento más pequeño de todos.
• Responsable de la concentración de acidez de un
  medio (pH)
• Participa con el Oxígeno en los procesos
  energéticos a nivel celular .
• Forma parte de la molécula de agua.
• Nitrógeno (N) Principal componente del aire
  atmosférico que respiramos
• No es directamente aprovechado por nosotros
• conforma biomoléculas complejas como las
  proteínas y ácidos Nucleicos.

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• 2. Bioelementos secundarios
• Calcio (Ca) Participa en la formación de muchos
  tejidos como huesos, cartílagos y dientes, en la
  coagulación de la sangre, en la contracción
  muscular, en las sinapsis nerviosas, etc.
• Sodio (Na) Es el principal catiòn extracelular,
  importante en la transmisión de los impulsos
  nerviosos en la regulación de la presión
  osmótica celular y es el componente de todos los
  líquidos corporales

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• Potasio (K) Es el principal catión intracelular
  
• ( dentro de las células), importante en la
  contracción muscular y en la transmisión de los
  impulsos nerviosos.
• Cloro (Cl.) Importante en la regulación de la
  presión osmótica celular, conforma los líquidos
• corporales.
• Azufre (S) como anión (SO4 ) es constituyente
  de proteínas, polisacáridos y aminoácidos.
• Fósforo (P) como anión (PO4 ), participa en
  formación de huesos, dientes y músculos, compone
  ácidos nucleicos, proteínas y fosfolípidos.

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• Magnesio (Mg) Es un cofactor enzimático es
  también el átomo central de la clorofila en
  vegetales.
• 3.- Bioelementos terciarios
• Fierro (Fe) importante en la formación de la
  hemoglobina de los glóbulos rojos.
• Yodo ( I ) Ayuda a la formación de tiroxina de
  la tiroides, impidiendo el Bocio
• Flúor (F) Participa en la formación del esmalte
  dental
• De menor importancia relativa están
• Vanadio (V) Cobre (Cu) Silicio
  (Si)
• Manganeso (Mn) Cobalto (Co) Zinc (Zn)
• Molibdeno (Mo) Boro (B)

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• Los Bioelementos se encuentran combinados entre
  sí, formando las biomoléculas.
• Las biomoléculas se clasifican en dos tipos
• I. Las biomoléculas inorgánicas Moléculas de
  peso molecular bajo, no presentan carbono, su
  origen proviene del reino mineral, presentan una
  gran diversidad de elementos químicos. Entre
  ellas están
• El agua
• Las sales minerales.

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• II. Las biomoléculas orgánicas
• Son moléculas de mayor peso molecular , todas
  ellas incluyen el elemento carbono , se componen
  solo de C-H-O-N-S y P, su origen es de reinos
  vivos animal y vegetal hongos y protistas. En
  orden de complejidad se encuentran
• Los azúcares o carbohidratos
• Los lípidos o grasas o aceites
• Las proteínas o prótidos
• Los ácidos nucleicos.

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1) El AGUA

• Es el compuesto más importante y abundante en los
  seres vivos. ( 60 y el 95 del peso corporal).
• Permite la vida de todos los seres vivos
• Se encuentra en 3 estados Sólido, líquido y
  gaseoso
• Se compone de 3 átomos H-O-H, unidos por
  enlaces covalentes

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mientras que los núcleos de hidrógeno quedan
desnudos, desprovistos parcialmente de sus
electrones y manifiestan, por tanto, una densidad
de carga positiva.

• Tiene una carga total neutra .Presenta una
  distribución asimétrica de sus componentes que la
  convierte en una molécula polar o bipolar,
  alrededor del oxígeno se concentra una densidad
  de carga negativa

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Por eso en la práctica la molécula de agua se
comporta como un dipolo
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Es indispensable para todos los seres vivientes
pues proporciona el medio acuoso en el cuál se
desarrollan todas las reacciones químicas del
metabolismo que dan origen a la vida.

• Así se establecen interacciones dipolo-dipolo
  entre las propias moléculas de agua, formándose
  enlaces o puentes de Hidrógeno.

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Como se presenta el agua en nosotros?
EGESTIÓN De agua sudor100cc Piel Evaporación
350cc Respiración 350 cc Digestivo 200
cc Riñón 1.400 cc TOTAL 2.400 cc / día
INGESTIÓN Agua de Bebida 1.200cc Hidratac
1.000 cc Oxidación200 cc TOTAL 2.400 cc / día
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• Funciones del agua
• Gran poder disolvente( solvente universal)
• Permite todas las reacciones químicas del
  metabolismo
• Es termorreguladora por almacenar y repartir
  calor en el organismo

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2) Las sales minerales

• Son compuestos inorgánicos de gran importancia
  para los seres vivos, están formando parte de
  muchas estructuras biológicas
• Se encuentran de dos formas en los organismos
• a.- Sales insolubles en agua
• Forman estructuras sólidas, que suelen tener
  función de soporte o protectora, como
• Esqueleto , tejido dental, ligamentos ( fosfatos,
  cloruros, y carbonatos de calcio).
• b. Sales solubles en agua
• Funciones iónicas. iones como Fe 2, importantes
  en la conformación de la hemoglobina de los
  glóbulos rojos,
• Sales de Yodo ( I) importantes en la formación de
  tiroxina de la tiroides.
• Sales de sodio, importantes en la formación de
  impulsos nerviosos. También
• Mg2, Zn, actúan como cofactores enzimáticos

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Biomoléculas orgánicas

• Carbohidratos o Glúcidos
• Los carbohidratos o azúcares son las
  biomoléculas fundamentales de producción de
  energía en la mayoría de los seres vivos. Se
  consideran moléculas que aportan energía
  inmediata a las células.
• Se componen de C- H y O.
• Los carbohidratos están formados por moléculas
  pequeñas conocidas como azúcares. Se reconocen
  4 tipos principales de carbohidratos,
  clasificados de acuerdo al número de moléculas de
  azúcar que conforman su molécula.

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• Los Monosacáridos formados por solo una
  molécula de azúcar como la ribosa, la glucosa y
  la fructosa. Cumplen funciones principalmente
  energéticas.
• Una fuente principal de energía para todos los
  seres vivos es el monosacárido glucosa,
  considerada el principal combustible celular, por
  lo tanto, la molécula insustituible para todas
  las células

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• Los Disacáridos Conformados por la unión de dos
  moléculas de azúcar a través de un enlace por
  deshidratación llamado enlace glucosídico
• Ejemplos de disacáridos son
• la sacarosa o azúcar de caña ( glucosa
  fructosa)
• la maltosa o azúcar de cebada ( glucosa
  glucosa) y la lactosa o azúcar de la leche (
  glucosa más galactosa)
• Todas cumplen funciones energéticas.
• Cada gramo de glùcidos aporta al organismo 4
  Calorìas

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• Oligosacáridos Moléculas muy poco estudiadas,
  son cadenas cortas de moléculas de azúcar unidos
  a través de enlaces glucosídicos, son moléculas
  que cumplen una función estructural, formando
  parte de todas las membranas celulares de las
  células

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• Los Polisacáridos
• son las moléculas de azúcar más complejas,y de
  mayor peso molecular, están formadas por miles de
  monosacáridos unidos en cadenas largas, todas
  éstas uniones es a través de muchos enlaces
  glucosídicos.
• El almidón es el principal polisacárido de
  reserva energética de las plantas, una molécula
  de almidón puede estar formada por un promedio de
  3.000 a 3.500 moléculas de glucosa, se produce en
  forma de glucosa a través de la fotosíntesis, es
  abundante en hojas, tallos y frutos

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• El glucógeno Es la principal molécula de
  almacenamiento del azúcar en los organismos
  animales su peso molecular es mayor al almidón,
  En los animales el glucógeno se almacena de
  preferencia en el hígado y en el tejido muscular
  ( músculos).
• La celulosa es polisacárido vegetal abundante,
  forman la pared celular de las células vegetales
  dándole soporte y protección su función es por
  tanto estructural y no energética.

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Estructura de los polisacáridos
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2. Lípidos, grasas o aceites

• Son compuestos formados por C-H y O.
• Son compuestos orgánicos apolares
• son insolubles en agua y se disuelven solventes
  apolares como el cloroformo, el éter, el benceno
  y otros.
• Generalmente se les reconoce como moléculas de
  almacenamiento de energía o energía de reserva o
  calórica. (Cada gramo de lípidos produce 9,3
  Cal).
• Algunos lípidos cumplen función estructural en
  las células.
• Algunos cumplen un rol importante como
  mensajeros químicos u hormonas.

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A) Lípidos energéticos

• Ácidos grasos
• Las grasas neutras o Triglicéridos
• Compuestos altamente
• energéticos, ambos aportan energía de reserva a
  las células.
• Las grasas también son buenos aislantes térmicos
  y protegen el cuerpo de algunos animales

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B) Lípidos estructurales

• a) Los Fosfolípidos Compuestos por una parte
  lipídica y un extremo polar ( fosfato).
• Son componentes de las membranas celulares.
• Son importantes por su función estructural .
• b) Los glucolípidos lípidos con azúcar también
  constituyentes de las membranas celulares, en
  especial en las neuronas .
• Ambos cumplen funciones estructurales en las
  células

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C) Lípidos reguladores

• Lípidos que cumplen funciones metabólicas o de
  regulación corporal. Dentro de ellos se
  encuentran
• a) El Colesterol Componente de las membranas
  celulares y compone la vaina de mielina en
  neuronas. Sirve de base para la formación de
  hormonas y vitaminas liposolubles A, D, E y K.
• B) Las hormonas sexuales como la progesterona y
  los estrógenos femeninos y la testosterona
  masculina, ambas cumplen un papel fundamental en
  el desarrollo y aparición de los caracteres
  sexuales secundarios , que marcan el inicio de la
  función reproductora

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Importancia biológica de los lípidosSon
sustancias de reserva energética aportando 9,3
Cal por gramo. Son buenos aislantes térmicos,
generando calor e impidiendo su eliminaciónSon
sustancias que realizan funciones metabólicas
reguladoras de importancia.Son constituyentes de
todas las células, en especial, de las membranas
biológicas.
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3. Proteínas

• Son las moléculas orgánicas de gran peso
  molecular más abundantes en las células.
• Las moléculas de proteínas están conformadas por
• C-H-O y N, además algunas poseen también S y P.
• Su diversidad funcional es inmensamente grande.
• Todas son cadenas de aminoácidos dispuestos en
  una estructura lineal.
• Cada molécula proteica se va escribiendo con un
  número total de 20 aminoácidos que existen en los
  seres vivos para la formación de éstas
  macromoléculas ,
• Por tanto a las cadenas de aminoácidos se les
  llama proteínas.

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Como unidades de las proteínas , cada aminoácido
es un compuesto orgánico que presenta dos grupos
funcionales unidos a un átomo de carbono central
un grupo amino (-NH2) y un grupo ácido
carboxilo (- COOH).Los aminoácidos también son
llamados péptidos
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• La principal función de las proteínas es ser
  moléculas estructurales, sin embargo, pueden
  aportar energía en casos de desnutrición grave,
  aportando 4 Cal por gramo
• Todos los aminoácidos que conforman una proteína
  se unen a través de un enlace por deshidratación
  denominado enlace peptídico.
• los 20 aminoácidos que conforman proteínas pueden
  ser clasificados en esenciales y no esenciales,
  los primeros son todos aquellos que nuestro
  organismo no es capaz de sintetizar y por lo
  tanto debe adquirirlo a través de la dieta
  alimenticia, los otros los obtenemos a partir de
  otras moléculas orgánicas como ser glùcidos o
  lìpidos.

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Clasificación de las proteínas

• a) Fibrosas Son proteínas duras, presentan gran
  resistencia, son elásticas, no cambian de
  posición, insolubles en agua, entre ellas se
  encuentran el colágeno , la elastina, la miosina
  .
• 2) Globulares Son proteínas de forma de globo,
  son solubles en agua, son dinámicas y participan
  de preferencia en procesos de regulación
  metabólica.
• Otra clasificación obedece a su estructura
• a) Simples Proteínas puras,formadas solo por
  aminoácidos.( albúminas, globulinas, actina,
  etc.)
• b) Conjugadas Aquellas proteínas que poseen
  además de aminoácidos en su cadena, también
  algunos grupos no proteicos como azúcares o
  lípidos. Ejemplos Glucoproteínas,lipoproteínas.

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Funciones biológicas de las proteínas

• Estructural Principales constituyentes
  orgánicos de todas las estructuras celulares.
• Enzimática Las enzimas son proteínas que
  regulan todos los procesos metabólicos en el ser
  vivo.
• Hormonal Como hormonas son sustancias
  reguladoras de la función orgánica, muchas de
  ellas son proteínas o derivados de ellas.
• Inmunológica Los anticuerpos y todas las
  sustancias que nuestro organismo produce en su
  sistema inmunológico para defendernos son
  proteínas.
• Transporte El transporte de O2 y CO2 por la
  sangre es realizado por proteínas como la
  hemoglobina.
• Energética En última instancia se utilizan como
  fuente de energía aportando 4 Calorías por gramo

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Las proteínas y su importancia
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LOS ACIDOS NUCLEICOSLAS BASES QUIMICAS DE LA
HERENCIA
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Características

• Son sustancias químicas descubiertas en el
  núcleo de las células, de ahí su nombre.
• Son las moléculas de mayor peso molecular y más
  complejas de los seres vivos.
• Están formados por unidades llamadas nucleótidos
  que se componen de C-H-O-N- y P.
• Son responsables del control del metabolismo
  celular y en los procesos de transmisión de la
  herencia.
• Existen dos tipos de ácidos nucleicos El ADN
  (ácido desoxirribonucleico) y el ARN (ácido
  ribonucleico).
• Ambos están formados por nucleótidos.

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Nucleótidos unidades de los ácidos nucleicos

• Cada nucleótido está constituido por tres
  componentes
• Un azúcar de 5 carbonos ( pentosa) que puede ser
  desoxirribosa para el ADN o ribosa para el ARN.
• Una base nitrogenada Adenina (A), Guanina (G),
  Timina (T) y Citocina (C) para el ADN, o bien,
  Adenina(A), Guanina (G), Uracilo (U) y Citocina (
  C) para el ARN.
• Un grupo fosfato ( ácido fosfórico ) que une los
  azúcares.

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• Las bases nitrogenadas que forman los ácidos
  nucleicos pueden ser de dos tipos
• Purinas o púricas Compuestos nitrogenados de
  anillo cíclico doble, entre ellos están la
  Adenina y la Guanina.
• Pirimidinas o pirimídicas Compuestos
  nitrogenados de anillo cíclico simple, entre
  ellas están la Timina (ADN), el Uracilo ( solo
  ARN) y la citocina ( ADN y ARN).

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El ADN la base de la información hereditaria

• Es el ácido nucleico que sirve de portador de la
  información genética en todos los seres vivos, a
  través de él se transmiten los genes de célula a
  célula.
• Es una en doble espiral , como cadena en forma
  de hélice, se presenta como una molécula
  extremadamente larga ubicada en los núcleos
  celulares (formulada por Watson y CricK .1953)
• En cada peldaño de la escalera cada purina se
  complementa con una pirimidina produciendo así
  una doble hélice simétrica.

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• Existe en el ADN la regla del complemento de las
  bases nitrogenadas en que la Adenina siempre se
  va a unir con la Timina o a la inversa, en
  cambio, la guanina siempre se unirá con la
  citocina o a la inversa.

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Replicación del ADN

• Cuando la célula se prepara para la división
  celular, ésta por la duplicación del ADN de las
  células.
• En un determinado momento la doble cadena se
  separa y cada una de ellas sirve de molde para
  formar dos cadenas hijas
• Terminado el proceso ,el resultado son dos
  moléculas de ADN completamente idénticas.
• Se dice que el material genético se ha duplicado
  y la célula entra en el proceso de mitosis o de
  meiosis para separar en células hijas el
  material genético duplicado.

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Replicación del ADN
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El ARN ( ácido ribonucleico)

• Características
• El ARN se encuentra tanto en el núcleo como en
  el citoplasma celular.
• Presenta solo una cadena simple de nucleótidos.
• Su peso molecular es menor que el del ADN.
• Presenta como azúcar la ribosa.
• No presenta Timina y esta es reemplazada en él
  por el Uracilo,
• Existen tres tipos de ARN
• ARN Mensajero ( ARNm)
• ARN Ribosómico (ARNr)
• ARN de Transferencia (ARNt)