La base molecular de la vida

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La base molecular de la vida
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Bioelementos
Sólo 27 elementos de la naturaleza forman parte
de los seres vivos Son los bioelementos o
elementos biogénicos
Bioelementos

• OLIGOELEMENTOS
• Constituyen el 0,1 del peso de cualquier
  organismo
• Cu, Zn, Mn, Co, Mo, Ni Si, ..

• PRIMARIOS
• Constituyen el 95 del peso de cualquier
  organismo
• C, H, O, N

• SECUNDARIOS
• Constituyen el 4 del peso de cualquier
  organismo
• P, S, Ca, Na, K, Cl, I, Mg, Fe

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Biomoléculas
Los bioelementos se unen originando las
biomoléculas que forman la materia viva

• Glúcidos
• Lípidos
• Proteínas
• Ácidos nucleicos

Compuestos

• Agua
• Sales minerales

Inorgánicos
Orgánicos
Unión de numerosos monómeros
Macromoléculas formadas a base de moléculas más
sencillas
POLÍMEROS
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PRINCIPALES GRUPOS FUNCIONALES DE LAS
BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS
Hidroxilo
- OH
Alcoholes
Aldehídos
Carbonilo
Carboxilo
Cetonas
Ácidos orgánicos
Éster
Ésteres
Amino
Aminas
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El agua y sus funciones biológicas
Por término medio constituye el 75 del peso
del organismo
Las especies
Edad del individuo
El tipo de tejido
Propiedades del agua
Regulador térmico
Vehículo de transporte
Medio de reacción
Reactivo, especialmente en las reacciones de
hidrólisis
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Las sales minerales y sus funciones biológicas
Se pueden presentar
En estado sólido
En disolución
Forman estructuras esqueléticas como huesos y
conchas
Disociadas en iones, cumplen funciones de
regulación del pH, transmisión del impulso
nervioso, y regulación de procesos osmóticos
Las células deben encontrarse en un medio
isotónico con su citoplasma
ÓSMOSIS
Medio Hipertónico
Medio Hipotónico
La célula absorbe agua y puede llegar a estallar
La célula pierde agua y se arruga
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Los glúcidos, carbohidratos o hidratos de carbono
Bioelementos
Monómeros
C H O
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MONOSACÁRIDOS

• Moléculas no hidrolizables
• Solubles y de sabor dulce
• Se unen formando disacáridos y polisacáridos

Función
Energética
Su equivalente calórico 4 Kcal/g
Estructural
Sólo algunos
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Los monosacáridos
Compuestos de 3 a 7 átomos de Carbono
H
O

ALDOSAS
CETOSAS
C
H
OH
H
C
Un átomo de carbono unido por doble enlace al O,
formando el grupo carbonilo
OH
H

O
Un átomo de carbono unido por doble enlace al O,
formando el grupo carbonilo, pero en el segundo
carbono, formando un grupo cetónico en lugar de
un grupo aldehído
C
H
OH
.
.
El resto de los átomos de Carbono posee un grupo
alcohólico
.
C
OH
H
El resto de los enlaces con el Hidrógeno
H
Triosa aldosa
Triosa cetosa
GLICERALDEHIDO
DIHIDROXIACETONA
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Principales monosacáridos
Uno es un aldehído, el otro es una cetona Se
diferencia en la posición del doble enlace con el
Oxígeno
Triosas

• Gliceraldehído
• Dihidroxiacetona

Son aldosas Se diferencian en que la
desoxirribosa carece de grupo alcohólico en el 2º
carbono
Pentosas

• Ribosa
• Desoxirribosa

Glucosa y galactosa son aldosas, la fructosa es
cetosa Las aldosas se diferencian en la posición
de los grupos alcohólicos de los carbonos 2 y 3
Hexosas

• Glucosa
• Galactosa
• Fructosa

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Disacáridos y polisacáricos
POLISACÁRIDOS
DISACÁRIDOS
Sustancias hidrolizables Unión de dos
monosacáridos
Polímeros hidrolizables Unión de n monosacáridos

• DE RESERVA
• ALMIDÓN en vegetales
• GLUCÓGENO en animales
• ESTRUCTURALES
• CELULOSA, principal componente de la pared de la
  célula vegetal

• MALTOSA
• Dos glucosas
• LACTOSA
• glucosa y galactosa
• SACAROSA
• glucosa y fructosa

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LÍPIDOS
De composición química variada Son sustancias
orgánicas insolubles en agua Solubles en
disolventes orgánicos
GLICÉRIDOS
OTROS LÍPIDOS

• GRASAS y SEBOS ? sólidos a temperatura ambiental
• ACEITES ? líquidos a temperatura ambiental

• Reserva de energía a largo plazo
• Su equivalente calórico es de 9 Kcal/g
• Más adecuados que los glúcidos para almacenar
  energía, ahorrando espacio y peso

Los seres vivos emplean como fuente de energía
los glúcidos, y una vez agotados, consumen las
grasas almacenadas
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GLICÉRIDOS
Son ésteres de glicerina y diferentes ácidos
grasos
Ácidos grasos
Glicerina, Glicerol Alcohol propanotriol
3 H2O
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• Función protectora
• Recubren superficies de hojas y frutos
• Recubren piel de vertebrados
• Mantienen superficies flexibles e impermeables

• Función estructural
• Moléculas anfipáticas una cabeza hidrófila, una
  cola hidrófoba
• forman una bicapa lipídica, estructura básica de
  las membranas biológicas

• Destaca el colesterol
• Estructural forma parte de las membranas de
  células animales
• Regulador precursor de otras sustancias como
  hormonas

• Dan lugar a los pigmentos vegetales,
  responsables de los colores rojizos y
  amarillentos de las plantas

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Proteínas
Los compuestos orgánicos más abundantes Constituye
n el 50 del peso seco de la materia viva
Sus unidades básicas
AMINOÁCIDOS

• Moléculas no hidrolizables
• Ácidos orgánicos formados por un grupo amino y
  un grupo carboxilo

Grupo carboxilo
Grupo amino
Grupo variable que diferencia los 20 aminoácidos
que forman las proteínas
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El enlace peptídico
Se unen aas entre el grupo carboxilo de uno y
el amino del siguiente
Se forman cadenas peptídicas o péptidos de
longitud variable
Cada proteína es una macromolécula formada por
una o varias cadenas peptídicas
En cada célula existen miles de proteínas
distintas con funciones específicas
Cualquier alteración en la secuencia de
aminoácidos, incluso la sustitución de un solo aa
por otro, proporciona una proteína diferente
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Especificidad de las proteínas
Las proteínas son específicas
Dentro de una misma especie, cada individuo tiene
proteínas exclusivas que le diferencian de otros
individuos
Cada especie posee proteínas diferentes a las de
otras especies
Una misma proteína tiene secuencias peptídicas
distintas en distintos individuos
Cada ser vivo tiene unas características
determinadas, porque tienen unas proteínas
determinadas
El grado de diferencia dependerá de su parentesco
evolutivo
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• biocatalizadores ? aumentar la velocidad de las
  reacciones biológicas
• Todas las reacciones químicas celulares se
  realizan por enzimas

• Son el principal material de construcción de los
  organismos
• Forman parte de casi todas sus estructuras

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(No Transcript)
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Los ácidos nucleicos
ADN
ARN
En el núcleo celular (nucleolo y jugo nuclear), y
en el citoplasma formando parte de los ribosomas
En el núcleo celular formando parte de los
cromosomas
ARNm
ARNt
Químicamente son polímeros que resultan de la
unión de otros monómeros los nucleótidos
ARNr
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Nucleótidos

• Los nucleótidos son monómeros hidrolizables
  formados por tres componentes

ADENINA
Forman parte del ADN y del ARN
GUANINA
CITOSINA
Forma parte del ADN
TIMINA
Forma parte del ARN
URACILO
ARN A, G, C, U ADN A, G, C, T
PENTOSA
RIBOSA
DESOXIRRIBOSA
ARN
ADN
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Polinucleótidos

• Los nucleótidos se unen formando largas cadenas
  de polinucleótidos

La unión se hace entre
El ácido fosfórico
Une las ribosas de dos nucleótidos consecutivos
El ARN está formado por una sola cadena El ADN
por dos cadenas enrolladas formando una doble
hélice
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Bases nitrogenadas en los ácidos nucleicos
En el ADN la unión de bases nitrogenadas se hace
por parejas
A - T
G - C
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Enlaces entre bases en el ADN
3 enlaces entre G y C
2 enlaces entre A y T
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• Un gen es un fragmento de ADN que dirige la
  síntesis de una proteína, responsable de la
  aparición de un carácter.
• Cada molécula de ADN está constituida por
  numerosos genes sucesivos
• A un gen con una determinada secuencia de
  nucleótidos le corresponde una proteína con una
  determinada secuencia de aas.
• El ARN es el encargado de ejecutar la
  información contenida en el ADN, y el encargado
  de sintetizar las proteínas.

• El ADN se duplica o replica
• Gracias a ello los caracteres hereditarios se
  transmiten de padres a hijos
• Replicación
• Se desenrolla el ADN
• Cada hebra sirve de molde para la síntesis de la
  cadena complementaria
• Se vuelven a enrollar en la doble hélice

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Las mutaciones

• Una mutación es un cambio hereditario producido
  por la modificación del material genético

Se manifiestan en las células que las sufren y en
su descendencia
Células somáticas
Células reproductoras
Las mutaciones son causa de variabilidad genética
en las poblaciones Constituyen la base del
proceso de evolución
La mutación sólo afecta a la parte del cuerpo
donde se ha producido la mutación y no se
transmite a los hijos
No se manifiesta en el individuo pero sí en la
descendencia
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(No Transcript)