Bioelementos y biomoleculas

ESCUELA DE FISIOTERAPIA

FUNDAMENTOS DE BIOLOGÍA CELULAR

FST 108 Periodo 2016 – 2

Nombre del Alumno/a: Jessica Quilo

Fecha: 2016/10/04

Asignación No 4

Tema: La Naturaleza de las Moléculas y la Vida

Introducción:                       

El átomo de carbono está formando parte de los seres vivos, es esencial al igual que el hidrógeno oxigeno nitrógeno o azufre que también están en los organismos.

Luego ya de haber estudiado el átomo empezaron a descubrir muchas ramas que se desprendía ya no solo era el átomo se supo también ya de moléculas, la unión de moléculas a gran escala daba como resultado las macromoléculas que estas a su vez dieron lugar a algo más grande que son proteínas que están presentes en  todas las células vivas, además son componentes estructurales de tejidos animales; los carbohidratos que también son abundantes en la naturaleza, sirve para almacenar energía y suministrarla a  las células los encontramos en plantas y animales; lípidos otro compuesto constituido por carbono, hidrógeno y oxígeno. Cada una es fundamental para los seres vivos.

Desarrollo:

El organismo en un gran mayoría está constituida por agua al evaporarla completamente de obtiene átomos de carbono luego de varios experimentos se estableció que todas las moléculas orgánicas que tiene los seres vivos están constituidas por la unión de átomos de carbono.

Gráfico 1: Átomo 

 

Además de tener moléculas orgánicas que se encuentran en organismos vivos hay también moléculas inorgánicas estas se encuentran en objetos inanimados. Hay organismos vivos que han producido compuestos a esto se lo denomino bioquímicos.

El carbono tiene una excelente calidad además de ser esencial ya se puede formar una increíble número de moléculas porque puede unirse hasta con otros  cuatro átomos otra cualidad es que se puede enlazar entre sí  mismo.

Esqueletos de carbono:

Gráfico 2: Esqueletos de carbono

 

Un ejemplo de una estructura con varios átomos de carbono es el colesterol, puede generar una gran cantidad de moléculas.

Gráfico 3: Molécula de colesterol

El silicio a pesar de tener también cuatro electrones con el carbono no atrae a otros átomos.

Grupos funcionales

La mayoría de los grupos contienen uno o más átomos electronegativos.

Tabla N°1: Grupos funcionales

Grupo funcional	Serie homólogo	Fórmula	Estructura	Prefijo
Grupo hidroxilo	Alcohol	R-OH		hidroxi-
Grupo alcoxi (o ariloxi)	Éter	R-O-R'		-oxi-
Grupo carbonilo	Aldehído	R-C(=O)H		formil-
	Cetona	R-C(=O)-R'		oxo-
Grupo carboxilo	Ácido carboxílico	R-COOH		carboxi-
Grupo acilo	Éster	R-COO-R'		-iloxicarbonil-

Hidrocarburos

El grupo más sencillo de moléculas biológicas en la naturaleza son los hidrocarburos ya que solo contienen átomos de carbono e hidrógeno.

Características:

·         No se encuentra en cantidades significativas  en las células vivas

·         Constituye los combustibles fósiles

Clasificación de las moléculas biológicas según su función

La siguiente clasificación está realizada según su función en el metabolismo:
1. Macromoléculas

Características

·         Organizadas

·         Contienen entre docenas y millones de átomos de carbono.

·         Propiedades de la vida (separa del mundo inanimado)

·         Se dividen en: proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos, ciertos lípidos.

·         Están formados de polímeros y estos a la vez de unidades más pequeñas que son lo monómeros.

Gráfico 4: Moléculas sencillas y polímeros

2. Bloques de construcción de las macromoléculas

Las células por lo general tienen un suministro dentro de estos compuestos incluye azucares, aminoácidos nucleótido y ácidos grasos.

3. Intermediarios metabólicos

Tenemos a la vía metabólica que la reacción química en las células y los intermediarios metabólicos aquellos que no tiene función propia de un compuesto.

Cuatro tipos de moléculas biológicas

Carbohidratos

Gráfico 5: Alimentos que tiene carbohidrato

Azucares simples y moléculas construidas con monómeros de azúcar

Funciones:

·         Almacenar energía

·         Fungir como duraderos materiales biológicos.

Cada átomo de carbono de la columna central se une:

-       Un solo grupo hidroxilo

En caso de grupo carbonilo:

De manera interna el azúcar es una cetosa y externa es una aldosa con el grupo aldehído

Estructura de los azucares:

Gráfico 6: Estructura del azúcar 

Unión de azucares

Los azucares pueden unirse entre sí mediante enlaces glucosidicos covalentes con la finalidad de formar grandes moléculas. La unión se realiza por un carbono de azúcar y grupo hidroxilo. Estos sirven como reservas de energía de fácil acceso.

Ejemplo:

-       Sacarosa

-       Lactosa

También se pueden unir formando pequeñas cadenas llamadas oligosacáridos.

Polisacáridos

Dentro de nuestro hay un polisacárido llamado glucógeno que se encuentra el tejido hepático.

El glucógeno es un polímero ramificado que contiene como monómero a la glucosa y las moléculas de glucógeno se unen entre sí por medio de enlaces glucosidicos. Además sirve como almacén de energía química.

En las plantas su forma de almacenar  energía es mediante el almidón

Hay otros polisacáridos que forman materiales estructurales resistentes y duraderos.

En las paredes celulares su principal componente es la celulosa.

Gráfico 7: Pared celular de la célula vegetal

También tenemos a la quitina que es un polímero no ramificado, se encuentra en los invertebrados exactamente en la cubierta externa de insectos, arañas y crustáceos. Su característica es que forma un material duro y resistente.

En el cuerpo tenemos a la heparina, esta impide la coagulación sanguínea.

Lípidos

Gráfico 8: Lípidos

Grupo diverso de moléculas biológicas no polares, el cloroformo  tiene la capacidad para disolver en solventes orgánicos, los lípidos son incapaces de disolverse en el agua.

Los lípidos importantes para la función celular tenemos a las grasas esteroides, fosfolípidos.

Grasas

Molécula de glicerol unida con enlaces éster y al unirse con tres ácidos grasos forman el triacilglicerol.

Ácidos grasos son cadenas largas no ramificadas de hidrocarburo con un solo grupo carboxilo en un extremo.

La cadena de hidrocarburos es hidrófoba y el grupo carboxilo tiene carga negativa es hidrófilo. Existen regiones hidrófobas e hidrófilas que se conocen como antipático un ejemplo seria el jabón.

Los ácidos grasos difieren unos de otros por la longitud de su cadena de hidrocarburo y la presencia o ausencia de enlaces dobles.

Los saturados son aquellos que carecen de enlaces dobles mientras los que tienen son insaturados.

Los carecen de enlaces dobles se encuentran en grasa animales y en abundancia están presentes en grasa vegetales y están por lo general en estado líquido

Las grasas son un claro ejemplo de energía química y los azucares funcionan como fuente energética.

Esteroides

Esteroide esta acumulada alrededor de un esqueleto de hidrocarburos con cuatro anillos.

Fosfolípidos

Es parecida a una grasa, está compuesto de dos extremos con propiedades muy distintas, un extremo con el grupo fosfato (hidrófilo) y el otro por ácidos grasos (hidrófobo). Se encuentran en las membranas celulares.

Proteínas

Grafico 9: Alimentos con proteínas

Macromoléculas que realizan todas las actividades celulares formadas por monómeros de aminoácidos. Hay proteínas que actúan como enzimas, sus funciones son: aceleran la reacción metabólica y da soporte mecánico.

Proteínas como hormonas

-       Factores de crecimiento

-       Actividades génicas

-       Funciones regulares

-       Receptores de membrada y transportadores.

Funciones adicionales:

Actúan como:

-       Anticuerpos

-       Toxinas

-       Coágulos sanguíneos

-       Absorben o refractan la luz

-       Transportan sustancias

Los aminoácidos están formados por un grupo carboxilo y un amino.

Durante la síntesis de una proteína, cada aminoácido se une a dos moléculas iguales más, formando un polímero largo llamado cadena polipeptídica.

Los aminoácidos se clasifican según las características de sus cadenas laterales:

-       Polares con carga

-       Polares sin carga

-       No polares

-       Los otros tres  aminoácidos

Estructura de las proteínas

Se han descrito en cuatro niveles:

Primario.- Secuencia lineal especifica de aminoácidos

Secundario.- Conformación de porciones de la cadena polipeptídica

Terciario.- Conformación de polipéptido completo, es ilimitada.

Grafico 10: Estructura de las proteínas 

Otra clasificación es:

Proteínas fibrosas.- Forman fibras, son duras (Colágeno)

Proteínas globulares.- Se pliega para adopta una forma compacta y casi es esférica (Mioglobina)

Interacción entre proteínas

Entre proteínas se establece una relación física para formar un complejo multiproteirnico

Conclusiones:

-       Las biomoléculas intervienen en las reacciones químicas que ocurren en la célula

-       Se determinó la función que tiene el carbono en los seres vivos además de otros átomos que lo complementan

-       Se estableció la estructura y las diferentes funciones de los carbohidratos, lípidos y proteínas en los organismos vivos.

Bibliografía:

Karp, G. (2011). Biología Celular y Molecular. México D.F., México: McGraw Hill. en el capìtulo 2.4 La Naturaleza de las Moléculas y la Vida desde la página 39 a la 67.

Udla (s.f) Normas APA Recuperado de: http://blogs.udla.edu.ec/honestidad/pagina-ejemplo/