COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MATERIA VIVA. Compuestos Orgánicos

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MATERIA VIVA

Compuestos Orgánicos:

• Proteínas        ←        (forman)        Aminoácidos
• Carbohidratos (hidratos de carbono, azúcares).
• Lípidos (grasas).
• Ácidos Nucleicos (material genético)        ←        Nucleótidos

• Ácido Desoxiribonucleico (ADN).
• Ácido Ribonucleico (ARN).

Compuestos Inorgánicos

• Agua
• Sales Minerales

Compuesto (Lat. componere, poner juntas) 

Sustancia química formada por dos o más tipos de átomos en proporciones definidas (Molécula).

El agua

Importancia del agua

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• Es el líquido más común de la superficie terrestre.
• Es el componente principal en peso de todos los seres vivos.
• Es una molécula polar y, en consecuencia, forma enlaces -llamados puentes de hidrógeno- con otras moléculas, facilitando la formación de otras moléculas orgánicas.
• Es el solvente universal.
• Las moléculas que se disuelven en agua se conocen como hidrofílicas.
• Las moléculas que no se disuelven en agua se conocen como hidrofóbicas.
• Tiene tendencia a ionizarse, o sea, a separarse en iones H+ y  OH-.
• Una solución que contiene más iones H+ que iones OH- es ácida.
• Una solución que contiene más iones OH- que iones H+ es básica o alcalina.
• La escala de pH refleja la proporción de iones H+ e iones OH-.
• Importancia Ecológica: Ciclo hidrológico del Agua.

Ciclo hidrológico del agua

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Escala del pH

El pH es una medida de la acidez o basicidad de una solución. El pH es la concentración de iones o cationes hidrógeno [H+] presentes en determinada sustancia. La sigla significa "potencial de hidrógeno".

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más H+                                      H+                                 menos   H+

     OH                                       OH                                        OH

Otros compuestos

• Calcio (Ca): Animales: Huesos y dientes. Contracción muscular, impulsos nerviosos y coagulación sanguínea. Plantas: presente en la pared de la célula vegetal.

• Potasio (K): Animales: principal catión de líquidos corporales, actividad nerviosa. Plantas: controla la apertura de los estomas.

• Sodio (Na): Animales: principal catión de líquidos corporales, actividad nerviosa y equilibrio hídrico. Plantas: en la mayoría no es esencial.

• Cloro (Cl): Animales: principal anión de líquidos corporales y equilibrio hídrico. Plantas: esencial para la fotosíntesis.

• Hierro (Fe): Componente de la hemoglobina y los citocromos. Activador enzimático.

Oligoelemtnos: Se, Zn, Cu.

Componentes de las biomoléculas

• Carbono (C): Forma el esqueleto de las moléculas orgánicas, y algunas inorgánicas (CO2, CO).

• Hidrógeno (H): Presente en los compuestos orgánicos. Forma agua y participa en las reacciones de transformación de energía. pH.

• Oxígeno (O): Presente en los compuestos orgánicos. Forma agua y es esencial en la respiración celular (O2).

• Nitrógeno (N): componente de todas las proteínas (aminoácidos), los ácidos nucleicos (bases nitrogenadas) y la clorofila. ATP.

• Fósforo (P): forma parte de la estructura de los ácidos nucleicos, y de los fosfolípidos de membrana celular. Importante en las reacciones de transferencia de energía. Grupo fosfato (PO4): Compuesto que da la energía. ATP. Animales: componente de los huesos.

• Azufre (S): Forma parte del aminoácido cisteína, componente esencial de muchas proteínas, formando puentes disulfuro.

PROTEÍNAS

Son biomoléculas formadas por cadenas polipeptídicas. Cada proteína tiene una función específica.

• Cadenas Polipeptídicas: son cadenas de aminoácidos unidos por puentes peptídicos.

• Aminoácido: compuesto orgánico formado por un átomo de carbono central  o alfa (Cα) unido a un átomo de hidrógeno, un grupo carboxilo (COOH), un grupo amino (NH2), y una cadena lateral o radical variable.

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Los aminoácidos (30 – 30,000), solo 20 aminoácidos forman la estructura de las proteínas de todos los seres vivos:

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Funciones de las proteínas

• Proteínas estructurales: morfología. Anatomía, estructura de un ser vivo. La forma que tiene un ser vivo. p.ej. Citoesqueleto. Albúmina (mantiene la presión oncótica sanguínea, principal proteína de la sangre).

• Proteínas de locomoción y movimiento: Ej.: Miosina y Actina (células musculares), Flagelina (estructura de cilios y flagelos de los microorganismos).

• Factores de Crecimiento: regulan el crecimiento, desarrollo y diferenciación celular. Ej.: Hormonas (Hipofisiarias (factores de crecimiento para otras hormona); Tiroideas (T3, T4, tirosina); Suprarrenales (adrenalina, noradrenalina); Pancreáticas (insulina, glucagon). Factor de crecimiento neuronal.

• Neurotrasmisores (naturaleza proteica): generan y trasmiten los impulsos nerviosos. Ej.: acetilcolina y su receptor.

• Enzimas: controlan todas las reacciones químicas del organismo (aceleran o detinen). Cada una tiene una función en particular. Ej.: catalasa (descompone el H202 (peróxido de hidrógeno) en H2O y O2). Enzimas digestivas: peptidasa, lipasas, amilasas. Sustrato es una molécula sobre la que actúa una enzima.

• Proteínas de transporte y almacenamiento: sirven para transportar otros compuestos químicos. Ej.: Hemoglobina (transporta O2 y CO2), Ferritina (almacena hierro), Lipoproteínas (transportan lípidos como colesterol).

• Proteínas del sistema inmunitario: generan y mantienen la respuesta inmunitaria. Ej.: Inmunoglobulinas (anticuerpos). Autoconservación.

Estructura de las proteínas

• Estructura Primaria: está determinada por la Secuencia lineal de aminoácidos y la ubicación de los puentes disulfuro. (Cys – S = S – Cys)

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• Estructura Secundaria: está determinada por arreglos espaciales de los residuos de aminoácidos cercanos unos a otros en la secuencia lineal, consecuencia de los Puentes de hidrógeno.

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α  (Alfa) Hélices

Láminas β (Beta)

• Estructura Terciaria: determinada por los arreglos espaciales de los residuos de aminoácidos alejados unos a otros en la secuencia lineal. Generalmente globulares.

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• Estructura Cuaternaria: asociación de varias sub-unidades. Asociación de varias cadenas iguales o diferentes.

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CARBOHIDRATOS

(Hidratos de carbono, Azúcar, Glúcidos, Sacáridos)

Son aldehídos o cetonas que contienen múltiples grupos hidroxilo.

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Funciones de los carbohidratos

• Principal fuente de energía de los seres vivos (Glucosa).

• Almacenamiento de energía (Animales: Glucógeno; Plantas: Almidón).

• Elementos estructurales de pared bacteriana y células vegetales (Celulosa, Lignina, Quitina).

• Elementos estructurales del exoesqueleto de artrópodos.

• Asociación con proteínas: Glicoproteínas, Proteoglicanos (procariotas) y Liposacáridos.

• Uniones celulares: Moléculas de adhesión celular.

Clasificación de los carbohidratos

• Monosacáridos: contienen una sola unidad de azúcar.

Aldehido -> Glucosa (aldosa)

Cetona -> Fructosa (cetosa)

Ribosa

Desoxiribosa

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• Disacáridos: contienen 2 unidades de azúcares, unidos por enlaces glucosídicos.

Sacarosa: glucosa + fructosa.

Lactosa: glucosa + galactosa

Maltosa: glucosa + glucosa

Sacarosa --- sacarasa (enzima) → glucosa y fructosa (rompe el disacárido).

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