Bioelementos Y Biomoleculas

Question 1

Características de todos los seres vivos

Answer 1

• Están formados por los mismos bioelementos y biomoléculas.
• La célula es su unidad funcional, estructural y reproductora.
• Intercambian materia y energía: sistemas abiertos.
• Realizan las tres funciones vitales: nutrición, relación, reproducción.
• Son capaces de regular el medio interno: homeostasis.
• Son fruto de la evolución.

Question 2

Niveles de organización

Answer 2

Nivel molecular
Átomos de bioelementos se unen y forman biomoléculas que, a su vez, se combinan originando complejos supramoleculares, como los ribosomas y las membranas.
Nivel celular
Orgánulos especializados en diferentes funciones conforman las células, unidades básicas de la vida con capacidad para realizar todas las funciones vitales.
Nivel orgánico
En la mayor parte de los organismos multicelulares, las células se especializan y forman tejidos que se disponen en estructuras con funciones específicas: los órganos. Grupos de órganos que cooperan para ejercer una función vital conforman los diferentes aparatos o sistemas de los seres vivos más complejos.
Nivel de ecosistema
Los individuos de la misma especie se relacionan entre sí formando poblaciones con el fin de buscar alimento, protección, pareja, etc. Las diferentes poblaciones que conviven en una zona se relacionan entre sí y componen la biocenosis o parte viva de los ecosistemas. El conjunto de todos los ecosistemas de la Tierra se denomina ecosfera. En ella interaccionan la biosfera, la atmósfera, la hidrosfera y la litosfera.

Question 3

Bioelementos

Answer 3

-Los bioelementos son los elementos químicos con características idóneas para construir estructuras y realizar funciones vitales.
-De los elementos de la tabla periódica, unos 70 son bioelementos y unos 20 están presentes en casi todas las formas vivas.
-Los bioelementos pueden clasificarse según su abundancia en los seres vivos en bioelementos:
-Primarios
-Secundarios
-Oligoelementos

Question 4

Bioelementos primarios

Answer 4

-Conforman más del 95 % de la materia viva.
-Son C, H, O y N.
-Sus principales propiedades son:

-Enlaces covalentes
Los bioelementos forman enlaces covalentes.
Cuentan con gran estabilidad.
Implican átomos pequeños.
-Grupos funcionales
Forman conjuntos característicos de átomos.
Confieren propiedades específicas a las biomoléculas.
-Medio externo
Se incorporan fácilmente del medio externo.

Question 5

Propiedades del carbono

Answer 5

Sus principales propiedades son:
-Puede formar cuatro enlaces covalentes
estables o enlaces simples, dobles o triples.
-Compone el esqueleto básico de las
biomoléculas orgánicas.
-Puede formar:
-Enlaces simples con átomos de hidrógeno.
-Enlaces simples o dobles con átomos de
oxígeno y de nitrógeno.
-Grupos funcionales (carbonilo, carboxilo, etc.).

Question 6

Bioelementos secundarios

Answer 6

Ca: forma parte del carbonato cálcico de los huesos y conchas e interviene en la contracción muscular, la transmisión del impulso nervioso y la coagulación sanguínea.
Na y K: intervienen en la transmisión nerviosa y la contracción muscular.

Question 7

Oligoelementos

Answer 7

-Su abundancia en la materia viva es inferior al 0,1%.
-Su ausencia puede ocasionar graves trastornos.
-Se han identificado unos 60 oligoelementos, de los cuales, 12 están presentes en casi todos los seres vivos son los oligoelementos esenciales.
-Fe: forma parte de la hemoglobina y la mioglobina.
-F: forma parte del esmalte dentario.
Cu y Zn: cofactores enzimáticos.

Question 8

Que son las Biomoleculas y su clasificación

Answer 8

Los átomos de los bioelementos se unen mediante enlaces químicos para formar las biomoléculas.
Las biomoléculas son los compuestos químicos que constituyen la materia viva.
Las biomoléculas se clasifican en dos grupos:

• Biomoléculas inorgánicas:
  Simples, pobres en energía, con pocos átomos; son el agua, las sales minerales y los gases respiratorios (02 y CO2).
• Biomoléculas orgánicas:
  Complejas, ricas en energía, formadas por largas cadenas de carbono e hidrógeno, a las que se unen grupos funcionales. Pertenecen a este grupo: glúcidos, lípidos, proteinas y ácidos nucleicos.
  Muchas de las biomoléculas orgánicas son macromoléculas, polimeros de elevada masa molecular, formados por la unión de moléculas más simples, los monómeros.

Question 9

El enlace covalente

Answer 9

Se establecen entre átomos de electronegatividades elevadas, más o menos similares, que comparten electrones.
Están presentes en todas las biomoléculas orgánicas, en el H2O, O2 y el CO2.
Podemos diferenciar dos tipos de enlaces covalentes:

-Apolares
Entre átomos de electronegatividad igual o similar.
Ambos atraen por igual los electrones compartidos.
-Polares
Entre átomos de electronegatividad elevada y diferente.
El más electronegativo atrae hacia sí los electrones compartidos.

Question 10

Di polos

Answer 10

Dipolos: moléculas con un polo en el que hay mayor densidad de cargas negativas (δ–) y otro con cierto exceso de cargas positivas (δ+).
Enlace covalente polar en la molécula de agua:
El O es más electronegativo, atrae con más fuerza a los electrones del enlace; genera una carga parcial negativa sobre el oxígeno (δ–).
El hidrógeno queda con un defecto de carga negativa, con carga parcial positiva (δ+).

Question 11

Enlaces ionicos

Answer 11

Los enlaces iónicos se establecen entre un elemento muy electronegativo y otro muy electropositivo.
Los átomos del elemento electropositivo ceden electrones que los átomos electronegativos captan, y se convierten en iones:
aniones (negativos)
cationes (positivos)
Los aniones y cationes forman redes cristalinas. Son características de las sales minerales.
Por ejemplo: el cloruro sódico (NaCl) o sal común.

Question 12

Puentes de hidrogeno

Answer 12

Interacciones intermoleculares de importancia vital.
Se establecen entre moléculas que tienen un H unido a un átomo muy electronegativo y de pequeño tamaño (O o N):
El O o N queda con mayor densidad de carga negativa (δ–).
El H queda con mayor densidad de carga positiva (δ+).
Los dipolos se unen mediante una atracción electrostática entre el H de una molécula y el N o el O de otra.
Están muy presentes en: el agua, las bases nitrogenadas, las proteínas, etc.

Question 13

Fuerzas de Van der Waals

Answer 13

Son fuerzas de tipo electrostático, más débiles que los puentes de hidrógeno.
Pueden darse varios tipos de interacciones:
Dipolo-dipolo: las moléculas polares se orientan unas en relación con las otras.
Dipolo-dipolo inducido: una molécula polar induce un dipolo temporal en otra molécula no polar próxima.
Fuerzas de dispersión: atracciones débiles entre moléculas no polares que presentan dipolos temporales. Por ejemplo: entre las cadenas de C e H de los ácidos grasos.

Question 14

El agua

Answer 14

El porcentaje de agua varía de unos seres vivos
a otros.
En el ser humano, depende de la edad, del tipo de tejido y del sexo.
En nuestro organismo:
2/3 del agua corporal se encuentra en el interior de las células.
Un 80 % del resto forma parte del líquido intersticial; el 20 % forma parte del plasma sanguíneo.
Hay un intercambio constante de agua.

Question 15

Aportes y pérdida de agua

Answer 15

No disponemos de mecanismos para sintetizar agua en las cantidades necesarias, ni para almacenar reservas de ella, por lo que debemos ingerirla.
Los aportes/pérdidas de agua dependen:
Del agua ingerida, ya sea bebida o contenida en los alimentos.
Las pérdidas varían según:
La temperatura ambiental (que influye en la evaporación y sudoración).
La dieta.
La actividad física.

Question 16

Estructura del agua

Answer 16

El agua está formada por dos átomos de hidrógeno unidos mediante un enlace covalente polar a un átomo de oxígeno.
Los H forman un ángulo de 104,5 grados.
Es un dipolo que facilita la formación de puentes de hidrógeno entre moléculas de agua y con otras moléculas polares.

Question 17

Funciones del agua

Answer 17

Alto poder disolvente: transporta nutrientes
Elevado calor especifico: amortiguador de los cambios de temperatura
Elevado calor de vaporización: regulación térmica
Densidad máxima a 4ºC: permite la vida en loa mares polares
Elevada cohesión molecular: esqueleto hidrostático en células
Capilaridad: la savia bruta asciende de las raíces a las hojas

Question 18

Tipos de sales minerales

Answer 18

Sólidas y disueltas

Question 19

Las sales solidas

Answer 19

Las sales precipitadas o sólidas son sales con una función estructural y de protección.
Por ejemplo:
En el esqueleto interno de los vertebrados encontramos: fosfatos, cloruros y carbonatos de calcio.
En los caparazones de crustáceos y moluscos hay carbonato cálcico.

Question 20

Las sales disueltas

Answer 20

Las sales ionizadas son las constituyentes de todos los fluidos extracelulares e intracelulares.
Los iones más frecuentes son:
Aniones: Cl– , PO43–, CO32–, HCO3–
Cationes: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+
Entre las funciones de las sales ionizadas o disueltas, destacan:

-Acciones específicas de los cationes
Funciones antagónicas: Na+y K+ aceleran los latidos cardíacos, Ca2+ realiza la acción contraria.
Los iones de Na+, K+, Cl- y Ca2+ participan en el mantenimiento del potencial de membrana y la transmisión del impulso nervioso.

-Función catalítica
Algunos iones como el Cu2+, Mn2+, Mg2+, Zn2+, etc. actúan como cofactores enzimáticos, necesarios para la acción catalítica de las enzimas.

-Función homeostática
Con el fin de neutralizar las variaciones del pH, los seres vivos han desarrollado, a lo largo del proceso evolutivo, los llamados sistemas amortiguadores de pH o sistemas tampón o buffer, que contribuyen a mantener el pH constante dentro de ciertos límites, aunque se añadan a la disolución ciertas cantidades de H+ u OH–.

Question 21

Sistemas tampón

Answer 21

Los sistemas tampón consisten en un par ácido-base conjugado que actúan como dador y aceptor de protones, respectivamente.
Las sales minerales que actúa como tampones biológicos son:
Sistema tampón bicarbonato y fosfato

Question 22

Ósmosis y presión osmótica

Answer 22

Ósmosis: el paso de agua a través de una membrana semipermeable (que permite el paso del agua, pero no de los solutos) que separa dos disoluciones de diferente concentración. El paso de agua se detiene cuando las concentraciones se igualan. La membrana celular se considera una membrana semipermeable.
Presión osmótica: es la presión que habría que aplicar para detener el flujo de agua a través de una membrana semipermeable que separa dos disoluciones de diferente concentración.

Question 23

Difusión

Answer 23

La difusión consiste en el movimiento pasivo de moléculas disueltas (soluto) desde un área de mayor concentración a otra área de menor concentración. El proceso continúa hasta igualar las concentraciones.

Question 24

Diálisis

Answer 24

La diálisis es el paso de agua y partículas disueltas de pequeño tamaño a través de una membrana de diálisis, la cual permite el paso de moléculas de pequeño tamaño como sales minerales, pero no deja pasar las macromoléculas.

Question 25

Disoluciones verdaderas

Answer 25

Disoluciones verdaderas: mezclas homogéneas formadas por un disolvente y uno o más solutos; los solutos son iones o moléculas de bajo peso molecular, de tamaño inferior a 1 nm.

Question 26

Suspensiones

Answer 26

Suspensiones: son mezclas heterogéneas en las que una sustancia no soluble (fase dispersa) formada por partículas de tamaño superior a 200 nm se dispersan en un medio líquido (fase dispersante).

Question 27

Dispersiones coloidales

Answer 27

Dispersiones coloidales o coloides: son mezclas heterogéneas en las que las partículas de la fase dispersa poseen un tamaño que va desde 1 - 200 nm. Propiedades de las dispersiones coloidales:

Question 28

Que son los glúcidos

Answer 28

Constituyen el grupo de biomoléculas orgánicas más abundante.
Reciben también el nombre de carbohidratos o hidratos de carbono.
Son polialcoholes con un grupo funcional aldehído o cetona.
Desde el punto de vista químico, los glúcidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O). Pueden definirse como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas o derivados de estos.

Question 29

Funciones de los glúcidos

Answer 29

-Energética
Fuente de energía inmediata (glucosa).
Reserva de energía (almidón).
-Estructural
Ribosa y desoxirribosa en los ácidos nucleicos.
Celulosa en las paredes celulares.
-Marcadores celulares
Oligosacáridos unidos a lípidos y proteínas en la membrana plasmática.

Question 30

Tabla general

Answer 30

Mirar presentación

Question 31

Propiedades de los monosacáridos

Answer 31

Son los glúcidos más simples, no hidrolizables.
Están formados por una única unidad de polihidroxialdehído o polihidroxicetona.
Entre sus propiedades podemos encontrar:
Sólidos
Cristalinos
Sabor dulce
Solubles en agua
Poder reductor

Question 32

Clasificacion de los monosacaridos

Answer 32

-Número de átomos de C
Triosas
Tetrosas
Pentosas
Hexosas
Heptosas
Octosas

-Grupo carbonilo
Aldosas
Cetosas

-Estereoisomería
Carbonos asimétricos

Question 33

Isomería

Answer 33

ISOMERÍA: moléculas diferentes pero igual fórmula química
ISOMERÍA ESTRUCTURAL:
a) Isomería de cadena sus componentes de cadena en diferentes lugares
b) Isomería de posición: grupos funcionales unidos en diferentes posiciones.
c) Isomería de grupo funcional: igual cadena pero diferentes grupos funcionales (importante)

ISOMERÍA ESPACIAL O ESTEREOISOMERÍA
a) Isomería de óptica: desvían la luz polarizada hacia la derecha: dextrógiros (+), Izquierda: levógiros (-).
b) Enantiómeros: OH del carbono asimétrico más alejado del grupo funcional, u OH del penúltimo carbono. Si está a la derecha “D” y si está a la izquierda “L”. “EnDuLzar”
c) Epímeros: se diferencian en la configuración de un único carbono.
d) Isomería geométrica:
- Cis o barco: los sustituyentes están hacia el mismo lado
-Trans o silla: los extremos están hacia abajo y arriba del plano

OTRA ISOMERÍA EN DISOLUCIÓN
- Anómero α: OH del Carbono carbonílico se sitúa abajo
- Anómero β: OH del Carbono carbonílico se sitúa arriba

Question 34

Estructura de los monosacáridos en disolución

Answer 34

Estructura de Fischer: cadena lineal abierta.
Estructura de Haworth: cíclicas, en disolución acuosa:
Formación de enlace hemiacetal o hemicetal.
Furanosas (pentagonales) y piranosas (hexagonales).
Nuevos isómeros: anómero α y anómero β.

Question 35

Carbono anomérico

Answer 35

Se le llama carbono anomérico al C1 en el aldohexosa y el C2 en la cetosa cuando el monosacárido se cicla y se convierte en un nuevo centro quiral (carbono asimétrico: tiene 4 susutituyentes diferentes unidos a él). Cuando estaba en la forma Fischer no era asimétrico pero al ciclarse sí lo es y se le da el nombre de anomérico. En la forma Fischer el C estaba unido al oxígeno por doble enlace pero ahora es un enlace intramolecular sencillo. Esta nueva configuración del carbono genera dos isomeros (anómero α y anómero β).

Question 36

Enlaces entre monosacaridos

Answer 36

ENLACE HEMIACETAL: se forma en las aldosas, entre un aldeheído y un OH. Se forma al romper los enlaces C=O y crear un puente intramolecular
ENLACE HEMICETAL: se forma en las cetosas, entre una cetona y un OH. Se forma al romper los enlaces C=O y crear un puente intramolecular

Question 37

Principales monosacaridos de interés biológico

Answer 37

-Triosas
Gliceraldehído: glucólisis.
Dihidroxiacetona: biosíntesis de glúcidos.

-Tetrosas
Eritrosa fosforilada: intermediaria del ciclo de Calvin.

-Pentosas
Ribosa: constituyente del ARN.
Desoxirribosa: constituyente del ADN.
Ribulosa: fotosíntesis.

-Hexosas
Galactosa: forma parte de disacáridos y polisacáridos.
Glucosa: respiración celular.
Fructosa: forma libre o como parte de la sacarosa.

Question 38

Derivados de los monosacaridos

Answer 38

Desoxiazúcares: β-D-2-desoxirribosa
Ésteres fosfóricos: glucosa-6-fosfato
Aminoazúcares: 2-D-glucosamina
Azúcares ácidos: ácido D-glucurónico
Otros derivados ácidos: ácido ascórbico o vitamina C

Question 39

Oligosacáridos y disacáridos

Answer 39

Oligosacáridos: constituidos por la unión de dos a 20 monosacáridos.
Disacáridos: formados por dos monosacáridos.
Entre sus propiedades podemos encontrar:
Solubles en agua
Sabor dulce
Cristalizables

Son los holósidos más sencillos.
Se forman por la condensación del –OH anomérico de un monosacárido y un –OH cualquiera de un segundo monosacárido, formando un enlace O-glucosídico y una molécula de agua.

Question 40

Enlace O-glucosídico

Answer 40

Reacción de condensación, pérdida de agua → Enlace O-glucosídico.
Tipos de enlace O-glucosídico:
Monocarbonílico:
–OH carbonílico del primer monosacárido y –OH no carbonílico del segundo monosacárido. Poder reductor.
Ejemplos: la maltosa, la lactosa y la celobiosa.

Dicarbonílico:
–OH de los carbonos carbonílicos de los dos monosacáridos. Sin poder reductor.
Ejemplo: la sacarosa.

Question 41

Como se nombran los disacáridos

Answer 41

-Sacarosa (α-D-glucopiranosil (1→ 2) β-Dfructofuranósido), no reductor, producida en la fotosíntesis, abunda en caña de azúcar y remolacha.
-Lactosa (α-D-galactopiranosil (1→4)β-Dglucopiranosa), reductor, en la leche.
-Maltosa (α-D-glucopiranosil(1→4)α-D-glucopiranosa), reductor, en semillas germinadas.
-Celobiosa (β-Dglucopiranosil(1→4)β-Dglucopiranosa), reductor, en la celulosa.

Question 42

Poder reductor

Answer 42

Se forman por la unión de dos monosacáridos mediante enlace O-glucosídico mono o dicarbonílico, que además puede ser α o b en función de la posición del -OH del carbono anomérico del primer monosacárido. Los disacáridos con enlace dicarbonílico pierden el carácter reductor, por estar implicados los carbonos carbonílicos de los dos monosacáridos.

Question 43

Polisacáridos

Answer 43

Polímeros formados por la unión de más de 20 monosacáridos.
Entre sus propiedades destacan:
Elevada masa molecular
No tienen sabor dulce
Insolubles en agua
No cristalizables
Hidrolizable
No tienen poder reductor

Question 44

Homopolisacaridos de reserva energética

Answer 44

Macromoléculas
No se disuelven → No generan presión osmótica
Coloides
Almacenan glucosa en forma de almidón y glucógeno
Contienen anómeros α

Question 45

Almidón

Answer 45

Formado por α-D-glucopiranosas
Reserva de energía de las plantas
se localiza en orgánulos: amiloplastos
Fuente de glúcidos en la dieta humana

Question 46

Glucógeno

Answer 46

Formado por α-D-glucopiranosas.
Polisacárido de reserva de energía en animales, en hígado y músculos y puede transformarse en glucosa cuando el organismo lo requiera.
Estructura semejante a la de la amilopectina, con ramificaciones cada 8-12 residuos de glucosa.
Se organiza alrededor de una proteína y está formada por 30 000 – 50 000 unidades de glucosa.

Question 47

Celulosa

Answer 47

Forma la pared celular de las células vegetales.
Es la biomolécula orgánica más abundante de la naturaleza.
El 50 % de la materia orgánica de la biosfera es celulosa (constituye el 50 % de la madera y casi el 100 % del algodón).

Polímero lineal de la β-D-glucopiranosa con enlaces β (1→4).
Las unidades de β-D-glucosa forman cadenas lineales no ramificadas paralelas y unidas por puentes de hidrógeno.
Microfibrillas → Haces → Fibras de celulosa → Capas o láminas.

Question 48

Quitina

Answer 48

Homopolisacárido estructural.
Se encuentra en la pared de las células de los hongos y en el exoesqueleto de los artrópodos.
El monómero que la constituye es la N-acetil-glucosamina, cuyas unidades se unen mediante enlaces O-glucosídicos β (1→4)
La quitina es una de las claves del éxito de los artrópodos.

Question 49

Definición y estructura de los lípidos

Answer 49

Son biomoléculas orgánicas muy heterogéneas,
tanto en composición química como en su función.
Están formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno y
en muchas ocasiones fósforo, nitrógeno y azufre.

Question 50

Funciones de los lípidos

Answer 50

•Biocatalizadora: muchos lípidos son hormonas o vitaminas, como la testosterona.
•Otras funciones fisiológicas: la captación de energía transmisión del impulso nervioso, etc.
•Transportadora de sustancias: en medios orgánicos, como los ácidos biliares.
•Estructural: son componentes mayoritarios de las membranas celulares, como los fosfolípidos.
• Energética: forman importantes reservas energéticas, como los acilgliceroles.

Question 51

Propiedades de los lípidos

Answer 51

• Escasamente solubles en agua y otros disolventes polares pero solubles en disolventes apolares orgánicos como el éter, el benceno, la acetona o el cloroformo.
• Muy ligeros y menos densos que el agua, por lo que flotan en ella.
• Tacto untuoso y brillo graso.
• Malos conductores del calor.

Question 52

Composición de los ácidos grasos

Answer 52

Los ácidos grasos son ácidos acarboxílicos de cadena larga, con un número par de carbonos comprendido entre 12 y 24.

Question 53

Clasificación de los ácidos grasos

Answer 53

Clasificación de los ácidos grasos
Saturados: sólo presentan enlaces sencillos en su cadena hidrocarbonada.
Insaturados: tienen uno (monoinsaturados) o más (poliinsaturados) dobles enlaces en su cadena hidrocarbonada.
Algunos de ellos son esenciales, como el ácido alfalinolénico (omega-3), el ácido linoleico (omega-6) y el ácido araquidónico (omega-6) entre otros.

Question 54

Propiedades de los ácidos grasos

Answer 54

-Solubilidad:
Moléculas anfipáticas, con un extremo polar hidrófilo y una zona apolar hidrófoba.
El grupo carboxilo establece enlaces intermoleculares por puentes de hidrógeno con el agua u otras moléculas polares.
Las cadenas hidrocarbonadas se unen entre sí mediante fuerzas de Van der Waals.
El gran tamaño de las cadenas hidrocarbonadas hace que sean las responsables de que los ácidos grasos sean insolubles en disolventes polares y solubles en disolventes apolares orgánicos.

-Punto de fusión:
Depende del grado de insaturación (número de dobles enlaces que presenta la molécula) y de la longitud de las cadenas hidrocarbonadas.
En los ácidos grasos saturados:
El punto de fusión aumenta con el número de carbonos.
Son sólidos a temperatura ambiente.
Abundan en las grasas animales (nata, tocino).
De origen vegetal como el ácido palmítico y el ácido esteárico.
Los ácidos grasos insaturados:
Menor punto de fusión.
Líquidos a temperatura ambiente.
De origen vegetal: ácido oleico y el ácido linoleico.

-Esterificación:
El grupo carboxilo del ácido graso se une a un alcohol por enlace covalente formándose un éster y liberándose una molécula de agua.
Es una reacción reversible, es decir, es fácil que el éster se hidrolice dando lugar a los reactivos iniciales.
En la reacción de esterificación, un ácido actúa como catalizador y se precisa energía (calor).

-Saponificación:
Los ácidos grasos en presencia de bases fuertes, como NaOH o KOH, reaccionan formándose moléculas de sales sódicas o potásicas, son los jabones.
La saponificación se produce en el medio acuoso; las moléculas de agua aportan hidrones (H+) para la formación de alcohol y la base los hidroxilos (OH–)necesarios para la formación de ácidos acarboxílicos.
La reacción de saponificación puede ocurrir sin aporte de energía (calor).

Question 55

Porque el jabón elimina las manchas de grasa

Answer 55

El carácter dipolar de la molécula de jabón hace que, cuando lo utilizamos, disponga su parte apolar (cola) hacia la grasa y su parte polar (cabeza) hacia el agua. De esta forma, el jabón “secuestra” a la grasa formando una micela. La parte externa de la micela es afín al agua y, así, esta puede arrastrarla y limpiar.

Question 56

Lípidos saponificables

Answer 56

A) Acilgliceroles, glicéridos o grasas
Los acilgliceroles, glicéridos o grasas son los lípidos saponificables más sencillos. Se forman por esterificación del trialcohol glicerol (glicerina) con ácidos grasos.
Los triglicéridos son los más abundantes, son apolares y, por tanto, insolubles en agua. Reciben el nombre de grasas neutras.
-Funciones de los acilgliceroles
Reserva energética: contienen mucha más energía que otras sustancias orgánicas, ocupan un menor volumen y no generan presión osmótica. Aislante térmico: actúan como aislante térmico o regulador de la flotabilidad.
Protección: son buenas amortiguadoras mecánicas, por lo que protegen estructuras sensibles o que sufren un continuo rozamiento. como ocurre en los tejidos adiposos de la planta del pie y en la palma de la mano del hombre.

B) Céridos o ceras
Los céridos o ceras son compuestos saponificables simples formados por la esterifica-ción de un ácido graso de cadena larga con un monoalcohol también de cadena larga.

Presentan una larga cadena hidrocarbonada.
Son totalmente insolubles en agua e impermeables.
El carácter hidrófobo de las ceras hace que estén muy difundidas entre los animales y vegetales como impermeabilizantes y protectoras:
En los vertebrados recubren e impermeabilizan los pelos, las plumas y la piel, el exoesqueleto de los artrópodos.
Los frutos, flores y hojas.
Las ceras tienen aplicaciones industriales:
La cera de abeja que se utiliza en cosmética como abrillantador, para la fabricación de velas y betunes, etc.
La lanolina, cera de la lana de oveja, muy usada en farmacia y cosmética.
La cera de carnauba, de origen vegetal, usada en tintes para papel, fabricación de betunes y como lubricante para cuerdas e hilos.

c) Fosfolípidos: Fosfoglicéridos
Los fosfoglicéridos o fosfoacilglicéridos son lípidos saponificables complejos formados por la esterificación de la glicerina con dos ácidos grasos en los carbonos 1 y 2 (generalmente, el primero saturado y el segundo insaturado) y un grupo fosfato en el carbono 3.

C) Esfingolípidos
Los esfingolípidos son lípidos saponificables complejos formados por tres elementos: un aminoalcohol de cadena larga (18C), la esfingosina, que se une por su grupo amino, mediante un enlace amida, a un ácido graso saturado o monoinsaturado de cadena larga (18-26C) y un sustituyente polar variable según el tipo de esfingolípido.

-Esfingomielinas
Las esfingomielinas se forman si la ceramida se une a un grupo fosfato que lleva acoplado un aminoalcohol (colina, etanolamina, etc.).
Las encontramos en las membranas de las células animales y en la vaina de mielina de las neuronas.

-Esfingoglucolípidos
Los esfingoglucolípidos se forman cuando el sustituyente polar que se une a la ceramida es un glúcido. Si el glúcido es un monosacárido, se denominan cerebrósidos y si es un oligosacárido, gangliósidos.

Question 57

Lípidos insaponificables

Answer 57

-Los terpenos o isoprenoides son lípidos insaponificables. Químicamente, son polímeros del isopreno (2-metil-1,3-butadieno) que presentan estructuras lineales o cíclicas.
-Los esteroides son lípidos insaponificables derivados del esterano (ciclopentanoperhidro-fenantreno), compuesto formado por tres anillos de ciclohexano que forman el fenantreno, unido a un ciclopentano.

A) Esteroles
El colesterol se sitúa entre los fosfolípidos de la bicapa lipídica de las membranas biológicas aportando estabilidad; su efecto depende de la temperatura y composición de la bicapa. Por lo general, disminuye su fluidez, pero, a bajas temperaturas, una mayor
concentración de colesterol la aumenta.

B) Hormonas esteroideas
Liposolubles, atraviesan fácilmente la membrana de las células diana.
A este grupo pertenecen las hormonas sexuales: testosterona, progesterona y estrógenos, y las hormonas segregadas por la corteza suprarrenal: aldosterona y cortisol.

C) Ácidos biliares
Sintetizados en el hígado a partir del colesterol, forman la bilis, de la vesícula biliar,donde se almacenan como sales biliares, las cuales son recicladas en el hígado, donde se separan de las grasas.
Actúan como emulsionantes de las grasas y facilitan la acción de las lipasas.

Los eicosanoides son lípidos insaponificables derivados de los ácidos grasos esenciales
de 20C.

A. Prostaglandinas: derivan del ácido araquidónico (20C). Actúan como vasodilatadoras, en procesos inflamatorios, estimulan la contracción de la musculatura lisa (del útero durante el parto)
B. Tromboxanos se producen la agregación de plaquetas y la formación de los peligrosos trombos. También actúan en la constricción de la musculatura.
C. Leucotrienos se producen en los leucocitos, están relacionados con reacciones alérgicas y asma, ya que contraen los músculos de los bronquios y aumentan la permeabilidad de los vasos sanguíneos

Question 58

Transporte de lípidos por la sangre:
lipoproteínas sanguíneas

Answer 58

Las lipoproteínas sanguíneas están formadas por un núcleo apolar de triglicéridos y ésteres de colesterol y una cubierta de fosfolípidos, colesterol y proteínas (apoproteínas).

Quilomicrones: son las proteínas más ricas en lipidos, y transportan en sangre los triglicéridos de la dieta.

• Lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL):
transportan los triglicéridos producidos por el
hígado (endógenos).
• Lipoproteínas de baja densidad (LDL): llevan colesterol a los tejidos que lo necesitan para sus membranas o para la producción de hormonas esteroideas. Es el llamado
colesterol malo.
• Lipoproteínas de alta densidad (HDL): transportan el colesterol desde los tejidos hasta el hígado, donde se elimina. Lo conocemos como colesterol bueno.

Question 59

Características generales de las proteínas

Answer 59

Las proteínas son las únicas que proporcionan nitrógeno.
Se encuentran, en abundancia, en todos los seres vivos.
Desempeñan un gran número de funciones.
Son moléculas específicas.
Se forman por polimerización de monómeros de aminoácidos.

Question 60

Estructura de los aminoácidos

Answer 60

La molécula del aminoácido consta de un carbono central, llamado carbono alfa (Cα), al que se une un H, un grupo carboxilo (–COOH), un grupo amino (–NH2) y un radical (R), que es distinto en cada aminoácido.

Question 61

Clasificación de los aminoácidos

Answer 61

Ver presentación

Question 62

Propiedades de los aminoácidos

Answer 62

Los aminoácidos son moléculas de bajo PM sólidos, cristalinos, solubles en agua. Su punto de fusión es elevado (habitualmente superior a 200 °C) y con actividad óptica y comportamiento anfótero.

Question 63

Estereoisomería de los aminoácidos

Answer 63

El Cα de los aminoácidos es un carbono asimétrico.
Por ello, los aminoácidos pueden presentar dos configuraciones distintas:
Configuración L si el grupo –NH2 está a la izquierda
Configuración D, si está a la derecha.
Este mismo carbono determina que presenten actividad óptica
Dextrógiros (+)
Levógiros (–)

Question 64

Carácter anfótero de los aminoácidos

Answer 64

Actúan como ácidos o como bases dependiendo del pH de la disolución, ya que tienen un grupo carboxilo que puede ceder protones (H+) actuando así como ácido y un grupo amino que puede captar protones (H+) actuando así como base.
Mantienen constante el pH del medio, tienen efecto amortiguador o efecto tampón.

Question 65

El enlace peptídico

Answer 65

Cuando reacciona el grupo carboxilo terminal de un aminoácido con el grupo amino
terminal del siguiente aminoácido se forma un enlace peptídico y se desprende una
molécula de agua.

En el enlace peptídico, puesto que los cuatro átomos del enlace se sitúan en el mismo plano,son posibles dos configuraciones, cis y trans.
El O del grupo carbonilo y el H del grupo amino normalmente están en lados opuestos del enlace, es decir, en configuración trans, que se ve favorecida para evitar interacciones entre los átomos.
De la misma forma los radicales también se sitúan en lados alternos.

El enlace peptídico es un enlace covalente tipo amida más corto que la mayoría de los demás enlaces N-C
Tiene carácter parcial de doble enlace, lo que impide la rotación a su alrededor,
Los átomos del enlace peptídico se sitúan en el mismo plano manteniendo las distancias y los ángulos fijos.

Question 66

Péptidos

Answer 66

Los péptidos son compuestos formados por la unión de aminoácidos mediante un enlace peptídico.
Según el número de aminoácidos que se unen hablamos de:
• Oligopéptidos: con menos de diez aminoácidos. En función del número de monómeros, hablamos de dipéptidos, tripéptidos, tetrapéptidos, etc.
• Polipéptidos: de diez a cien aminoácidos.
• Proteínas: con más de cien aminoácidos.

Question 67

Estructura de las proteinas

Answer 67

Las proteínas adoptan una determinada configuración espacial mediante plegamiento de las cadenas peptídicas que las forman, debido a las cargas que presentan los radicales de los aminoácidos que las forman y al enlace peptídico. Su función va a depender de esta disposición espacial o conformación.

4.1. Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia lineal de aminoácidos que forman la proteína
desde el extremo N-t (amino) al C-t (carboxilo).

4.2. Estructura secundaria
Los tipos más comunes de estructura secundaria son: hélice α y conformación β o
lámina doblada.
-Hélice α:
Más simple y común.
Disposición helicoidal, con giro a la derecha (dextrógira) y con tres a cuatro aminoácidos por vuelta de espiral.
-Conformación β o lámina doblada:
Disposición en zigzag.
Estas cadenas se sitúan adyacentes formando una lámina plegada como un acordeón.
Si las cadenas se orientan en la misma dirección: lámina paralela,
Si van en dirección contraria: lámina antiparalela.

4.3. Estructura terciaria
Esta estructura se denomina conformación nativa y la proteína ya es activa.
Distinguimos dos tipos de estructura terciaria:
-Globular: se obtiene por plegamiento excesivo de la estructura secundaria. Por lo general, en los tramos rectos figuran hélices α y en los codos, estructuras sin definir.
-Fibrosa: el plegamiento de la estructura secundaria es escaso y se mantiene su estructura alargada.

4.4. Estructura cuaternaria
La estructura cuaternaria se forma cuando varias cadenas de aminoácidos, iguales o
diferentes, que presentan un nivel estructural terciario (protómeros) se unen entre sí y originan la proteína con estructura cuaternaria (oligómero).

Question 68

Propiedades de las proteínas

Answer 68

Las propiedades de las proteínas, al igual que su estructura, vienen determinadas por el tipo de radicales que presentan los aminoácidos que las forman y de su disponibilidad para reaccionar con otras moléculas.

5.1. Solubilidad
Las proteínas globulares son solubles mientras que las fibrosas son insolubles.

5.2. Especificidad
Las proteínas son específicas. Esa especificidad no se refiere solo a su función, también hace referencia a que cada una de las especies de seres vivos fabrican sus propias proteínas, incluso individuos distintos de la misma especie presentan diferencias en
sus proteínas.

5.3. Carácter anfótero
Las proteínas tienen un comportamiento anfótero, por lo que son capaces de neutralizar las variaciones de pH del medio. Presentan, por lo tanto, una función homeostática.

5.4. Desnaturalización
La conformación nativa de una proteína desaparece cuando se desnaturaliza, ya que
se rompen los enlaces que mantienen su estructura cuaternaria, terciaria y secundaria
(estables mediante enlaces débiles) y se conserva solamente la estructura primaria
(permanecerán solo los enlaces covalentes).

Question 69

Funciones de las proteínas

Answer 69

-Función estructural
Colágeno: en la matriz del tejido conectivo.
Queratina: de dermis, uñas y pelo.
-Función enzimática
Amilasa: digestión de carbohidratos.
Peptidasa: regulación de procesos fisiológicos como la digestión.
-Función de transporte
Hemoglobina: transporta oxígeno en sangre.
Lipoproteínas HDL y LDL: transportan colesterol.
-Función hormonal
Insulina: control de los niveles de glucosa en sangre.
Oxitocina: control de la contracción del músculo liso.
-Función de reserva
Caseína: proteína de la leche.
Ovoalbúmina: proteína del huevo.
-Función homeostática
Todas ellas dado su carácter anfótero.
-Función contráctil
Actina y miosina: contracción muscular.
Dineína: movimiento de cilios y flagelos.
Función de recepción y transmisión de señales
Receptores hormonales, de anticuerpos, de neurotransmisores, etc.
-Función de defensa
Inmunoglobulinas o anticuerpos: respuesta inmune específica.
Trombina y fibrinógeno: responsables de la coagulación sanguínea.

Question 70

Clasificación de las proteínas

Answer 70

Holoproteínas
A. Proteínas globulares o esferoproteínas
-Globulinas: como las α y β globulinas de la hemoglobina y las inmunoglobulinas o anticuerpos.
-Albúminas: como la seroalbúmina de la sangre, la lactoalbúmina de la leche y la ovoalbúmina del huevo.
-Actina G: que junto con las proteínas fibrosas actina F y miosina permite la contracción en la célula.

B. Proteínas fibrosas o escleroproteínas
-Miosina: junto con la proteína globular actina, permite la contracción en la célula.
-Queratina, elastina y colágeno: ayudan a dar resistencia y elasticidad a los tejidos. Por ejemplo, las uñas están formadas principalmente por queratina.

Heteroproteínas
Según la naturaleza química de este grupo, las clasificamos en las siguientes:
-Glucoproteínas: su grupo prostético es un glúcido, por ejemplo, las inmunoglobulinas.
-Lipoproteínas: su grupo prostético es un lípido, por ejemplo, LDL, HDL.
-Nucleoproteínas: su grupo prostético es el ADN y forman la cromatina.
-Fosfoproteínas: su grupo prostético es el ácido fosfórico, por ejemplo, la caseína.

Question 71

Componentes de los nucleótidos

Answer 71

Pentosas:
Ribosa (β-D-ribofuranosa): formará ribonucleótidos.
Desoxirribosa (β-D-desoxirribofuranosa): formará desoxirribonucleótidos.
Las bases nitrogenadas:
Púricas: adenina (A) y la guanina (G).
Pirimidínicas: timina (T), la citosina (C) y el uracilo (U).
Ácido fosfórico, que se encuentra en forma de fosfato (H3PO4).

Question 72

Los componentes de los nucleótidos se unen mediante dos tipos de enlaces:

Answer 72

El enlace N-glucosídico es una condensación entre el carbono 1’ de la pentosa y uno de los nitrógenos de la base nitrogenada (el N1 en las bases pirimidínicas o el N9 en las bases púricas), con la pérdida de una molécula de agua.

El enlace éster fosfórico es la unión entre el grupo hidroxilo del carbono 5’ de la pentosa
con ácido fosfórico, con la pérdida de una molécula de agua.

Question 73

Nucleótidos no nucleicos

Answer 73

-Los nucleótidos no nucleicos se encuentran libres en las células y realizan diversas funciones: aportan energía química en las reacciones celulares, actúan como cofactores de las enzimas y son mediadores en los procesos de comunicación celular.

A) Nucleótidos energéticos. Ejemplo ATP
Son los nucleótidos difosfato y trifosfato de la célula que incorporan uno o dos grupos fosfato al grupo fosfato ya existente.

B) Coenzimas
-Compuestos orgánicos no proteicos, termoestables, que unidos a una enzima facilitan su acción de modo transitorio.
-Muchas de las coenzimas son nucleótidos.

Transportadores de e-:
Algunos nucleótidos actúan como transportadores de electrones, protones, iones hidruro o átomos de hidrógeno en reacciones metabólicas de oxidación-reducción.
Presentan dos formas, una reducida (representada con más hidrógenos) y otra oxidada:
Piridín-nucleótidos: NADH y NADPH
Flavín-nucleótidos: FMN y FAD

Coenzima A

C. Mediadores celulares
Existen nucleótidos que actúan como reguladores de procesos metabólicos; es el caso del AMP cíclico.

Question 74

Nucleótidos nucleicos

Answer 74

En el caso del ARN son los ribonucleótidos de adenina, guanina, citosina y uracilo; en el caso del ADN son los desoxirribonucleótidos de adenina, guanina, citosina y timina.

Question 75

Descubrimiento del ADN

Answer 75

Friedrich Miescher encontró la molécula de ADN sólo en el núcleo de glóbulos blancos y esperma de salmón, por lo que la llamó nucleína.

Question 76

Localización del ADN

Answer 76

• En las células procariotas, el ADN constituye un cromosoma bacteriano situado en el nucleoide.
• En las células eucariotas, el ADN se encuentra dentro del núcleo.
• Los virus portadores de ADN presentan, en la mayoría de los casos y con mayor diversidad, una molécula de ADN bicatenario rodeada de la cubierta proteica que constituye la cápside.

Question 77

Desnaturalización del ADN

Answer 77

En ciertas condiciones de temperatura, en torno a 100°C, elevadas concentraciones salinas y pH por encima de 13, la molécula de ADN puede perder su estructura secundaria. Este proceso se denomina desnaturalización.

Question 78

Estructura del ARN

Answer 78

El ARN está formado por largas cadenas poliméricas de ribonucleótidos monofosfato de adenina, uracilo, guanina y citosina. La lectura de las cadenas se realiza en sentido de 5’ a 3’.

Question 79

Tipos de ARN

Answer 79

A) ARN mensajero
El ARNm presenta una estructura lineal monocatenaria, que puede formar horquillas en determinados tramos cuyas bases son complementarias.

B) ARN de transferencia
El ARNt presenta estructuralmente zonas con estructura secundaria de doble hélice y otras en las que se forman bucles (lazos), lo que le da aspecto de trébol de tres hojas; espacialmente, su estructura es más compleja, en forma de L invertida o búmeran.

C) ARN ribosómico/ribosomal
El ARNr presenta moléculas largas y monocatenarias, aunque también tiene fragmentos con estructura de doble cadena.