GUIA 1 BIO PSU 1RO MEDIO NOMBRE:

GUIA 1 BIO PSU 1RO MEDIO
NOMBRE:
LAS MOLÉCULAS DE LA VIDA
Cuatro clases principales de compuestos orgánicos son esenciales para los procesos vitales de todos los
seres vivos: los hidratos de carbono, lípidos, proteínas, y los ácidos nucleicos. Aunque estos compuestos
se construyen principalmente de carbono, hidrógeno y oxígeno, estos átomos aparecen en diferentes
proporciones en cada tipo de compuesto. Cada clase de compuesto posee a su vez diferentes
propiedades.
CARBOHIDRATOS estos son compuestos orgánicos compuestos de carbono, hidrógeno y oxígeno en
una proporción de átomos de carbono de una a dos átomos de hidrógeno a un átomo de oxígeno. El
número de átomos de carbono en hidratos de carbono varía. Algunos hidratos de carbono sirven como
fuente de energía. Otros hidratos de carbono se utilizan como materiales estructurales. Los hidratos de
carbono pueden existir como monosacáridos, disacáridos o polisacáridos. Los monosacáridos más
comunes son la glucosa, fructosa y galactosa. La glucosa es la principal fuente de energía para las
células. Un polisacárido es una molécula compleja compuesta de tres o más monosacáridos. Los
animales almacenan la glucosa en forma de glucógeno. El glucógeno está formado por cientos moléculas
de glucosa enlazadas en una cadena muy ramificada. Gran parte de la glucosa que proviene de los
alimentos es en última instancia almacenada en el hígado y los músculos, como glucógeno y está listo
para ser usado como una forma rápida de obtener energía. Las plantas almacenan moléculas de glucosa
en forma de almidón. Las plantas también pueden sintetizar un polisacárido llamado celulosa. La celulosa,
forma parte de la pared celular de las células vegetales, y constituye alrededor del 50% de la madera.
PROTEÍNAS,son compuestos orgánicos compuestos principalmente de carbono, hidrógeno, oxígeno y
nitrógeno. Al igual que la mayoría de las otras macromoléculas biológicas, las proteínas están formadas
por la unión de monómeros llamados aminoácidos. Los pelos y cuernos, están hecho principalmente de
proteínas, así como también la piel, los músculos y muchos catalizadores biológicos (enzimas).
Aminoácidos Hay 20 aminoácidos diferentes, y todos comparten una estructura básica. Dos o más
aminoácidos pueden unirse mediante enlaces covalentes llamados peptídicos. De esta manera se forman
desde dipéptidos hasta cadenas muy largas llamadas polipéptidos. Las proteínas se componen de uno o
varios polipéptidos. Algunas proteínas son moléculas muy grandes, con un contenido de cientos de
aminoácidos. A menudo, estas proteínas se doblan y pliegan sobre sí mismas como resultado de las
interacciones entre los aminoácidos individuales de la cadena. La forma de una proteína también puede
estar influenciada por condiciones como la temperatura y el tipo de disolvente en el que una proteína se
disuelve.
Las Enzimas son moléculas de proteínas o ARN que actúan como catalizadores biológicos y son
esenciales para el funcionamiento de las células. Muchas enzimas son proteínas. Las reacciones
enzimáticas dependen de un ajuste físico entre la molécula de enzima y su sustrato específico -el
compuesto químico que está siendo catalizado-. Las enzimas tienen un sitio activo, con una forma que
permite que el sustrato encaje en éste. Una enzima actúa sobre un sólo sustrato específico, porque sólo
ese sustrato encaja en su sitio activo. La interacción entre la enzima y el sustrato provoca un ligero
cambio en la forma de la enzima. El cambio en la forma de la enzima debilita algunos enlaces químicos
en el sustrato, que es la forma como las enzimas reducen la energía de activación, que es la energía
necesaria para iniciar la reacción. Después de la reacción, la enzima libera los productos. Como cualquier
catalizador, la enzima por sí mismo no se ha modificado, por lo que se puede utilizar muchas veces.
Una enzima puede no funcionar si se cambia su medio ambiente. Por ejemplo, un cambio de temperatura
o pH puede causar un cambio en la forma de la enzima o el sustrato. Si este cambio sucede, no se puede
producir la reacción que la enzima habría catalizado.
LÍPIDOS
Los lípidos son moléculas grandes, orgánicas no polares. No se disuelven en el agua. Los lípidos son
diversos e incluyen: triglicéridos, fosfolípidos, esteroides, ceras y pigmentos. Las moléculas de lípido
tienen una proporción mayor de átomos de carbono e hidrógeno que los hidratos de carbono. Debido a
que las moléculas de lípidos tienen un mayor número de enlaces carbono-hidrógeno por gramo que otros
compuestos orgánicos, pueden almacenar más energía por gramo.
ÁCIDOS NUCLEICOS son moléculas orgánicas muy grandes y complejas, que almacenan y transfieren
importante información en la célula. Hay dos tipos principales de ácidos nucleicos: el ácido
desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN). El ácido desoxirribonucleico, o ADN, contiene
información que determina las características de un organismo y dirige sus actividades célulares. El ácido
ribonucleico o ARN, almacena y transfiere información desde el ADN, que es esencial para la fabricación
de las proteínas. Las moléculas de ARN pueden actuar como enzimas. Tanto el ADN y el ARN son
polímeros, compuestos de miles de monómeros formando enlaces llamados nucleótidos. Cada nucleótido
consta de tres componentes principales: un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos y una base
nitrogenada en forma de anillo.
COMPUESTOS INORGÁNICOS
AGUA es la molécula más abundante en los seres vivos. En general, las células poseen entre un 70 a
90% de agua en su citoplasma, pero esta cantidad varía de acuerdo al tipo de función que realizan las
distintas células: en el ser humano hay tejidos con bajo porcentaje de agua (20% en tejido óseo) y otros
que
la
poseen
en
gran
cantidad
(85%
en
tejido
neuronal).
Las reacciones químicas de todos los seres vivos ocurren en el ambiente acuoso de la célula. El agua
posee propiedades únicas, que la hacen ser uno de los compuestos más importantes del mundo viviente.
Las propiedades únicas del agua residen en su estructura química. La molécula de agua (H 2O) está
formada por dos átomos de hidrógeno (H) y uno de oxígeno (O), que se mantienen unidos por enlaces
covalentes. A continuación se enumeran las propiedades físico-químicas del agua.
• Posee gran cohesión entre sus moléculas. La alta cohesión entre las moléculas de agua también
genera una fuerte tensión superficial. Que es una medida del grado de dificultad para romper la
estructura
en
la
superficie
de
un
líquido.
• Alta capacidad de adhesión a otras moléculas o materiales polares. Así se explica que el agua
ascienda
por
pequeños
tubos
de
vidrio
(capilaridad)
y
por
papel
absorbente.
• Gran poder disolvente. El agua es el solvente por excelencia en los sistemas vivos. Nuevamente su
carácter polar y los puentes de hidrógeno, le permite solubilizar sales cristalizadas, iones y compuestos
polares fácilmente. Los compuestos que se disuelven fácilmente en agua se llaman hidrofílicos. En
contraste, los compuestos no polares (como el benceno) se disuelven pobremente en agua, a ellos se les
llama
hidrofóbicos.
• El agua posee alto calor específico. El calor específico es la cantidad de calor necesario para subir en
un 1º C la temperatura de 1 gr de sustancia. Esto permite que el agua varíe muy poco y lentamente su
temperatura, comparada con otras sustancias que reciben la misma cantidad de calor. Esto hace que los
océanos, lagos y ríos mantengan temperaturas relativamente constantes, permitiendo la vida de diversos
organismos. Por otro lado, el contenido de agua del citoplasma le permite a la célula mantener constante
su
temperatura.
• Alto calor de vaporización. La cantidad de calor que se necesita para que 1 gr de agua pase del
estado líquido al gaseoso es de aproximadamente 580 calorías, más del doble de lo que se necesita para
evaporar la misma cantidad de alcohol, por ejemplo. Esto permite que cuando el agua se evapora la
superficie del líquido que queda se enfría. Este es uno de los mecanismos más utilizados por los
organismos para mantener su temperatura constante cuando la temperatura de su entorno es más alta, y
así refrescarse. En general esta propiedad del agua ayuda a mantener la temperatura global del planeta
dentro
de
un
rango
constante.
• Baja densidad en estado sólido.
SALES INORGÁNICAS
El citoplasma de todas las células, y el líquido extracelular de los organismos pluricelulares, contiene
distintos tipos de sales inorgánicas disueltas, entre las que se incluyen muchos iones minerales de
importancia. La tabla 1 muestra las principales sales inorgánicas y sus funciones:
LA CÉLULA
Si nos preguntamos qué tienen en común organismos tan diversos como las bacterias, los hongos, las
plantas y los animales, diremos, seguramente, que todos están constituidos por una o más células. Por
ello decimos que la célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos, pues en ella se realizan
diferentes procesos bioquímicos que permiten su supervivencia y, por lo tanto, del organismo como un
todo.
A pesar de la variedad de formas y tamaños en los distintos organismos, la organización fundamental de
las células es relativamente uniforme, por lo que es posible clasificarlas en dos grandes tipos:
Células Procariontes (pro, antes de; karyon, núcleo): su principal característica es que no poseen
núcleo y, por lo tanto, el material genético se encuentra en el citoplasma, en una región denominada
nucleoide. Son células primitivas muy simples, que carecen de organelos membranosos. A este tipo
de célula pertenecen microorganismos como las bacterias, que son unicelulares, es decir, que están
formadas por una célula.
Esquema de una bacteria, célula procarionte.
Células Eucariontes (eu, verdadero; karyon, núcleo): su principal característica es que poseen un núcleo
en el que está contenido el material genético. Son células complejas y evolucionadas y en su interior
existe una serie de organelos membranosos. Organismos pertenecientes a los reinos Protista, Fungi,
Vegetal y Animal están constituidos por este tipo de células. Las células eucariontes que estudiaremos
son las animales y vegetales (Fig.2).
Fig. 2: Tipos de células eucariontes.
A pesar de las diferencias entre células vegetales y animales, se distinguen tres partes fundamentales:
Membrana Plasmática: constituye el límite de la célula y, por lo tanto, define el medio interno celular.
Está formada por una bicapa lipídica (fosfolípidos) que le otorga un carácter hidrofóbico. En ella se
encuentran insertas diferentes proteínas, algunas de las cuales actúan como bombas o canales para el
transporte de sustancias hacia dentro y fuera de las células (Fig.3). La membrana plasmática actúa como
una barrera semipermeable porque regula el flujo de sustancias en ambas direcciones.
Fig. 3: Composición molecular tipo de la membrana plasmática.
Núcleo: como ya hemos dicho, en el núcleo se encuentra el material genético o ADN. Es el organelo
más notorio en las células y está separado del citoplasma por una envoltura formada por una
membrana doble que posee poros para la comunicación entre el contenido nuclear y el citosol.
Citoplasma: corresponde al contenido celular exceptuando el núcleo y en él encontramos una serie de
organelos, cada uno con funciones determinadas (tabla 2).
Tabla 2: Principales organelos en las células eucariontes
Consiste en un sistema de sacos aplanados, implicados
en
la
modificación, selección y empaquetamiento de macromoléculas para la
COMPLEJO DE GOLGI secreción o exportación a otros organelos.
Sistema de membranas que se halla en continuidad estructural con la
membrana externa del núcleo y ocupa un amplio espacio intracelular. Se
divide en: RE rugoso (RER): asociado a ribosomas, dedicados a la
RETÍCULO
síntesis de proteínas. RE liso (REL): carece de ribosomas y su función se
ENDOPLASMÁTICO (RE): centra en el metabolismo de lípidos.
Podríamos decir que son las centrales energéticas de todas las células
eucariotas: sintetizan ATP a partir de moléculas orgánicas como la glucosa.
MITOCRONDRIAS
LISOSOMAS Y
PEROXISOMAS
Son vesículas delimitadas por membranas que contienen enzimas. En el
caso de los lisosomas contienen enzimas hidrolíticas destinadas a las
digestiones intracelulares. Los p eroxisomas contienen enzimas oxidativas
encargadas de la degradación de lípidos intracelulares.
ORGANELOS ESPECIALES DE LA CÉLULA VEGETAL.
Son organelos rodeados de una membrana doble y en su interior
contienen clorofila. Un elaborado sistema de membrana en el interior del
CLOROPLASTOS
cloroplasto contiene el aparato fotosintético.
VACUOLA
PARED CELULAR
Es una vesícula muy grande
limitada por
una membrana y puede
ocupar hasta el 90% del volumen celular. Su función es actuar en la
regulación de la presión osmótica y en la digestión intracelular.
Las células vegetales están rodeadas por una pared rígida formada por
fibrillas de celulosa y otros polisacáridos. Su función es de sostén y
protección de la célula.
Hemos visto los principales tipos celulares y los distintos organelos de las células eucariontes. Ahora
veremos cómo las células ingresan sustancias nutritivas para realizar las diferentes funciones y eliminan
las sustancias de desecho o secretan moléculas específicas. Este intercambio se realiza a través de la
membrana plasmática y mediante otros mecanismos diferentes:
Transporte pasivo: Se trata de un proceso que no requiere energía, pues las moléculas se desplazan
espontáneamente a través de la membrana a favor del gradiente de concentración, es decir, desde una
zona de concentración de solutos elevada a otra de concentración de solutos más baja (Fig. 4).
Transporte activo: Transporte que ocurre en contra del gradiente de concentración y, por lo tanto,
necesita aporte energético (ATP). Las proteínas transportadoras que intervienen se llaman "bombas" (Fig.
4).
Fig. 4: Diferentes tipos de transporte a través de la membrana plasmática.
El transporte de agua a través de la membrana plasmática ocurre por un mecanismo denominado
OSMOSIS. El agua se desplaza libremente por la membrana plasmática, pero este movimiento está
determinado por la presión osmótica, que es producida por la diferencia de concentraciones de soluto a
ambos lados de la membrana (Fig. 5). El solvente fluye de la zona de menor concentración de soluto
(solución hipotónica) hacia la de mayor concentración de soluto (solución hipertónica).
Fig. 5: Osmosis.