Resumen Trimestral Biologia
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Compuestos del Protoplasma (biocompuestos) Toda la material que tiene vida. Átomos componen a los compuestos, los compuestos químicos componen a las células y las células son las que componen un ser vivo. Compuestos Compuestos Orgánicos( C ) Carbohidratos Lípidos Proteínas A.T.P Compuestos Inorgánicos (sin C ) Agua Sales Minerales Vitaminas Ácidos Nucleícos Carbono 1. Tetravalencia: tiene cuatro posibilidades de combinación. C 2. Anfoterismo: capacidad de combinarse con todos los electrones sin importar si son negativos o positivos. (puede combinarse con el grupo 1,2,3,4,5,6,7) 3. Homocombinacion: es el único elemento que se puede combinar consigo mismo. Puede hacer largas cadenas de carbono. Tipos de Cadenas: -Abiertas (pueden ser lineales o ramificadas). -Cerradas 4. Capacidad de formar enlaces simples, dobles o triples. Carbohidratos Están formados por carbono, hidrogeno y oxigeno, (CHO). Presentan cadenas carbonadas abiertas, cerradas, simples o ramificadas. Su proporción es de 1:2:1. Ocupan un lugar central en el metabolismo de las plantas. La mayoría de los carbohidratos son azucares solubles en agua, pero también hay algunos que son insolubles. Grupo funcional: Hidroxilo (-OH) Monómero: Monosacárido (Pentosa o hexosa, carbohidratos más simples que se componen de solo una molécula de azúcar). Al enlazar dos o mas monosacáridos se forman disacáridos. Polímero: Polisacárido (carbohidratos compuestos formados por muchos monosacáridos). Funciones: Se utilizan principalmente como fuentes o reservas de energía inmediata, pero también existen otros carbohidratos que tiene una función estructural( en las membranas celulares o en armaduras de insectos o cangrejos). Propiedades: El proceso por el cual un monosacárido se convierte en un polímero se le llama polimerización. Para que una polimerización se dé, se necesita que se de la reacción llamada síntesis por deshidratación (reacción por la cual se elimina un ion de hidrogeno en una subunidad y también se elimina un ion de hidroxilo de otra subunidad para crear vacios en las capas externas de los electrones. Al tener esos vacios, las dos subunidades forman un enlace covalente que las une y después los iones que se habían eliminando se unen, desprendiendo una molécula de agua). El proceso inverso a la síntesis por deshidratación se llama hidrólisis (proceso por el cual se le agregan moléculas de agua a un polisacárido para que con la ayuda de las enzimas rompa los enlaces y se vuelvan a formar los monosacáridos). Ejemplos: Monosacáridos Glucosa: monosacárido principal, ya que es el más comúnmente encontrado en los seres vivos y es la subunidad de muchos de los polisacáridos. Fructosa: azúcar de las frutas. Ribosa y Desoxirribosa: monosacáridos que se encuentran en el ARN y ADN. Disacáridos Sacarosa, Maltosa, Lactosa. Polisacáridos Almidón: polisacárido que se encuentra en las papas. Su estructura es un monómero que se repite y su grupo funcional siempre está arriba, por esto lo podemos digerir fácilmente. El glucógeno es el almidón que se encuentre en los animales (humanos). Este sirve para el almacenamiento de energía en el hígado y en los músculos de los animales. Celulosa: es un polisacárido de función estructural que compone las paredes de las plantas. Estructuralmente es un monómero que se repite pero tiene el grupo funcional alternado, uno arriba y otro abajo, por esto nosotros no lo podemos digerir. Quitina: al igual que en la celulosa tiene su grupo funcional alternado y no es digerible. Presenta una característica especial, ya que contiene enlaces de nitrógeno. Su función también es estructural y se encuentra en los esqueletos de los artrópodos o los exoesqueletos. Fuentes de obtención de los carbohidratos: Frutas, leche, cereales, granos, tubérculos, raíces y semillas. Reactivos: Fehling (reacción a la azúcar), Lugol (reacción al almidón). Lípidos Compuestos por carbono, hidrogeno y oxigeno. Algunos pueden contener fosforo (grupo fosfato). No tienen proporción. Son hidrofóbicos, por lo tanto son insolubles en agua. Están formados por ácidos grasos más glicerol. Es un aislante térmico. Grupo Funcional: Ácidos grasos, contienen carboxilo (COOH). Funciones: algunos son moléculas almacenadoras de energía. Forman capas impermeables en los cuerpos de las plantas o animales. Algunos constituyen la masa de todas las membranas celulares, y finalmente hay otros que son hormonas. Grupos 1. Aceites, grasas y ceras. Solo contiene hidrogeno, oxigeno y carbono. Se forman por medio de síntesis por deshidratación de 3 subunidades de ácidos grasos y una molécula de glicerol. Es por esto que reciben su nombre de triglicéridos. Triglicéridos: Son cadenas abiertas pero una tiene doble enlace lo que causa que tengan una torcedura. Tipos: Lípido Saturado: enlace carbono-carbono saturados de hidrogeno, entonces no va a haber enlace doble lo que causa que sean horizontales. Son sólidos a temperatura ambiente. Ej. Manteca, mantequilla. Lípido Insaturado (polinsturado): enlace carbono-carbono pero no está saturado de hidrogeno por lo que se forma un doble enlace y se tuerce. Son líquidos a temperatura ambiente. Ej. Aceites. Grasa Trans: son lípidos insaturados que por medio de un experimento en laboratorio se le agrega hidrogeno para convertirlos en grasas saturadas. 2. Fosfolípidos Fosfolipidos: glicerol mas dos ácidos grasos. Son muy importantes en las membranas celulares. Contiene grupo fosfato y nitrógeno en la cabeza. Colas Hidrofóbicas Cabeza Polar Hidrofílica Glicerol 3. Grupo de los esteroides Tienen cadenas cerradas, 3 anillos de 6 y uno de 5. Son estructuralmente diferentes a todos los otros tipos de lípidos. Todos tienen una estructura muy similar pero la diferencia entre sus funciones se las da el grupo funcional unido a sus anillos. Colesterol *1 doble enlace de carbono. *Cadenas simples y ramificadas. *Hidroxilo *El colesterol malo en exceso tapa las venas y el colesterol bueno ayuda al metabolismo. *Componente fundamental de la membrana celular de los animales y también se utiliza para sintetizar otros esteroides como la testosterona y el estrógeno. Testosterona *1 doble enlace de carbono. *Cadenas simples. *Hidroxilo *Es la hormona que le da las características a los hombres. Fuentes de obtención: Leche, aguacate, semillas, frijol de soya. Estrógeno *3 dobles enlaces de carbono. *Hidroxilo *Es la hormona que le da las características a las mujeres. Proteínas Son moléculas muy grandes (macromoléculas) que tienen un elevado peso molecular. Las proteínas son vitales para todos los seres vivos. Su estructura básica es CHON, por lo que se puede decir que son cuaternarias. Las proteínas químicamente nunca cambian, siempre van a ser CHON. Son utilizados como combustible terciario en caso de falta total de alimento. Monómero: aminoácidos. Estructura: Los aminoácidos siempre tiene un carbono central, al cual se le llama carbono alfa y se caracteriza porque hace un enlace con el grupo amino, por el otro lado con el grupo acido carboxílico, arriba tiene un enlace con el grupo R y abajo con un hidrogeno. Las proteínas tienen un grupo R enlazado con el carbono alfa, este grupo siempre varia y es el que le da la identidad al amino acido, por esto podemos tener entre 22 y 26 amino ácidos diferentes. Polímero: polipéptidos o péptidos. Los polipéptidos se forman por medio de síntesis por deshidratación, y el orden en el que se unan los monómeros va a hacer que las proteínas cambien. El ordenamiento de los monómeros se hace por medio de un código genético (ADN). Como todas las personas tienen ADN diferente, las proteínas que fabricamos van a ser únicas para un solo cuerpo. La síntesis por deshidratación de las proteínas también se llama enlace peptidico. Por medio de este proceso se pierde un hidroxilo del grupo carboxilo y un hidrogeno del grupo amino. Esto forma una molécula de agua perdida y hace que el carbón quede con un electrón libre y que el nitrógeno del otro aminoácido quede con un electrón libre, por lo que se forma un enlace simple que por ser entre aminoácidos se le llama enlace peptidico. Tipos de amino ácidos: Esenciales Aminoácidos muy importantes que necesitamos para formar proteínas, pero los tenemos que comer porque nuestro cuerpo no los fabrica. No Esenciales Aminoácidos que no son tan importantes en la dieta ya que nuestro cuerpo si los fabrica. Para poder obtener los aminoácidos de las proteínas que consumimos se tiene que llevar a cabo el proceso inverso a la síntesis por deshidratación llamado hidrólisis. Cuando consumimos proteínas, ellas vienen con el código genético del cuerpo que lo fabrico, por lo que nosotros no podemos usar esas proteínas. Para poder aprovechar los aminoácidos esenciales de esas proteínas, se rompen los enlaces por medio de hidrólisis y cuando los aminoácidos están separados, nuestro cuerpo fábrica nuestras propias proteínas con nuestro código genético. Funciones: 1. Constructora o Estructural: para poder construir cualquier parte de un ser vivo se necesitan proteínas. Ej. Colágeno en la piel. Queratina en el cabello o las uñas. 2. Defensa: las proteínas también sirven como mecanismos de defensa en el cuerpo. Ej. Los anticuerpos son proteínas y son los que destruyen a los virus, bacterias, hongos o cuerpos extraños que entran a nuestro cuerpo. 3. Hormonal: las hormonas son las que van a controlar nuestro organismo, y la mayoría de las hormonas son o están formadas por proteínas. 4. Transporte: se encargan de transportar sustancias vitales para nuestro cuerpo. Ej. Las proteínas que se encuentran en la membrana celular. 5. Enzimática: todas las enzimas son proteínas, y la mayoría de proteínas que produce nuestro cuerpo son enzimas. Las enzimas son catalizadores que no gastan tanta energía. Son especificas sobre la sustancia en la cual van a trabajar para acelerar la reacción, es decir que las enzimas son especificas para su propio su sustrato. Son fabricadas por el organismo, pero nosotros somos los encargados de consumir los amino ácidos para su fabricación. Las enzimas muy fácilmente se pueden inhibir, es decir, que pueden dejar de funcionar si les cambiamos la temperatura, el pH, la luz, la cantidad de sustancia, cambio de sustrato. Ellas no cambian químicamente durante la reacción ni al finalizar la reacción. Cuando se utiliza una enzima en una reacción el producto siempre va a ser el mismo, pero se ha utilizado mucho menos energía. La mayoría de las enzimas reciben el nombre de el sustrato sobre el cual trabajan más el prefijo +asa. Ej. Lactosa (sustrato)- Lactasa (enzima). Cuando una enzima va a catalizar la reacción de su sustrato tiene que interactuar químicamente con este, a esto se le llama complejo enzima-sustrato. En el sitio donde se da la interacción química entre la enzima y el sustrato se le llama sitio activo. La reacción puede darse en dos sentidos: Sin. Por deshidratación Producto + producto + enzima= sustrato + enzima. Hidrólisis Sustrato + enzima= Producto + producto + enzima. Las enzimas son las que controlan las vías metabólicas (camino de una sustancia para convertirse y llevar a una sustancia a otra). El camino que toma una sustancia en la vía metabólica depende de las necesidades del cuerpo y de las enzimas. Pero si se dan cambios significativos las enzimas de inhiben y las vías metabólicas paran de funcionar. Ej.-Cambio en la temperatura. Los seres humanos somos homeotermos, es decir que tienen que estar a 37 C, entonces si sus temperaturas suben o bajan se van a detener las vías metabólicas. -pH. El pH sirve para medir el nivel de ácidos o bases de una sustancia. 1_______7_______14. Del 1 al 6 las sustancias tiene un ion de hidronio (H+) entonces son sustancias acidas. El 7 es el neutro o normal. Del 8 al 14 las sustancias tienen un ion de hidroxilo (OH-) es decir que son sustancias alcalinas o bases. Las enzimas trabajan con un nivel de pH, si les alteran el pH ellas se inhiben y paran de funcionar, entonces paran las vías metabólicas. Tipos de inhibición de las vías metabólicas: Inhibición por cantidad de sustancia: esta inhibición se da por medio de retroalimentación. De la sustancia 1 por medio de una vía metabólica se produce una sustancia 2. La sustancia 2 por medio de retroalimentación le avisa a la sustancia 1 cuando hay sobreproducción para que esta se inhiba y detenga la vía metabólica. Inhibición por competencia: cuando el sustrato de una enzima tiene una molécula con una composición similar, la molécula similar lo puede remplazar, entonces la enzima se inhibe porque ya no está cumpliendo su función verdadera. Inhibición alosterica: cuando un alosterico (sustancia química que se une a las enzimas) se une a una enzima, la enzima cambia y ya no es compatible con su sustrato, entonces se inhibe porque ya no puede cumplir su función. Tipos de proteínas: Simples: CHON Conjugadas: Carboh. + Proteína= Glucoproteina. Lípido + Proteína= Lipoproteína. Ac. Nucleíco + Proteína= Nucleoproteína. Estructura de las proteínas: (como están hechas, no su composición). 1. Primaria: es una secuencia de aminoácidos unidos solo por enlaces peptídicos. 2. Secundaria: hay enlaces petídicos mas puentes de hidrogeno (enlace entre oxigeno e hidrogeno). Estos puentes son cargas eléctricas – y + que se atraen lo que causa que se dé una torcedura. 3. Terciarios: son similares a los secundarios, solo que se tuercen más ya que contiene moléculas de agua. 4. Cuaternarios: son dos o más proteínas en conjunto. El pelo crespo es porque hay puentes de sulfuro en el pelo que hacen que se tuerza más. Esto es hereditario. Proteínas importantes: Queratina: se encuentra en el pelo y las uñas. Miosina: proteína que forma los músculos. Hemoglobina: transporta oxigeno y dióxido de carbono a la sangre. Albumina: importante para la nutrición. Histona: protege y cubre el ADN. Caseína: proteína de la leche. Insulina: proteína que controla el metabolismo de los carbohidratos. Fuentes de obtención de las proteínas: Carne (magra: sin lípidos) Leche Leguminosas (frijoles, lentejas) Huevo Tipos de origen de las proteínas: Animal o Vegetal. Solubilidad de las proteínas: Hidrosolubles. Ej. Albumina No hidrosolubles. Ej. Queratina. Desnaturalización: Las proteínas se desnaturalizan muy fácilmente, como el huevo y la carne. La bromelina es una enzima que se encuentra en la piña y desnaturaliza la meosina (se usa para suavizar la carne). Ácidos Nucleícos Compuestos orgánicos de los cuales depende que todos los seres vivos sean diferentes. Acido desoxirribonucleico (ADN) Acido ribonucleico (ARN) Monómero: nucleótido; compuesto por una base nitrogenada, un grupo fosfato y una molécula de azúcar. Polímero: polinucleótido (muchos nucleótidos enlazados entre sí). Composición (de que está hecha) Composición química del ADN: 1. 2. 3. 4. Desoxirribosa(pentosa) Fosfato Timina( base nitrogenada; T) Desoxirribosa(pentosa) Fosfato Adenina( base nitrogenada; A) Desoxirribosa(pentosa) Fosfato Citosina( base nitrogenada; C) Desoxirribosa(pentosa) Fosfato Guanina( base nitrogenada; G) Composición química del ARN: 1. 2. 3. 4. Ribosa(pentosa) Fosfato Uracilo( base nitrogenada; U) Ribosa(pentosa) Fosfato Adenina( base nitrogenada; A) Ribosa(pentosa) Fosfato Citosina( base nitrogenada; C) Ribosa(pentosa) Fosfato Guanina( base nitrogenada; G) *La diferencia entre la ribosa y la desoxirribosa es que la ribosa tiene una moléculas mas de oxigeno. Estructura (como está hecha) Estructura del ADN: corresponde a los dos “pasamanos” de la escalera. Formada por dos bandas, formadas por muchos nucleótidos (polinucleotido), antepuestas (una frente a la otra), que están enroscadas entre sí en forma de hélice y son complementarias (CG, TA). * Los enlaces entre C y G son de 3 puentes de hidrogeno, y los enlaces entre T y A son de 2 puentes de hidrogeno; los enlaces de puentes de hidrogeno entre las dos bandas de ADN son muy débiles ya que son enlaces por atracción de carga. Si la complementariedad varia, esto pasa a ser una mutación. Las dos bandas de ADN unidas forman una larga fibra de códigos genéticos. Estos códigos genéticos están divididos en secciones llamadas gen, gene o exón. Y los genes están separados por una pequeña sección de ADN llamada intrón. Estas largas fibra de ADN esta enredada en la célula siempre, pero cuando la célula va a realizar división celular la larga fibra se convierte en cromosomas. Cuando una fibra se debe de convertir en cromosomas, esta se va cortando y se condensa y se comprime recubriéndose de proteínas llamadas histonas. Cuando ya solo están los cromosomas, estos se pueden contar, ya que cada especie contiene un número definido de cromosomas. El número de cromosomas conforme varia la especie va a ser diferente, pero todos tienen la semejanza de que siempre son números pares. Ej: todos los humanos contienen 46 cromosomas, es decir 23 pares. Estructura del ARN: corresponde a un “pasamanos” de la escalera (propuesto por Watson y Crick). Esta fila es una banda que está compuesta por fosfatos y azucares alternados que se enlazan con la base nitrogenada, es decir por muchos nucleótidos juntos por lo que lo llamamos polinucleotido. A diferencia del ADN, el ARN corresponde a solo una banda, por lo que las bases nitrogenadas no son complementarias (porque no tiene otra banda con la cual ser complementaria). La banda también se enrosca por presencia de puentes de hidrogeno, pero esta se enrosca sobre sí misma en forma de trébol. Localización del ADN y ARN en las células Eucariontes (que tiene núcleo) ADN: el ADN se encuentra en el núcleo de las células eucariontes en forma de hebras. A estas hebras de ADN se les llama hilos de cromatina. En el Cloroplasto y en la Mitocondria (endosimbiontes) también podemos encontrar ADN pero en menores cantidades. ARN: El ARN se encuentra en el núcleo, el citoplasma y en los ribosomas. Procariontes (núcleo falso) ADN: en las células procariontes el ADN se encuentra en el centro de la célula, y a esto se le llama nucleoide. ARN: el ARN se encuentra en los ribosomas de las células procariontes. Funciones del ADN 1) El ADN es el encargado de la transmisión de la herencia, ya que es el que contiene todos los códigos genéticos que son los encargados de darnos todas las características que heredamos por nuestros padres, esto se da por medio del ovulo y el espermatozoide. El ADN por medio de mitosis o meiosis se pasa de célula a célula y de individuo a individuo. Cuando el ADN pasa por el proceso de división celular, sufre de auto duplicación exacta del ADN en la etapa S, por lo que cada vez q una célula se divide transmite su ADN completamente igual. Auto duplicación o replicación del ADN 1. Cuando entramos en la etapa S. En esta parte se rompen los puentes de hidrogeno que unen a las dos bandas de ADN y hacen que se vaya formando una burbuja. En este proceso de rompimiento de puentes, la enzima Helicasa es la que cataliza el proceso. 2. Se separan las dos bandas porque ya no hay puentes de hidrogeno. (Recordemos que como se tiene que copiar exacto el ADN, la separación de bandas se da desde el inicio del hilo de ADN hasta el final de ADN. Este hilo de ADN es muy largo ya que son todos los genes y los intrónes pegados. 3. Cuando las dos bandas ya están separadas, se empiezan a unir nucleótidos que estaban sueltos en el núcleo. La enzima Polimerasa es la enzima que ayuda a que se unan por medio de puentes de hidrogeno los nucleótidos nuevos a la banda parental (la banda vieja o ya existente de ADN). 4. Después de que se ha completado la banda nueva, la enzima Ligasa ayuda a unir los segmentos de nucleótidos nuevos, así finalizando el proceso y teniendo como resultado dos estructuras de ADN exactamente iguales, es decir con el mismo código. 2) Otra de las funciones esenciales del ADN es controlar las funciones de la célula a través de la formación de proteínas. Las proteínas se forman a partir del código genético, por lo que podemos decir que el ADN es el que le indica a cada célula cuales son las proteínas que debe crear, por lo que le da una función controlada. La formación de las proteínas se da en tres etapas: 1. Transcripción o copia de código. 2. Envió o transporte del código genético. 3. Traducción. Transcripción (primera etapa) Esta etapa ocurre solamente en el núcleo de la célula. El ADN contiene el código genético necesario para la fabricación de las proteínas, pero el ADN no es el encargado de fabricarlas por lo que el ARN le copia el código para poder sintetizarlas el mismo. El proceso empieza cuando con la Helicasa se dan los rompimientos de puentes de hidrogeno entre las dos bandas de ADN, así formando una burbuja. (Recordemos que en la transcripción solo se busca la copia de un segmento de la hebra de ADN, por lo que a diferencia de la auto duplicación, el rompimiento de los puentes de hidrogeno se da SOLO en una sección o en un gene especifico de la hebra ya que se necesita un código especifico para la confección de un proteína especifica). Posterior a la formación de la burbuja entre las dos bandas de ADN, los nucleótidos de ARN que se encuentran sueltos en el núcleo se empiezan a juntar con la banda de ADN (con la ayuda de Polimerasa) complementariamente para poder estar estructurados con el mismo código del ADN. Después de haber copiado el código, o el orden en el que estaban ordenados los nucleótidos de ADN, los de ARN se vuelven a separar pero esta vez ya como una banda de ARN gracias a la Ligasa. A esta banda de ARN, que contiene la copia del código genético, se le llama ARNm, es decir el ARN mensajero. Este nombre se le da por ser el ARN que lleva el mensaje a los Ribosomas. Después de que la banda de ARN se va, las bandas de ADN se vuelven a unir, quedando el ADN completamente intacto. Bandas de ADN ARNm Envío (segunda etapa) En esta etapa es cuando mensaje a los ribosomas están subunidades) que son los que fabrican la proteína. el ARNm lleva el Ribosomas (los formados por dos Traducción (tercera etapa) La traducción que se da en esta etapa es una traducción de código genético a proteína. Cuando el ARNm ya está en el ribosoma se convierte en el ARNr, es decir el ARN ribosomal. Este ARN está organizado por tripletas (3 bases nitrogenadas consecutivas). Una tripleta corresponde a tres nucleótidos. Y a cada tripleta también se le llama codón. *3 nucleótidos del ARNr=1 tripleta=1 codón. Además de las tripletas en el ribosoma, también podemos encontrar tripletas de ARN sueltas en el citoplasma de la célula, la única diferencia entre estas tripletas y las tripletas de la banda de ARNr es que las tripletas del citoplasma están sueltas y además contiene un aminoácido enlazado. A estas tripletas solas en el citoplasma les llamamos ARNt, es decir ARN transferencial ya que es el ARN que traslada los aminoácidos a los ribosomas. A cada una de estas tripletas de ARNt se les llama anticodón. Como cada amino acido difiere en el grupo R, hay mucha variedad de anticodones, y no todos son iguales. *3nucleotidos de ARNt1 aminoácido=1 tripleta= 1 anticodón. Finalmente, los anticodones se van a unir con los codones del ribosoma, pero para que se de esta unión, cada anticodón debe de ser complementario a su codón. Una vez que los anticodones se van uniendo por medio de puentes de hidrogeno, los aminoácidos de todos los anticodones van enlazándose por medio de enlaces peptídicos (enlaces entre aminoácidos que forman una proteína). Cuando ya la fila de anticodones está llena, es decir que se han unido anticodones desde el codón de inicio hasta el codón de alto todos los aminoácidos se unen por un enlace peptídico y se forma la proteína. La proteína cuando ya esta lista, rompe el enlace con el anticodón y se desprende del ribosoma para salir de la célula e ir adonde tiene que cumplir su función. Posteriormente, los anticodones rompen enlace con los codones y salen de nuevo al citoplasma en busca de más aminoácidos. Las proteínas que se fabrican son proteínas específicas para ese organismo porque el código genético que se copia al inicio es del ADN, el ADN es diferente para todos los organismos. Entonces los anticodones que traen los aminoácidos, al tener que ser complementarios, siempre van a traer aminoácidos diferentes, por lo que siempre se van a fabricar proteínas diferentes en cada cuerpo. Los humanos compartimos un 99.99% de ADN igual, pero diferimos en un 0.01%, y este mínimo porcentaje es el que hace que tengamos características diferentes. El único caso en el cual el ADN es 100% igual, es en el caso de los gemelos idénticos. Funciones del ARN El ARN es el operario del ADN, ya que el ADN contiene los códigos que son copiados por el ARN para hacer la proteína. La función del ARN es todo el proceso de la elaboración de la proteína (todo lo anterior). *Vitaminas y minerales (en hoja y acuérdense de estudiar las características generales de los dos)
