Bioelementos

Los bioelementos forman la materia viva, constituida por setenta elementos, prácticamente la totalidad de los elementos estables de la Tierra, exceptuando los gases nobles.

Clasificación

• Bioelementos primarios: Indispensables para formar biomoléculas orgánicas. Constituyen el 96,2% de la materia viva: oxígeno (O), carbono (C), hidrógeno (H), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S).
• Bioelementos secundarios:
  • Indispensables: Imprescindibles para la vida celular (calcio, sodio, potasio, magnesio, cloro, hierro, silicio, cobre, manganeso, boro, flúor y yodo).
  • Variables: Pueden faltar en algunos organismos (bromo, zinc, titanio, vanadio y plomo).

Los bioelementos en proporciones inferiores al 0,1% se denominan oligoelementos; el resto, bioelementos plásticos.

Glúcidos

Los glúcidos (o hidratos de carbono) son biomoléculas formadas por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O), con la fórmula (CH₂O)_n. Contienen un grupo carbonilo (C=O), que puede ser aldehído (-CHO) o cetónico (-CO-). Se definen como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas. Pueden sufrir aminación (-NH₂) y esterificación con ácidos como el ácido sulfúrico (H₂SO₄).

Clasificación

1. Monosacáridos: Una sola cadena polihidroxialdehídica o polihidroxicetónica.
2. Oligosacáridos: Unión de 2 a 10 monosacáridos (los más importantes son los disacáridos).
3. Polisacáridos: Unión de más de 10 monosacáridos.

Lípidos

Biomoléculas orgánicas con dos características:

• Insolubles en agua y disolventes polares.
• Solubles en disolventes orgánicos no polares (benceno, octano).

Clasificación

• Lípidos con ácidos grasos (saponificables).
• Lípidos sin ácidos grasos (insaponificables).

Funciones

• Reserva: Principal reserva energética del organismo.
• Estructural: Forman bicapas lipídicas en membranas celulares.
• Biocatalizadora: Favorecen reacciones en seres vivos.
• Transportadora: Transportan lípidos desde el intestino a tejidos.

Ácidos Grasos

Moléculas con una cadena hidrocarbonada alifática (lineal) con un número par de carbonos y un grupo ácido (-COOH) terminal.

Clasificación

• Saturados: Enlaces simples entre carbonos, cadenas lineales.
• Insaturados: Uno o varios enlaces dobles, cadenas con codos.

Propiedades Químicas

• Esterificación: Unión a un alcohol formando un éster y liberando agua.
• Saponificación: Reacción con álcalis formando jabón.

Propiedades Físicas

• Solubilidad: Solubles en agua (4-6 carbonos), insolubles (más de 8 carbonos).
• Punto de fusión: Aumenta con la longitud de la cadena y el grado de saturación.

Aminoácidos

Compuestos orgánicos con grupo carboxilo (-COOH) y grupo amino (-NH₂). Existen 20 tipos. Son sólidos, cristalinos, con alto punto de fusión, solubles en agua, con actividad óptica y comportamiento anfótero.

Clasificación

• Alifáticos: Radical R es una cadena hidrocarbonada abierta.
  • Neutros: R sin grupos carboxilo ni amino.
  • Ácidos: R con grupos carboxilo.
  • Básicos: R con grupos amino.
• Aromáticos: R es una cadena cerrada, relacionada con el benceno.
• Heterocíclicos: R es una cadena cerrada compleja con átomos distintos de C e H.

Enlace Peptídico

Enlace covalente entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente, liberando agua. Tiene comportamiento similar a un doble enlace, con rigidez que inmoviliza los átomos en un plano.

Proteínas

Polímeros de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. Dipéptido (2 aminoácidos), tripéptido (3), polipéptido (más de 10). Polipéptidos con más de 50 aminoácidos se consideran proteínas. Holoproteínas (solo aminoácidos), heteroproteínas (aminoácidos y otras moléculas).

Estructura

1. Primaria: Secuencia de aminoácidos.
2. Secundaria: Disposición espacial de la secuencia (alfa-hélice, hélice de colágeno, conformación β).
3. Terciaria: Plegamiento de la estructura secundaria (conformación globular).
4. Cuaternaria: Unión de varias cadenas polipeptídicas.

Propiedades

• Solubilidad: Forman dispersiones coloidales. Solubilidad depende de los radicales R.
• Desnaturalización: Cambios de pH, temperatura, etc., alteran la conformación y pueden precipitar la proteína.
• Especificidad: Sectores estables y variables en la secuencia de aminoácidos.
• Capacidad amortiguadora: Comportamiento anfótero, neutralizan variaciones de pH.

Funciones

• Estructural: Glucoproteínas, microtúbulos, citoesqueleto, etc.
• Transporte: Permeasas, proteínas transportadoras.
• Enzimática: Biocatalizadores.
• Hormonal: Mensajeros químicos.
• Defensa: Inmunoglobulinas (anticuerpos).
• Contráctil: Actina y miosina.
• Reserva: Ovoalbúmina, caseína, etc.
• Homeostática: Regulan el pH.

Enzimas

Biocatalizadores que aceleran reacciones biológicas, disminuyendo la energía de activación. Son proteínas globulares, solubles en agua. Características:

• Específicas.
• Actúan a temperatura ambiente.
• Muy activas.
• Alto peso molecular.

Tipos: estrictamente proteicas y holoenzimas (enzima + cofactor). Cofactores: iones metálicos (inorgánicos) o coenzimas (orgánicos). Grupos prostéticos: cofactores unidos fuertemente (grupo hemo).

Vitaminas

Glúcidos o lípidos que actúan como coenzimas. Sustancias lábiles, sensibles a temperatura y luz. Clasificación:

• Liposolubles: A, D, E, K.
• Hidrosolubles: Complejo B y C.

Avitaminosis (carencia total), hipovitaminosis (carencia parcial), hipervitaminosis (exceso).

Hormonas

Mensajeros químicos producidos por glándulas endocrinas. Regulan y coordinan la actividad celular. Mayormente proteínas o esteroides. Funciones:

1. Estimular la síntesis de sustancias.
2. Regular el metabolismo celular.
3. Estimular el crecimiento y la diferenciación celular.

Hormonas proteicas: actúan en la membrana celular. Hormonas esteroideas: atraviesan la membrana y actúan en el núcleo.

La Célula

Unidad básica de la vida. Teoría celular: todos los seres vivos están formados por células. Forma y tamaño variables. Constitución: membrana, citoplasma y núcleo.

Membrana

• Plasmática: Envoltura que regula el intercambio de sustancias.
• De secreción (pared celular): Envoltura externa en algunas células.

Citoplasma

Contenido celular excluyendo el núcleo. Componentes:

• Hialoplasma: Matriz líquida con orgánulos, vacuolas e inclusiones.
• Orgánulos:
  • Presentes en todas las células: retículo endoplasmático, aparato de Golgi, mitocondrias, ribosomas.
  • Células animales y protistas: centriolos y centrosomas.
  • Células vegetales: plastos.
• Vacuolas: Cavidades con líquido.
• Inclusiones: Partículas sólidas.

Núcleo

Contiene la información genética. Dirige el desarrollo celular. Estructura:

• Interfásico: Membrana nuclear, nucleoplasma, cromatina, nucléolo.
• En división: Cromosomas visibles.

Nutrición Celular

1. Toma de alimento.
2. Asimilación.
3. Desasimilación.
4. Excreción.

Reproducción Celular

Principalmente por bipartición. También división múltiple o gemación.

Movimientos Celulares

Traslado o movimientos parciales de orgánulos.

Células Procarióticas y Eucarióticas

• Eucarióticas: Núcleo definido con membrana (animales, plantas, hongos, protistas).
• Procarióticas: Sin núcleo definido (bacterias, arqueas).

Metabolismo

Conjunto de reacciones bioquímicas en un organismo. Respiración y fotosíntesis son procesos clave.

Ciclo de Krebs

Secuencia cíclica de reacciones en la matriz mitocondrial. Importante para el metabolismo energético y otras vías metabólicas. Produce CO₂, NADH, FADH₂ y GTP.

Seres Vivos

Realizan funciones vitales: nutrición, reproducción y relación.

Digestión

Descomposición de alimentos en moléculas absorbibles.

Sangre Humana

Plasma (55%) y células. Plasma: 90% agua, 10% solutos (glucosa, proteínas, sales, etc.). Homeostasis: equilibrio interno.

Células Sanguíneas

• Glóbulos rojos (eritrocitos): Transportan oxígeno.
• Glóbulos blancos (leucocitos): Defensa inmunitaria.
• Plaquetas (trombocitos): Coagulación.

Grupos Sanguíneos

Sistemas de antígenos en la superficie de los glóbulos rojos (ABO, Rh, etc.).

Linfa

Líquido derivado del plasma y leucocitos. Función defensiva, transporte de sustancias.

Medio Interno y Homeostasis

Mantenimiento de un ambiente interno constante.

Sistema Nervioso

Red de neuronas que transmiten impulsos nerviosos.

Neuronas

Células nerviosas. Tipos: multipolares, bipolares, unipolares. Neuronas sensitivas, motoras e interneuronas. Sinapsis: comunicación entre neuronas mediante neurotransmisores.

Sistema Nervioso Humano

Sistema nervioso central (cerebro y médula espinal) y sistema nervioso periférico.

Ácidos Nucleicos

ADN (información genética) y ARN. Formados por nucleótidos.

Nucleótidos

Azúcar de cinco carbonos, grupo fosfato y base orgánica. ATP: principal transportador de energía química.

Código Genético y Transcripción

Gen: porción de ADN con información para una proteína. Código genético: secuencia de bases en el ADN. Transcripción: síntesis de ARN-m a partir del ADN.

Sistemas Endocrinos

Glándulas endocrinas que segregan hormonas a la sangre.

Regulación de la Temperatura

Termorregulación: mantenimiento de la temperatura corporal. Endotermos (generan calor internamente) y ectotermos (obtienen calor del entorno).

Virus

Partículas microscópicas con ácido nucleico (ADN o ARN) y cápside proteica. Parásitos intracelulares obligados. Lisis, transformación y latencia.

Bacterias

Organismos unicelulares procariotas. Formas variadas (cocos, bacilos, etc.). Nutrición autótrofa y heterótrofa. Reproducción asexual por fisión binaria. Antibióticos: agentes antibacterianos.