Funciones del Agua

1. Disolvente: El agua disuelve sustancias. Ej. Azúcar + agua

2. Bioquímica: El agua disuelve sustancias dentro del cuerpo.
Ej. La saliva disuelve los alimentos
Jugos gástricos = alimentos (Estómago)

3. Transporte: Transporta sustancias en nuestro cuerpo.

4. Estructural: El agua da forma a las células

5. Termorreguladora: El agua regula y mantiene la temperatura corporal. Homotermos (37 grados Celsius).

6. Amortiguadora: Líquido amniótico (agua que rodea el embrión). Líquido cefalorraquídeo (agua que rodea el cerebro y la médula espinal).

Función de las Sales Minerales

Al igual que las vitaminas, no aportan energía sino que cumplen otras funciones:

• Forman parte de la estructura ósea y dental (calcio, fósforo, magnesio y flúor).
• Regulan el balance del agua dentro y fuera de la célula (electrolitos).
• Intervienen en la excitabilidad nerviosa y en la actividad muscular (calcio, magnesio).
• Permiten la entrada de sustancias a las células (la glucosa necesita del sodio para poder ser aprovechada como fuente de energía a nivel celular).
• Colaboran en procesos metabólicos (el cromo es necesario para el funcionamiento de la insulina, el selenio participa como un antioxidante).
• Intervienen en el buen funcionamiento del sistema inmunológico (zinc, selenio, cobre).
• Además, forman parte de moléculas de gran tamaño como la hemoglobina de la sangre y la clorofila en los vegetales.

Explicación de los Procesos Osmóticos

En la naturaleza, si dos disoluciones de sales minerales están separadas por una membrana semipermeable (deja pasar H₂O, no sales minerales) tienden a equilibrar sus concentraciones. Cuando dos disoluciones tienen sus concentraciones equilibradas se dice que son isotónicas. Si se rompe el equilibrio, a la disolución más concentrada se llama hipertónica y a la de menor concentración hipotónica. Cuando se ponen en contacto una disolución hipertónica con otra hipotónica se va a tender al equilibrio, para ello el medio hipotónico le cede agua al medio hipertónico transformándose así las disoluciones en isotónicas.

Plasmólisis: Cuando una célula (vegetal) pierde agua por ósmosis, es decir, sale de la célula al medio extracelular.

Turgencia: Todo lo contrario, el agua del líquido extracelular entra en la célula, haciendo que esta se hinche y se tense.

Glúcidos

Los glúcidos son moléculas orgánicas compuestas básicamente por carbono, hidrógeno y oxígeno (C_nH_2nO_n) y también se completa con otros tipos de átomos.

La clasificación general de los glúcidos son:

• Osas o Monosacáridos: Se denominan triosas, tetrosas, pentosas, hexosas…; según sus moléculas poseen dos, tres, cuatro, cinco o seis átomos de carbono. Hay dos tipos: Aldosas y Cetosas.
• Ósidos: Los ósidos son polímeros construidos por la unión de un número variable de monosacáridos. En su formación se desprende una molécula de agua por cada enlace entre 2 unidades. Estos se clasifican en:
  Holosidos
  Oligosacaridos y polisacáridos.
  Dentro de los polisacáridos están: Homopolisacaridos y los Heteropolisacaridos.

Funciones de los Glúcidos

Los glúcidos cumplen fundamentalmente 2 funciones:

• Energética: cuando el organismo quema u oxida la glucosa.
• Estructural: La cual se cumple a nivel de la celulosa en los vegetales, dando forma a estos.

Enlace Hemiacetalico

Es un enlace que se produce en monosacáridos de la familia de las aldosas, reaccionan el grupo aldehído (CHO) con un grupo oxidrilo (OH) sufriendo una condensación, que origina que la molécula del carbohidrato, de ser lineal, se convierte en cíclica.

Enlace O-glucosídico

El enlace O-glucosídico entre anómeros alfa permite libertad de giro, los polisacáridos formados por anómeros alfa pueden empaquetarse en forma de ovillos y sirven de almacenamiento. Por su parte, el enlace O-glucosídico entre formas beta es rígido. Los polisacáridos formados por anómeros beta forman fibras, por tanto, tienen una función estructural.

Relacionar el Tipo de Enlace con las Propiedades de los Polisacáridos

Enlace alfa: Tienen función de reserva, no son solubles, no afectan a la ósmosis, y se hidrolizan con cierta facilidad.

Enlace beta: Tiene función estructural, son más estables y resistentes ya que su hidrólisis es muy compleja.
Suelen ser insolubles en agua o bien formar dispersiones coloidales. No tienen sabor dulce ni son cristalinos.
No son reductores, puesto que no hay carbonos anoméricos con grupos hidroxilos libres.

Lípidos

Se trata de un grupo de moléculas con estructuras químicas diversas y funciones muy diferentes; pero todos los lípidos tienen en común la naturaleza hidrocarbonada de gran parte de sus moléculas. Lo que los hace insolubles en agua, pero solubles en disolventes no polares.

Los lípidos son biomoléculas compuestas por C, H y O, más elementos.

Clasificación de los Lípidos

Lípidos saponificables → Acilglicéridos, Glicerolípidos, Esfingolípidos
Ceras (Con ác. grasos)
Lípidos insaponificables (sin ác. grasos) → Terpenos, Esteroides, Prostaglandinas

Proteínas

Características de las Proteínas

• Constituyen el 50% en peso celular seco.
• Son polímeros de aminoácidos; reciben el nombre de cadenas polipeptídicas o polipéptidos.

Funciones de las Proteínas

• Se sintetizan por la información inscrita en el ADN, en los genes.
• Las proteínas son específicas de individuo, grupo o especie.

Estructura de las Proteínas

Estructura Primaria

Una cadena polipeptídica consiste en una cadena lineal de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. El primer puesto de la cadena corresponde al grupo amino terminal, y la estructura primaria es la secuencia en la que están situados todos los constituyentes hasta llegar al carboxilo terminal. Esta secuencia está codificada genéticamente.

Existen cadenas polipeptídicas de cualquier número de aminoácidos, sin que exista una solución de continuidad entre péptidos y proteínas. Por convención, se suele considerar proteína a aquellos polipéptidos con un peso molecular del orden de 10.000 o más.

Estructura Secundaria

La estructura secundaria es la forma en la que la cadena polipeptídica se pliega en el espacio. En una proteína, cada tramo de cadena polipeptídica tiene distinta estructura secundaria. Existen varias formas definidas de estructura secundaria, las más importantes de las cuales son las llamadas hélice α y hoja plegada β.

Las estructuras secundarias definidas están mantenidas por puentes de hidrógeno formados exclusivamente entre los grupos amino y carboxilo que constituyen el esqueleto de la cadena polipeptídica. Consecuentemente, los parámetros estructurales (distancias, ángulos) serán iguales, independientemente de la proteína y de los aminoácidos que formen la estructura.

Estructura Terciaria

La estructura terciaria de la proteína es la forma en la que se organizan en el espacio los diferentes tramos de la cadena polipeptídica, que pueden tener una estructura secundaria definida, como las hélices u hojas, o no tenerla. La estructura terciaria está mantenida por enlaces iónicos y de puentes de hidrógeno entre las cadenas laterales de los aminoácidos, enlaces hidrofóbicos y eventualmente puentes disulfuro.

Estructura Cuaternaria

La estructura cuaternaria de una proteína es la forma en la que se asocian las distintas subunidades constituyentes, si es que existen. Es decir, para poder hablar de estructura cuaternaria es necesario que la proteína esté formada por varias subunidades. Como ejemplos de proteínas con estructura cuaternaria se puede considerar la hemoglobina, las inmunoglobulinas o la miosina.

Ácidos Nucleicos

Enlace Nucleico

Se denomina enlace fosfodiéster el que existe entre dos nucleótidos. Se establece entre el grupo fosforito, que está unido al carbono 5 de una pentosa y el grupo OH del carbono 3 de la pentosa del siguiente nucleótido y se produce la liberación de una molécula de H₂O. Se conoce como fosfodiéster debido a que el ácido fosforito queda unido a las dos pentosas mediante enlaces ésteres.

Tipos de ARN y sus Funciones

El ARN es la molécula que usan las células para poder convertir la información genética que está en el ADN a proteínas. Para hacer esto el ARN pasa por varias fases:

• ARN ribosómico: es el que se encarga de hacer las proteínas formando parte de los ribosomas.
• ARN mensajero: este es el ARN que conseguimos de la cadena de ADN. Determina el orden de los aminoácidos que debe tener la proteína que queremos crear.
• ARN de transferencia: se encarga de llevar los aminoácidos necesarios para crear la proteína codificada por el ARN mensajero al ribosoma.
• ARN de interferencia: es un método de regulación genética ya que suprime expresión de genes mediante métodos de ribointerferencia (conducen a la degradación del ARN mensajero, del que son complementarias).
• ARN nucleolar: es una molécula pequeña que está y se sintetiza en el nucléolo de las células eucariotas a partir de la transcripción de ADN. Es el precursor e indispensable para la síntesis de parte del ARN ribosómico.

Diferencias en la Composición y Estructura de los Ácidos Nucleicos

ADN (Ácido Desoxirribonucleico)

Estructura: Los nucleótidos se encuentran organizados formando un par de cadenas apareadas que toman la forma tridimensional de un doble hélix.

Composición: Cada nucleótido del ADN está compuesto de tres subunidades: una base nitrogenada, una desoxirribosa y un grupo fosfato. Hay cuatro tipos de bases nitrogenadas en los nucleótidos del ADN: timina (T), citosina (C), guanina (G) y adenina (A). Es importante resaltar que así como hay regiones con función conocida o supuesta (los genes), sucede que casi la mitad del ADN del genoma humano consiste de regiones (intrones) con función hasta hoy desconocida y que tienen una secuencia de nucleótidos repetitiva en muchos casos pero con patrones hipervariables en muchas regiones del genoma.

ARN (Ácido Ribonucleico)

Estructura: La estructura primaria del ARN es similar a la del ADN, excepto por la sustitución de desoxirribosa por ribosa y de timina por uracilo. La molécula de ARN está formada, además, por una sola cadena.

Composición: Como el ADN, el ARN está formado por una cadena de compuestos químicos llamados nucleótidos. Cada uno está formado por una molécula de un azúcar llamado ribosa, un grupo fosfato y uno de cuatro posibles compuestos nitrogenados llamados bases: adenina, guanina, uracilo y citosina. Estos compuestos se unen igual que en el ácido desoxirribonucleico (ADN). El ARN se diferencia químicamente del ADN por dos cosas: la molécula de azúcar del ARN contiene un átomo de oxígeno que falta en el ADN; y el ARN contiene la base uracilo en lugar de la timina del ADN.

Biocatalizadores

Definición de enzima: Catalizador biológico, normalmente una proteína, que mediatiza y promueve un proceso químico sin ser ella misma alterada o destruida. Son catalizadores extremadamente eficientes y muy específicamente vinculados a reacciones particulares.

Definición de coenzima: Una coenzima es una molécula orgánica pequeña necesaria para la actividad de una enzima. Las coenzimas son cofactores de naturaleza orgánica.

Definición de centro activo: es la zona del enzima a la que se une el sustrato para ser catalizado. La reacción específica que una enzima controla depende de un área de su estructura terciaria. Dicha área se llama el sitio activo y en ella ocurren las actividades con otras moléculas. Debido a esto, el sitio activo puede sostener sólamente ciertas moléculas. Las moléculas del sustrato se unen al sitio activo, donde tiene lugar la catálisis.

Definición de inhibidor enzimático: Los inhibidores enzimáticos son moléculas que se unen a enzimas y disminuyen su actividad. Puesto que el bloqueo de una enzima puede matar a un organismo patógeno o corregir un desequilibrio metabólico, muchos medicamentos actúan como inhibidores enzimáticos. También son usados como herbicidas y pesticidas. Sin embargo, no todas las moléculas que se unen a las enzimas son inhibidores; los activadores enzimáticos se unen a las enzimas e incrementan su actividad.

Definición de vitaminas: Las vitaminas son un grupo de sustancias esenciales para el metabolismo, crecimiento, desarrollo y regulación normal de la función celular. Las vitaminas actúan en conjunto con las enzimas, los cofactores (sustancias que colaboran con las enzimas), y otras sustancias necesarias para una vida sana.

Sistema de Endomembranas Celulares y Lisosomas

Dentro del sistema de endomembranas se distinguen los siguientes elementos:

a) Retículo endoplasmático granular o rugoso (REG o RER): Es un grupo de cisternas aplanadas que se conectan entre sí mediante túbulos. Presente en todos los tipos celulares, se halla especialmente desarrollado en las células secretoras de proteínas. El REG ofrece una cara citosólica tachonada de ribosomas, a los que debe su aspecto rugoso. Los ribosomas se unen a las membranas del REG por su subunidad mayor, mediante receptores específicos, las proteínas integrales de las membranas cisternales conocidas como riboforinas.

b) Retículo endoplasmático agranular o liso (REA o REL): Su aspecto es más tubular y carece de ribosomas. Es poco conspicuo en la mayoría de las células, pero alcanza un notable desarrollo en las células secretoras de hormonas esteroides.

c) Aparato o complejo de Golgi: Constituido por sacos discoidales apilados, como mínimo en número de tres, rodeados por pequeñas vesículas. Cada saco presenta una cara convexa y otra cóncava, esta última orientada hacia la superficie celular. En las células animales se ubica típicamente entre el núcleo y el polo secretor de la célula, en tanto en las células vegetales aparece fragmentado en varios complejos denominados dictiosomas o golgiosomas.

d) Envoltura nuclear: Doble membrana que encierra una cavidad, la cisterna perinuclear, en directa continuidad con la luz del REG, del cual se considera una dependencia. Al igual que éste, presenta ribosomas sobre la cara citosólica. Durante la división celular se desorganiza y se fragmenta en cisternas que se incorporan al REG. Al finalizar la división, la envoltura nuclear se reconstituye a partir de aquél.

Funciones de Organelos Celulares y su Estructura