La vida

La vida se puede definir como una propiedad que emerge de las interacciones moleculares que se establecen entre los componentes de un sistema complejo, capaces de utilizar unas fuentes de energía.

Niéveles de organización de la materia

1. Nivel atómico

   -Subatómico (protones, electronos y neutrones)
   -Partículas elementales (quarks, leptones)

   Nivel molecular

   -Molecular
   -Macromolecular (proteínas, ácidos nucleicos)
   -Supramolecular (viroides, priones, virus)

   Nivel orgánico o celular

   -Organismos unicelulares
   –Organismos pluricelulares (tejido, órgano, sistema o aparato)

   Nivel de población

   individuos de la misma especie que habitan en la misma área

   Nivel ecosistema

   -Biotopo (espacio físico que ocupa)
   -Biocenosis (conjunto de poblaciones de animales y vegetales que ocupan un mismo área)

   Nivel biosfera

La unidad química de los seres vivos

2. Bioelementos

Todos los seres vivos están formados por unas pocas decenas de elementos químicos que reciben el nombre de bioelementos. Atendiendo a su abundancia, se clasifican en:

– Bioelementos primarios o fundamentales (CHONPS) 98%

– Bioelementos secundarios (Na, Mg, Cl, K, Ca)

– Oligoelementos

Características del átomo de Carbono

El C tiene 4e- en su última capa. Estos e- están desapareados, lo que hace posible que forme 4 enlaces covalentes con otros átomos (C, H, O)

El carbono puede unirse a otros átomos de C y H formando cadenas hidrocarbonadas, presentando enlaces simples (-CH2-CH2-), dobles (-CH=CH-) u triples (-C=C-)

Los 4 enlaces de C están dirigidos en el espacio hacía los 4 vértices de un tetraedro imaginario. Lo que permite la formación de muchas moléculas diferentes.

Átomo de Oxigeno

Es el bioelemento primario más electronegativo, el que aporta más polaridad y el más abundante ya que forma el H2O

Átomo de Nitrógeno

Se encuentra formando los grupos amonio (R-NH2) de los aminoácidos (aa) y de las bases nitrogenadas de los ácidos nucleicos

Átomo de Azufre

Se encuentra fundamentalmente formando el grupo radical sulfhídrilo (-SH) presentes en muchas proteínas.

Átomo de Fósforo

Constituye principalmente los grupos fosfato (-PO4)3- imprescindibles para formar el ATP que es la molécula energética y para formar los fotolípidos de las membranas celulares.

Las biomoléculas

Las biomoléculas INORGANICAS se encuentran en los SV y en la materia inerte (AGUA, SM, GASES)

Las biomoléculas ORGANICAS son exclusivas de los SV (GLÚCIDOS C,H,O; LÍPIDOS C,H,-O; PROTEINAS C,HO,N,S; ACIDOS NUCLEICOS C,H,O,N,P)

1. Agua
2. Sales minerales: proceso osmótico

Disolución hipotómica:
– En las c animales, si entran mucha agua pueden explotar
– En las c vegetales, al tener una pared rígida llega un punto en el que la pared impide que siga entrando agua. Las células se vuelven turgentes

Disolución hipertónica:
– La c animal pierde agua y puede deshidratarse y llegar a morir
– Cuando la c vegetal pierde agua, se separa la membrana de la pared

Gases

Los más importantes son el O2 y el CO2, que participan en procesos de fotosíntesis y respiración

GRUPOS FUNCIONALES:

Alcoholes

Aldehídos

Cetonas

Acidos

Aminas

3. 3. Glúcidos
      a) Monosacáridos
      – Aldosas: g carbonilo en el extremo de la cadena (aldehídos)
      – Cetosas: g carbonilo en el interior de la cadena (cetonas)
      Dependiendo del n de átomos de C pueden ser triosas (3C), tetrosas (4C), pentosas (5C)
      F: da energía a las células (glucosa, fructosa, galactosa) y forma parte de ácidos nucleicos (ribosa, dexosi…)

Propiedades: sustancias cristalinas, solubles en agua, sabor dulce, poder eductor…

Disacáridos
Son glúcidos formados por la unión de dos moléculas de monosacáridos mediante un enlace O-Glucosídico
Maltosa: formada por dos moléculas de glucosa

Lactosa: formada por una molécula de glucosa y una de galactosa

Sacarosa: Formada por una molécula de glucosa y una de fructosa

Polisacáridos

Formadas por largas cadenas de monosacáridos unidos por enlaces O-Glucosídicos

Polisacáridos en reserva:
– Almidón: cadenas lineales de varios miles de moléculas de glucosa. Reserva de energía en las plantas, se acumulan en las semillas y tubérculos

– Glucógeno: cadenas muy ramificadas de millares de moléculas de glucosa. Reserva de energía en los animales, se acumulan en el hígado o en los músculos

Polisacáridos estructurales:
– Celulosa: largas cadenas lineales de glucosa que se unen entre sí por puentes de H (estructura fibrosa). Forma la parte más importante de la pared celular de las células vegetales

– Quitina: semejante a la celulosa pero formado por un derivado nitrogenado de la glucosa. Forma parte del exoesqueleto de los artrópodos y de la pared celular de los hongos

Lípidos

Ácidos grasos
Son componentes de muchos lípidos y rara vez están libres. Son ácidos carboxilos (-COOH) de cadena larga (12-24)
La cadena hidrocarbonada tiene un numero par de átomos de C
Pueden ser insaturados (sin dobles enlaces) o saturados (con dobles enlaces)

Producen más energía por gramo que los glúcidos, pero se metabolizan más lento

Propiedades físicas:
– Carácter anfipático:
G carboxilo (polar): Puentes de H con el agua y con otras cabezas
G hidrocarbonado (apolar): Fuerzas de Van de Walls con otras colas

– Solubilidad:
Insolubles en agua
En contacto con el agua forman monocapas, micelas monocapa (efecto detergente) o micelas bicapa

– Punto de fusión:
Este disminuye con el tamaño y el número de insaturaciones (dobles enlaces)

Propiedades químicas

– Esterificación

Un ácido graso puede unirse a un alcohol por enlace éster liberando una molécula de agua

– Saponificación:

En presencia de una base fuerte (KOH oNaOH) da lugar a una sal de acido graso (jabon) que forma emulsiones permanentes

– Autooxidacion:

Los acidos grasos insaturados pueden experimentar una autooxidacion (se combina con O2 o agente oxidante) que provca una alteración de las características órganolépticas (características que perciben los sentidos) de los alimentos.

Lípidos saponificables:
Formados por la esterificación de ácidos grasos y un alcohol. Forman jabones al tratarse con álcali (bases) como KOH, NaOH

– Acilgliceridos:
Formados por la unión de un glicerol o glicerina (alcohol) con 1,2 o 3 ácidos grasos

Tipos: aceite, mantequilla, sebos…

F: energética, reserva, aislante térmico y mecánico

– Ceras:
Sólidas, fuertemente apolares, formadas por la unión mediante un enlace de tipo éster entre un alcohol de cadena larga y un ácido graso

– Fosfolípidos:
Contienen ácido fosfórico

Son ácidos apolares, componentes de las membranas celulares. Destacan los fosfogliceridos (1 mol de glicerol, 2 mol de ácidos grasos y 1 ácido fosfórico que se puede unir un alcohol nitrogenado)

Lípidos insaponificables:
Lípidos que no presentan ácidos grasos

– L. isoprenoides: Pigmentos vegetales, hidrocarburo de 5 átomos de C

Carotenoides: Pigmentos vegetales (B-caroteno) de la zanahoria, vit A

Vit A: visión, antioxidante

Vit E: Procesos fisiológicos, antioxidante

Vit K: coagulación sanguínea

– Esteroides: hidrocarburo cíclico con 4 anillos

Colesterol

Vit D: Calcio

Hormonas esteroides: andrógenos (masculinas) y estrógenos (femeninas)

Proteínas

Las proteínas son macromoléculas que tienen un elevado peso molecular y que polímeros de unas biomoléculas llamadas aminoácidos, los cuales se unen entre sí por medio de enlaces peptídicos

Aminoácidos:
Forman parte de las proteínas. Hay 20 y cada proteína puede tener varios centenares de ellos, gran diversidad

Enlace peptídico:
De tipo amida (O=C-N-H), se forma entre los aminoácidos para formar péptidos y proteínas

Péptidos y proteínas:
Los pep son moléculas formadas por aminoácidos (entre 2 y 100). Formado por 2 aminoácidos es un dipep, si esta por 3 un tripep (Ej: insulina, oxitocina)

Cadena polipep – más de 100 aminoácidos

Estructura de las proteínas:
– E primaria: secuencia lineal de aminoácidos que caracteriza a cada proteína

– E secundaria: consecuencia del plegamiento de la cadena de aminoácidos debido al establecimiento de puentes de H entre dichos aminoácidos

– E terciaria: nuevo nivel de plegamiento debido a interacciones de los grupos R de los aminoácidos, que pueden ser polares o apolares y tener distinto comportamiento, entre ellos y con el media acuoso o lipídico

– E cuaternaria: asociación de varias cadenas, característica de grandes proteínas como la hemoglobina, las inmunoglobulinas y la miosina

Propiedades de las proteínas
– Especificidad: combinación de aminoácidos exclusiva para la función que desempeña. Cada especie tiene sus propias proteínas

– Solubilidad: algunas son solubles en agua, otras lo son en disoluciones salinas y otras en medios lipídicos o insolubles

– Desnaturalización: perdida de la estructura espacial de una proteína, a causa de cambios de tº o de pH

Funciones de las proteínas
–Reserva

– Estructural: construcción de estructuras o componentes de tejidos y órganos

– Transporte: triglicéridos, colesterol y otros lípidos n el plasma sanguíneo

– Defensa: anticuerpos o inmunoglobulinas son proteínas elaboradas por el sistema inmunitario

– Regulación: hormonas con naturales proteica, hormona del crecimiento

– Movimiento

– Catálisis: regulación de las reacciones químicas que tienen lugar en las células es desempeñada por unas proteínas especiales, las enzimas