materia viva y procesos

biologia molecular
Los elementos que forman parte de los seres vivos son sorprendentemente similares entre si en estructura y funcion. todos los organismoq eu conocemos tienen proteinas, acidos nucleicos y todos depénden del agua para sobrevivir.

Bioelementos primarios y secundarios

porcentaje de bioelementos presentes en el cuerpo humano.


En el transcurso de la formacion de los seres vivos se fueron eligiendo de manera natural aquellos que tenian la capacidad de combinarse con otros y tener un numero atomico bajo. de los 92 elementos naturales que se conocen, 25 son los que forman parte de los seres vivos y cumplen en ellos una función.
los elementos que forman parte de los seres vivos se conocen como elementos biogenesicos y se clasifican en bioelementos primarios y secundarios. Estos elementos son fundamentales para la formacion de biomoleculas fundamentales, tales como carbohidratos, lipidos, proteinas y acidos nicleicos. Estos elementos constituyen aproximadamente el 97% de la materia viva y son carbono, hidrogeno, oxigeno, nitrogeno, fosforo y azufre.
los bioelementos secundarios son todos los elementos biogenesicos restantes. se pueden distinguir entre ellos los que tienen una abundancia mayor al 0.1% en los organismos. Esto no significa que no tengan importancia, ya que una pequeña cantidad de ellos es suficiente para que el organismo viva.

calcio, sodio, cloro, potasio, magnesio, fluor, cobalto, cobre, yodo, hierro, manganeso, silicio, selenio y zinc.

moleculas inorganicas de interes biologico

EL AGUA

las propiedades del agua son mu especiales, tanto que gracias a ella la vida se ha podido desarrollar en nuestro planeta. Esta formada por dos atomos de hidrogeno y uno de oxigeno y su formula quimica es H20
la molecula del agua no tiene carga neta, pero su carga interna se encuentra distribuida de manera desigual, de forma que el extremo donde esta el oxigeno es un tanto negativo y el extremo donde estan los hidrogenos un tanto positivo. De manera que esta polarizada. De manera que se forman puentes de hidrogeno que son breves y unen las moleculas del agua.

propiedades

• cohesion.- entre las moleculas del agua es elevada y hace que el agua sea casi incompresible. le brinda turgencia a las plantas (les da forma).
• tension superficial.-pelicula o capa sobre la superficie provocada por puentes de hidrogeno.
• adhesion.- da lugar a la capilaridad por lo cual es agua sube por un capilar. favorece el sistema vascular de los arboles y plantas.
• tiene alto calor especifico.- los puentes de hidrogeno gastan energia por lo que para elevar la temperatura hay que aplicar gran cantidad de calor. permite esta caracteristica que las celulas se mantengan estables y no hiervan con el calor que provocan sus procesos
• sirve como solvente.- sirve como solvente para gran cantidad de sustancias, com olas azucares y otras moleculas polares, a las llamadas hidrofilas.

sales minerales

generalmente ingresan a nuestro organismo como parte de una sal.
las sales minerales actuan como soluciones buffer o amortiguadoras, que mantienen el pH del organismo, lo cual es esencial para que las funciones no se alteren.

Biomoleculas organicas.
el carbono es un elemento muy versatil. Juega un papel muy importante en los procesos de los seres vivos, ya que toda la quimica de la vida gira alrededor de el. Los compuestos organicos siempre contienen carbono, por lo que el estudio de la quimica del carbono se le ha llamado la química orgánica.
Su propiedad mas importante es que puede formar enlaces covalente con otros átonos y con mas carbono.
El carbono contiene 4 electrones en la ultima capa de valencia. Este elemento tiene una tendencia a compartir, mas que a donar o recibir electrones. Esta capacidad ha dado origen a muchas moléculas, que cumplen infinidad de funciones al participar de manera activa en los procesos químicos de los seres vivos.
los compuestos del carbono pueden asumir formas de cadenas, ramificaciones y anillos, y pueden estar formados por cientos o hasta miles de atomos, como sucede en las moleculas tan complejas como las proteinas del ADN. La funcion esta determinada por la estrcutura molecular. Las principales moleculas organicas de los seres vivos son los carbohidratos, los lipidos, las proteinas los acidos nucleicos. Estas moleculas suelen estar formadas por subunidades que se ensamblan entre si, como si fueran ladrillos que conforman una construccion. Cada unidad es llamada monomero y a la union de monomeros se les llama poilimeros.


carbohidratos

Siempre contienen C, H, y O , y químicamente se pueden definir como polialcoholes con un grupo carbonilo (aldehído ó cetona). Realizan las siguientes funciones:
- Proporcionan energía , hasta 4 Klas/gr (glucosa), y la almacenan (almidón, glucógeno).
-Forman estructuras (celulosa, ribosa del RNA, etc.)
-Constituyen moléculas de tipo dinámico (vitamina C, heparina, etc.).

Los carbohidratos se clasifican en:

Monosacáridos

Aldosas

Cetosas

Disacáridos

Sacarosa

Maltosa

Lactosa

Polisacárido

Almidón

Glicógeno

Dextrina

Celulosa

los carbohidratos se forman de cadenas de 3 a 7 carbonos. Llamados por este numero: triosas, tetrosas, pentosas y asi sucesivamente. Entonces la glucosa, que esta formada por 6 carbonos, es una hexosa, lo mismo que la fructosa o azucar de las frutas.

En el caso de la fructosa y la glucosa es que tienen el grupo cetona o el grupo aldehido.

La glucosa no se encuentra en forma lineal en la naturaleza, tiende a formar un anillo.

ejemplos de monosacaridos:

ribosa: presente en el ARN, participa en la elaboracion de proteinas.

desoxirribosa. es tambien una pentosa y forma parte del ADN, la molecula de la herencia.

Fructosa. Es el azucar de las frutas

Glucosa: es el monosacarido mas abundante en los seres vivos. lo producen las plantas por la fotosintesis.

Galactosa: Es una hexosa que forma parte del azucar de la leche.

Oligosacaridos

Son dulces y proporcionan energia. Un ejemplo es la sacarosa que se obtiene a partir de la caña de azucar o de la remolacha.

Los oligosacaridos estan formados por dos monosacaridos unidos por medio de un enlace glucosidico. Al unirse dos moleculas de azucar, se pierde una molecula de agua. En la sacarosa, se unen una molecula de glucosa y una e fructosa.

Otro disacarido es la lactosa, que es el azucar de la leche. esta formada por la union de una molecula de glucosa y una de galactosa.

La maltosa es el disacarido que se produce cuando se rompen polisacaridos formados por unidades de glucosa. Esta formado por la union de moleculas de glucosa y aparece en nuestro tubo digestivo cuando iniciamos la digestion de los alimentos que contienen polisacaridos.

polisacaridos

los polisacaridos son polimeros formados por la union de muchos monosacaridos. Algunos de ellos funcionan como reserva energeticas, tanto en plantas como animales. Otros cumplen funciones estructurales y dan firmesa a ciertos organismos.

Almidon: es el polisacarido de reserva de la plantas. esta formado por la union de cientos de unidades de glucosa que forman espirales compactas, de manera que se puedan almacenar adecuadamente. El enlace que se forma entre estas unidades de glucosa se comoce como alfa-glucosidico.

glucogeno: se le conoce como almidon animal. esta formado por la union de moleculas de glucosa formando una estructura muy ramificada, es decir, con muchas cadenas laterales que se desprenden de una cadena lateral. Los enlaces que se forman son alfa-glucosidicos.

celulosa: la celulosa contiene moleculas de glucosa enlazadas de manera distinta a como se une el almidon y el glucogeno. En este caso los enlaces son beta-glucosidicos. La orientacion de las moleculas de glucosa hacen que la celulosa sea fibrosa y por ello cumpla funcion estructural. los polimeros de glucosa, en este caso se unen para formar microfrillas y estas, a su vez, forman fibrilla que dan la forma a los tallos y hojas de las plantas. La celulosa se encuentra en las paredes de las celulas vegetales. Debido al enlace existente en las unidades de la celulosa, esta no es digerible para los seres humanos. Pero cumple la funcion de eliminar mejor los desechos como un vehiculo que permite mantener la regularidad en las evacuaciones intestinales.

quitina: este polisacarido se encuentra en el exoesqueleto de cangrejosm langostas e insectos y tambien forma parte de la pared celular de los hongos.

La uitina se puede utilizar para elaborar un tipo especial de hilo que se usa como material de sutura.

Lipidos

Son conocidos como grasas y forman un grupo amplio de sustancias diversas cuya caracteristica principal es ser insolubles en el agua y solubles en solventes organicos no polares como el eter, el cloroformo o el benceno. estan formados de carbono, hisrogeno y oxigeno.

Los lipidos funcionan como reservas energéticas, de las que se obtiene mas energía en comparación a los carbohidratos los lipidos tambien sirven de capa aislante que se ubica denajo de la piel de muchos animales. asi, las ballenas y los mamiferos marinos tienen una capa importante de grasa debajo de la piel.

los lipidos se clasifican en 3 tipos principales:

• lipidos simples, que solo tienen carbono, hidrogeno y oxigeno

• lipidos complejos, que ademas tienen otros elementos como fosforo o nitrogeno. A este grupo pertenecen los fosfolipidos.

• Esteroides, que son moleculas formadas por anillos fusionados.

lipidos simples

En este grupo se clasifica a los aceites, grasas y ceras. las funciones principales de aceites y grasas, es de reservas energeticas. Muchas de las grasas naturales se forman mediante la union de una molecula de glicerol con tres de acido graso, de alli que tambien se les llame trigliceridos.

Los acidos grasos pueden ser saturados si todos los enlaces del la cadena son simples o insaturados si existe algun doble enlace entre ellos. Estos en laces dobles, le dan la propiedad de ser menos rigidos y que se conviertan mas facil de solido a liquido.

En el caso de las ceras, estas forman cubiertas aislantes que protegen el pelaje, plumaje, hojas y frutos. Los lipidos evitan la entrada o salida de agua en exceso de los organismos.

lipidos complejos: fosfolipidos.

Los fosfolipidos contienen un grupo fosfato asociado a un lipido, Esencialmente se forman de la misma manera que un triglicerido, solo que en este caso se coloca un grupo fosfato en lugar del tercer acido graso. Este grupo se convierte entonces en la cabeza polar de la molecula, que va a ser hidrofilica y las dos cadenas de acidos grasos se convierten en las colas hidrofobicas.
Estos fosfolipidos forman las membranas nucleares de las celulas y por lo tanto forman parte de todos los seres vivos.

esteroides

los esteroides son estructuralmente diferentes a todos los demas lipidos. se componen de cuatro anillos de carbono fusionados, unidos a distintos grupos funcionales.
como el colesterol, el cual es un componente vital de las membranas de las celulas animales y tambien participa en la sintesis de otros esteorides, como las hormonas sexuales femeninas y masculinas, o la aldosteorna, hormona que controla los niveles de sal.


Proteinas

Son los elementos principales que forman a los seres vivos.
las uñas que estan formadas por queratina; la piel que envuelve el cuerpo esta envuelta en colageno; debajo de la piel en los musculos esta la actina y miosina; la sangre contiene hemoglobina que transporta el oxigeno a las celulas; la insulina tambien es transportada por la sangre y controla los niveles de azucar en la sangre; los anticuerpos que defienden el organismo en caso de infecciones tambien son proteinas.

Son biomoleculas grnades, formadas de la union de monomeros llamados aminoacidos. Un aminoacido contiene un carobono central al que se une un grupo amino, un grupo carboxilo, un hidrogeno y algun sustituyente al que llamamos grupo R.
Hay veinte aminoacidos que forman parte de los seres vivos y la diferencia entre ellos esta exclusivamente en el grupo R.
Cada organismo produce varios cientos de proteinas diferentes, caracteristicas de su especie. En una proteina los aminoacidos se encuentran unidos por medio de enlaces peptidicos. los enlaces se forman por la union del grupo amino de un aminoacido con el grupo carboxilo del otro.

Estructura primaria
Se refiere a la secuencia de aminoacidos que la forma. En este caso la proteina es lineal y se distingue de otras por las secuencias de aminoacidos que estan determinadas por el ADN.

Estructura secundaria
Los distintos grupos R de cada aminoacido de una proteina tienden a interactuar entre si, los que tienen ligeras cargas positivas y negativas forman puentes de hidrogeno, de manera que se acercan o alejan entre si , dando forma a la cadena de aminoacidos. Se puede formar entonces una estructura enrrollada parecida a un resorte, llamada helice alfa. o en otras como la lamina beta plegada que se asemeja a una lamina de asbesto ondulada.

Estructura terciaria
Cuando las proteinas adoptan una forma tridimensional a la que llamamos terciaria. Esta forma de aminoacidos de la proteina que, situados en algunos puntos, pueden unirse fuertemente aun estando alejados unos de otros. En el caso de los aminoacidos se forman puentes disulfuro y modifican la forma de la proteina. Deacuerdo con su forma tridimensional, las proteinas pueden clasificarse en globulares, de forma esferica y fibrosas, de forma delgada.

Estructura cuaternaria
Este nivel solo se presenta cuando las proteinas estan formadas de dos o mas cadenas polipeptidicas como en el caso de la hemoglobina que contiene cuantro cadenas unidas entre si por medio de puentes de hidrogeno.
Las proteinas pierden su funcionalidad si se someten a calor excesivo o a un pH extremo. En este caso se rompen los enlaces debiles y se dice que la proteina se ha desnaturalizado.