Clase 3 moleculas
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Este documento describe los bioelementos y biomoléculas que constituyen los seres vivos. Explica que los bioelementos como el carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno se unen para formar biomoléculas como proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos. También describe las propiedades y funciones del agua y las sales minerales que son biomoléculas inorgánicas esenciales para la vida.
Clase 3 moleculas
- 1. “Universalidad de las moléculas orgánicas”
- 2. En la Tierra toda la materia, incluso aquella de los organismos más complejos, está constituida por combinaciones de elementos.
- 3. ¿ Qué son los Bioelementos? Los Bioelementos son los elementos químicos que constituyen a los seres vivos. Son una serie de elementos químicos que se consideran esenciales para la vida o para la subsistencia de organismos determinados.
- 4. Para que un elemento se considere esencial, este debe cumplir las siguientes condiciones:La ingesta insuficiente del elemento provoca deficiencias funcionales.Sin el elemento el organismo no crece ni completa su ciclo vital.El elemento influye directamente en el organismo y está involucrado en sus procesos metabólicos. El efecto de ese elemento no puede ser reemplazado por ningún otro elemento.
- 5. Los Bioelementos se clasifican en: Bioelementos primarios: O, C, H, N, P y S. Representan en su conjunto el 96,2% del total. Bioelementos secundarios: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-. Aunque se encuentran en menor proporción que los primarios, son también imprescindibles para los seres vivos. En medio acuoso se encuentran siempre ionizados. Oligoelementos o elementos vestigiales: Son aquellos bioelementos que se encuentran en los seres vivos en un porcentaje menor del 0.1%.
- 8. ¿Qué función cumplen los Bioelementos?Función de algunos elementos : SODIO, POTASIO, CLORO: Participa en la transmisión del impulso nervioso y en la mantención del equilibrio salino en los seres vivos. CALCIO: Participa en la contracción muscular y del corazón, además de una función estructural en los huesos. HIERRO: Se encuentra dentro e la hemoglobina y ayuda al transporte de gases en la sangre.
- 10. Los Bioelementos tienen como función unirse entre sí para formar moléculas llamadas BIOMOLÉCULAS: Las Moléculas que forman parte de los seres vivos.Los seres vivos están formados por: Moléculas inorgánicas. Moléculas orgánicas.
- 11. Biomoléculas InorgánicasSon las que no están formadas por cadenas de carbono, como son el agua, las sales minerales o los gases.
- 12. El Agua Es una biomolécula inorgánica. Se trata de la biomolécula más abundante en los seres vivos. En el hombre constituye más del 70% del peso corporal. En las medusas, puede alcanzar el 98% del volumen del animal y en la lechuga, el 97% del volumen de la planta. Estructuras como el líquido interno de animales o plantas, embriones o tejidos conjuntivos suelen contener gran cantidad de agua. Otras estructuras, como semillas, huesos, pelo, escamas o dientes poseen poca cantidad de agua en su composición.
- 13. EstructuraEl agua es una molécula formada por dos átomos de Hidrógeno y uno de Oxígeno. La unión de esos elementos con diferente electronegatividad proporciona unas características poco frecuentes. Estas características son:La molécula de agua forma un ángulo de 104,5º.La molécula de agua es neutra.La molécula de agua, aun siendo neutra, forma un dipolo, aparece una zona con un diferencial de carga positivo en la región de los Hidrógenos, y una zona con diferencial de carga negativo, en la región del Oxígeno.El dipolo facilita la unión entre moléculas, formando puentes de hidrógeno, que unen la parte electropositiva de una molécula con la electronegativa de otra.
- 15. Propiedades del Agua El agua tiene propiedades especiales, derivadas de su singular estructura. Estas propiedades son:Alto calor específico: para aumentar la temperatura del agua un grado centígrado es necesario comunicarle mucha energíapara poder romper los puentes de Hidrógeno que se generan entre las moléculas.Alto calor de vaporización: el agua absorbe mucha energía cuando pasa de estado líquido a gaseoso.Alta tensión superficial: las moléculas de agua están muy cohesionadas por acción de los puentes deHidrógeno. Esto produce una película de agua en la zona de contacto del agua con el aire. Como las moléculas de agua están tan juntas el agua es incompresible.
- 17. Capilaridad: el agua tiene capacidad de ascender por las paredes de un capilar debido a la elevada cohesión molecular.Alta constante dieléctrica: la mayor parte de las moléculas de agua forman un dipolo, con un diferencial de carga negativo y un diferencial de carga positivo.Bajo grado de ionización: la mayor parte de las moléculas de agua no están disociadas. Sólo un reducido número de moléculas sufre disociación, generando iones positivos (H+) e iones negativos (OH-). En el agua pura, a 25ºC, sólo una molécula de cada 10.000.000 está disociada, por lo que la concentración de H+ es de 10-7. Por esto, el pH del aguapura es igual a 7.La densidad del agua: en estado líquido, el agua es más densa que en estado sólido. Por ello, el hielo flota en el agua. Esto es debido a que los puentes de Hidrógeno formados a temperaturas bajo cero unen a las moléculas de agua ocupando mayor volumen.
- 19. Importancia biológica del agua Las propiedades del agua permiten aprovechar esta molécula para algunas funciones para los seres vivos. Estas funciones son las siguientes:Disolvente polar universal: el agua, debido a su elevada constante dieléctrica, es el mejor disolvente para todas aquellas moléculas polares. Sin embargo, moléculas apolares no se disuelven en el agua.Lugar donde se realizan reacciones químicas: debido a ser un buen disolvente, por su elevada constante dieléctrica, y debido a su bajo grado de ionización.Función estructural: por su elevada cohesión molecular, el agua confiere estructura, volumen y resistencia.
- 20. Función de transporte: por ser un buen disolvente, debido a su elevada constante dieléctrica, y por poder ascender por las paredes de un capilar, gracias a la elevada cohesión entre sus moléculas, los seres vivos utilizan el agua como medio de transporte por su interior.Función amortiguadora: debido a su elevada cohesión molecular, el agua sirve como lubricante entre estructuras que friccionan y evita el rozamiento.Función termorreguladora: al tener un alto calor específico y un alto calor de vaporización el agua es un material idóneo para mantener constante la temperatura, absorbiendo el exceso de calor o cediendo energía si es necesario.
- 22. LAS SALES MINERALESSon biomoléculas inorgánicas que aparecen en los seres vivos de forma precipitada, disueltaen forma de iones o asociada a otras moléculas.
- 23. PrecipitadasLas sales se forman por unión de un ácido con una base, liberando agua. En forma precipitada forman estructuras duras, que proporcionan estructura o protecciónal ser que las posee. Ejemplos son las conchas, los caparazones o los esqueletos.
- 24. DisueltasLas sales disueltas en agua manifiestan cargas positivas o negativas. Los cationes más abundantes en la composición de los seres vivos son Na+, K+, Ca2+, Mg2+... Los aniones más representativos en la composición de los seres vivos son Cl-, PO43-, CO32-... Las sales disueltas en agua pueden realizar funciones tales como:Mantener el grado de grado de salinidad.Amortiguar cambios de pH, mediante el efecto tampón.Controlar la contracción muscular.
- 25. Producir gradientes electroquímicos.Estabilizar dispersiones coloidales.
- 26. Asociadas a otras moléculasLos iones pueden asociarse a moléculas, permitiendo realizar funciones que, por sí solos no podrían, y que tampoco realizaría la molécula a la que se asocia, si no tuviera el ión. La hemoglobina es capaz de transportar oxígeno por la sangre porque está unida a un ión Fe++. Los citocromos actúan como transportadores de electrones porque poseen un ión Fe+++. La clorofila captura energía luminosa en el proceso de fotosíntesis por contener un ión Mg++ en su estructura.
- 28. Moléculas OrgánicasSe encuentran cuatro tipos de moléculas orgánicas: carbohidratos, lípidos, proteínas y nucleótidos. Estas moléculas contienen C, H y O2. Además las proteínas contienen N y S, y los nucleótidos, así como algunos lípidos, contienen N y P.
- 29. ProteínasSon macromoléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos (20 variedades diferentes que varían de acuerdo con las propiedades de sus grupos laterales (R)), compuestas principalmente por C, H, O, N, S. Cadenas de 10 o más de 1.000 aminoácidos en distinta secuencia según la proteína. Cada aminoácido (aa) contiene un grupo amino (- NH2) y un grupo carboxilo (-COOH) unidos a un átomo de carbono central. Se les conoce como moléculas anfóteras.
- 30. A partir de estos relativamente pocos aminoácidos, se puede sintetizar una inmensa variedad de proteínas, cada una de las cuales cumple una función altamente específica en los sistemas vivos. Los aminoácidos se unen entre sí por medio de enlaces peptídicos.
- 31. Ejemplos de Proteínas Pueden ser fibrosas o globulares. El colágeno y la queratina son proteínas fibrosas que desempeñan diversos papeles estructurales. Los microtúbulos, están compuestos por unidades repetidas de proteínas globulares asociadas helicoidalmente en un tubo hueco. La hemoglobina, compuesta de cuatro cadenas polipeptídicas (dos pares de cadenas).
- 32. Funciones
- 34. Carbohidratos (Glúcidos)C, H,O Los carbohidratos son la fuente primaria de energía química para los sistemas vivos. Son los principales componentes de la dieta y son una categoría de alimentos que abarcan azúcares, almidones y fibra. Son moléculas fundamentalmente de almacenamiento de energía y forman parte de diversas estructuras de las células vivas. Los glúcidos pueden ser moléculas pequeñas (azúcares), o moléculas más grandes y complejas.
- 35. De acuerdo al número de moléculas de azúcar que contienen se clasifican en:Monosacáridos (azúcares simples): contienen sólo una molécula de azúcar, Glucosa, Fructuosa, Ribosa, Galactosa.Disacáridos (dos azúcares): Los monosacáridos pueden combinarse uniéndose para formar Lactosa o azúcar de leche (glucosa-galactosa), Sacarosa o azúcar de caña (glucosa - fructuosa), Maltosa o azúcar de malta (glucosa – glucosa). Polisacáridos (cadenas de muchos monosacáridos o azúcares simples unidos) : Almidón, Glicógeno, Celulosa.
- 36. En general, las moléculas grandes, como los polisacáridos, que están constituidas de subunidades idénticas o similares, se conocen como polímeros (muchas partes) y las subunidades son llamadas monómeros (una sola parte).
- 37. Funciones
- 38. Lípidos C, H, O Son un grupo general de sustancias orgánicas insolubles en solventes como el agua, pero que se disuelven en solventes orgánicos como el benceno, el cloroformo y el éter. Contienen menos oxígeno en relación al H y C comparado con los azúcares Forman agregados por su insolubilidad en agua, bicapas en membranas y gotas en el citoplasma. Podemos encontrar ácidos grasos, triglicéridos ( una molécula de grasa formada por tres ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol), fosfolípidos y colesterol.
- 39. Los ácidos grasos pueden estar saturados, es decir no presentar enlaces dobles. También pueden estar insaturados, es decir, tener átomos de carbono unidos por enlaces dobles. Algunas plantas almacenan energía en forma de aceites, especialmente en las semillas y en los frutos. Las grasas y los aceites contienen una mayor proporción de enlaces carbono-hidrógeno.
- 40. Molécula de un Fosfolípido
- 41. Funciones
- 42. Ácidos nucleicos C, H, O, N, P La información que dicta las estructuras de la enorme variedad de moléculas de proteínas que se encuentran en los organismos está codificada en moléculas conocidas como ácidos nucleicos. Son macromoléculas, polímeros formados por la repetición de monómeros, llamados nucleótidos, unidos mediante enlaces fosfodiéster. Las cadenas de ADN y ARN formadas por cuatro nucleótidos cuya secuencia contiene el código de la información genética.
- 43. La información contenida en los ácidos nucleicos es transcripta y luego traducida a las proteínas. Son las proteínas las que finalmente ejecutarán las instrucciones codificadas en los ácidos nucleicos.
- 44. Un nucleótido está constituido por tres subunidades diferentes: un grupos fosfato, un azúcar de 5 carbonos y una base nitrogenada.
- 48. Estructura de un Ácido Nucleico
- 49. Funciones
- 50. ATP