BIOLOGIA PREUNIVERSITARIA

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INTRODUCCION

En nuestra vida diaria nos encontramos siempre con seres vivos, ya sean plantas, animales o personas.Al conjunto de seres vivos de un lugar, incluyendo sus ambientes naturales, se denomina Biodiversidad .En nuestra vida diaria también podemos presenciar diversos procesos biológicos, tales como: la fermentación (al elaborar pan, vino, yogur), la putrefacción (al descomponerse la carne), la respiración (al incorporar oxigeno en nuestro organismo), la fotosíntesis (cuando las plantas producen alimento y liberan oxigeno al ambiente), etc. Además siempre estamos consumiendo productos derivados de los seres vivos, como carne, leche, huevo, verduras y frutas, etc.Todo lo antes mencionado se halla relacionado directamente con la vida y con los seres vivos, y nos lleva a hacernos preguntas tales como:¿Qué es la vida?,¿Cómo aparece la vida en la tierra?, ¿Cómo se formo la biodiversidad?,¿Qué es un ser vivo?,¿Qué procesos ocurren en un ser vivo que lo mantienen con vida?, ¿Cómo se relacionan los seres vivo entre si y como lo hacen con su ambiente?.Para responder a todas estas preguntas y otras más es que nace la ciencia de la vida: La biología. DEFINICIÓN DE BIOLOGÍA La biología se ocupa de todos los aspectos y fenómenos relacionados a la vida y como tal ejerce un enorme impacto en nuestra vida diaria y en nuestra forma de apreciar la naturaleza en su conjunto. Proviene de la terminología Bios=vida logos=estudios. Por lo tanto es la ciencia que estudia a los seres vivos y los procesos que en ellos ocurren. Estudia todo lo concerniente a los seres vivos los fenómenos físicosquímicos, la composición química de los organismos, su origen, evolución, relaciones mutuas con el medio ambiente y todo genero de actividades vitales. HISTORIA DE LA BIOLOGÍA

El término biología se acuña durante la Ilustración por parte de dos autores (Lamarck y Treviranus) que, simultáneamente, lo utilizan para referirse al estudio de las leyes de la vida. El neologismo fue empleado por primera vez en Francia en 1802, por parte de Jean-Baptiste Lamarck en su tratado de Hidrogeología. Ignoraba que, en el mismo año, el naturalista alemán Treviranus había creado el mismo neologismo en una obra en seis tomos titulada Biología o Filosofía de la naturaleza viva: "la biología estudiará las distintas formas de vida, las condiciones y las leyes que rigen su existencia y las causas que determinan su actividad."

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No obstante, a pesar de la reciente acuñación del término, la biología tiene una larga historia como disciplina. En la Antigüedad los griegos estudiaron a los seres vivos especialmente por razones prácticas, realizando algunas especulaciones sobre la naturaleza, y destacando: HIPOCRATES: (460 – 357) a. J.C.) el más famoso de los médicos de la antigüedad. En sus obras aparecen esbozadas diversas ramas de la ciencia médica y representan el comienzo de la medicina racional, por ellas es considerado como el “Padre de la Medicina”. ARISTÓTELES: (384 – 322 a . J.C.) autor de la primera clasificación de los seres vivos y de numerosos escritos, entre los cuales el más importante para la Biología es su “Historia de los Animales”, por la cual es considerado el “Padre de la Zoología”. TEOFRASTO: (372 – 287 a J.C.) como Aristóteles también se dedicó al estudio de la naturaleza, especialmente de los vegetales y por sus obras: “Tratado de las Causas de la Vegetación” e “Inquisición sobre las planas” es considerado como el “Padre de la Botánica”. GALENO: Claudio (131 – 201 d J.C.) creador de la filosofía médica por su tratado “De la Facultades Naturales” donde expuso de modo magistral y completo las bases racional y naturalistas de la medicina. Durante la Edad Media y el Renacimiento se aumentaron muy poco los conocimientos biológicos debido al escolasticismo de la época, donde el estudio de los escritos griegos no permitió el desarrollo experimental y real de esta ciencia. Sin embargo, cabe destacar durante esta época a Paracelso o Teofrasto Bombasto de Hohenhem, médico y químico suizo (1490 – 1541), quien propugnó la aplicación de la química ala medicina, realizando también importantes investigaciones acerca de los metales. El estudio moderno de los diversos aspectos de la Biología, separados de la superstición y la mitología, empezó a fines del siglo XVI, así .... Miguel Server: (1511 – 1553), médico español, descubrió la circulación de la sangre. Andrés Vesalio: (1514 – 1564), médico belga, sentó las bases de la Anatomía, considerándose como el Padre de esta ciencia. Guillermo Harvey: (1578 – 1658) fisiólogo inglés, estudió y explicó el funcionamiento del Sistema Circulatorio.

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1590: 1657:

1665:

1675:

1677:

Zacarías Janssen: holandés mediante la combinación de lentes convexas inventa el microscopio compuesto. Regnier de Graaf: (1641 – 1673), holandés descubre los folículos ováricos de los mamíferos que llevan su nombre. Robert Hooke: microscopista inglés, publica su Micrografía donde menciona por primera vez el término “célula” al describir el tejido vegetal del corcho. Marcelo Malpighi: (1628 – 1694) médico italiano, realiza al primera descripción de los tejidos vegetales. Antony Van Lceuwenhock: (1632 – 1723) microscopista holandés, es el primero en observar microorganismos, espermatozoides humanos y de otros mamíferos, fibras musculares, etc., pero sin poder comprender su verdadero significado.

(1707 – 1778) Carlos de Linneonaturalista sueco creador de la nomenclatura binaria para la clasificación de los seres vivos. (1749 – 1823) Eduarco Jennermédico inglés descubridor de la vacuna contra la viruela. 1809:

Juan Bautista, Caballero de LAMARCK afirma que “ningún cuerpo puede tener vida si sus partes constituyentes no están formadas por tejido celular”. Esta idea es también compartida por Dutrochet (1824), Turpin (1826), Meyen (1830) y Von Mohl (1831). 1831: Robert Brown (1773 – 1858) botánico inglés, estudiando células de orquídeas, descubre el núcleo de la célula. 1835: Dujardin F. denomina “sarcodio” al material vivo de la célula, al que más tarde (1839) Purkinje y Von Mohl denominarían “protoplasma”. 1838 – 39:Mathis Jakob Schleiden, estudiando células vegetales, y Theodor Schwann, estudiando células animales, propone la “Teoría Celular de la Materia Viva” Schleiden descubre además el nucleolo en el interior del núcleo. 1841: A. Kölliker: demuestra que los espermatoides resultan de la tansformación de células de los testículos y aplica la teoría celular ala embriología. Remak descubre el proceso de división celular llamándolo división directa o amitosis. 1844: A. Kölliker demuestra también que los óvulos se forman en el interior del organismo, y que a partir de éstos se forman un nuevo organismo. 1856: Gregorio Mendel: (1822 – 1884) sacerdote agustino y naturalista austriaco, inicia sus trabajos experimentales sobre los mecanismos de la herencia en los quisantes. 1858:

Carlos Darwin (1809 – 1882) naturalista inglés publica su famosa obra “El origen de las

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especies por medio de la selección natural”, que marca el nacimiento de las teorías sobre la evolución de las especies. 1858:

Rudolph Virchow: (1921 – 1902) médico y antropólogo alemán, enuncia el principio de que todos los seres vivos se originan se originan a partir de otros preexistentes famoso por su célebre aforismo “Omnis cellulla e cellulla”. 1869: Friedrich Miescher: (1844 – 1895) descubre el ácido desoxirribonucleico. D.N.A. 1873: A. Schneider: realiza sus primeras conclusiones con respecto al proceso de visión celular, al cual llama cariocinesis. 1875: E. Strasburger: estudia la división celular en plantas y la llama proceso de división indirecta. 1678-83:W. Fleming: denomina mitosis al proceso de división celular, de células animales y vegetales superiores. 1882: Robert Koch: (1843 – 1910) médico alemán, descubre el bacilo de la tuberculosis, que lleva su nombre, el “bacilo de Koch”. H. Fol es el primero en observar la fecundación: un espermatozoide penetrando el óvulo de una estrella de mar. 1883: F. Van describe la fertilización en los mamíferos. W. Rouxk enuncia que los cromosomas de los núcleos de las células son los portadores de los factores hereditarios. 1884: E. Strasburger: describe la fertilización en las plantas. 1888: 1898: 1902: 1907:

1912: 1928:

1932: 1933: 1935:

T. Boveri y E. Van Beneden: descubren el centriolo. Benda descubre las mitocondrias. Camilo Golgi (1843 – 1926), médico italiano, descubrió el complejo de Golgi. C.E. Mc Lung: descubre los cromosomas sexuales. R.G. Harrison: descubre un método para el cultivo de tejidos. Pablo Ehrlich (1853 – 1915) bioquímico alemán descubre el ATOXIL y SAL VARSAN, medicamentos para combatir la sífilis. Alexis Carrel: (1873 – 1944) recibe el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por sus estudios sobre los trasplantes de tejidos. Alexander Fleming: (1881 – 1955) médico y bacteriólogo inglés, descubre accidentalmente la penicilina el primer antibiótico producido por el hongo penicillium notatum. M. Knoll y A. Riska: descubren el primer tipo de microscopio elctrónico. T.S. Painter: inicia sus estudios de citogenética en los cromosomas “gigantes” de Drosophila. F. Zernicke: descubre el principio del microscopio de contraste de fases.

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El origen de la vida (1936) : Alexandr Ivánovich Oparin, en su libro El origen de la vida sobre la Tierra dio una explicación de cómo pudo la materia inorgánica transformarse en orgánica y cómo esta última originó la materia viva. 1940-41:J. Brachet y T. Casperson: localizan citouímicamente el DNA en el núcleo y el RNA en el nucleolo y citoplasma de la célula. 1946: Se inicia la aplicación del microscopio de contraste de fases en la citología. 1952: Se inicia la aplicación del microscopio electrónico en la citología. 1953: J.D. Watson y F.H.C. Crick: proporcione un modelo helicoidal para explicar la estructura del DNA. 1956: J.H. Tijo y A. Levan:demuestran que el número de cromosomas de la especie humana es 46. 1959: S. Ochoa y A. Komberg: reciben el premio Nobel por sus estudios sobre la síntesis de los ácidos nucleicos in vitro. 1961: F. Jacob y J. Monod: explican cómo un gene puede ser activado o reprimido.

Aristóteles;

Jean-Baptiste Lamarck ;

Carl Linnaeus ;

2. DIVISION DE LA BIOLOGIA Y CAMPOS DE ESTUDIO 2.1. SEGÚN LOS ORGANISMOS QUE SE ESTUDIAN - Virología-virus - Bacteriología-bacterias - Protozoología-protozoarios - Ficología-algas - Micología-hongos - Briología-musgos y hepáticas - Helmintología-gusanos - Pteridología-helechos - Agrostología-pastos - Entomología-insectos - Ictiología-peces - Ornitología-aves - Herpetología-anfibios y reptiles - Mastozoología-mamíferos - Parasitología-ptrotozoos, helmintos, artrópodos - Microbiología-virus, bacterias, hongos. - Botánica-vegetales - Zoología-animales

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1967:

El médico cardiólogo sudafricano. Dr. Christian Barnard, realiza con éxito el primer trasplante de corazón en un ser humano.

1969:

En Inglaterra., Robert Edwards crea una técnica que permite fertilizar un óvulo fuera del cuerpo humano. En EE.UU, Har Gobind Korana desarrolla la técnica que le permite producir el primer gen hecho por el hombre. En EE.UU. se aísla el virus Herpes. En Inglaterra se inventa la resonancia magnética nuclear (RMN), sistema e diagnóstico no invasivo que analiza por computadora los cambios de absorción de ondas radiales en los tejidos. En Inglaterra, el zoólogo Derek Bromhal desarrolla la técnica que le permite el primer clonaje de un mamífero: un conejo. En Inglaterra, las técnicas de ingeniería genética permiten crear anticuerpos monoclonales en la lucha contra las enfermedades.

1970: 1971: 1973:

1975: 1975:

1982:

En Inglaterra, Michel Epstein identifica por primera vez un virus (Epstein Barr) implicado en una forma de cáncer: el Informa de Burkitt.

Gregorio Mendel;

Charles Darwin ;

Alexander Oparin

-Malacologia-Estudia a los moluscos -Palinología: Estudia el polen 2.2. SEGÚN EL AREA DE ESTUDIO -Morfología-estructura -Fisiología-función -Genética-herencia -Bioquímica-fenómenos químicos en los seres vivos -Biofísica-relaciones físicas en los procesos biológicos -Embriología-desarrollo del embrión -Biología celular y molecular-célula a nivel molecular -Histología-tejidos -Anatomía-órganos y sistemas -TAXONOMÍA:Cómo se clasifican los seres vivos según sus semejanzas. -Ecología-relaciones entre los seres vivos y su entorno -Biogenia-origen y evolución -Evolución-cambios estructurales y progresivos de la especie en el tiempo. -Limnología: Lagos y ríos

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-Geobotánica: Asociaciones vegetales

Micología

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-Etología: Comportamiento de los animales

Ictiología

Malacologia

ZOOLOGÍA, rama de la biología dedicada al estudio del reino Animal (Animalia). Este artículo trata de la historia y los conceptos relativos a esta disciplina BOTÁNICA,rama de la biología dedicada al estudio de las plantas (reino Plantae) y al de algunas otras clases de organismos como los hongos (reino Fungi). La botánica criptogámica estudia a las plantas que no desarrollan flores ni semilla, por ejemplo los helechos; la botánica fanerogámica estudia a las plantas que desarrollan flores y semillas, por ejemplo los girasoles

Microbiología, rama de la biología dedicada al estudio del reino Animal (Animalia). Este artículo trata de la historia y los conceptos relativos a esta disciplina.

termodinámicamente activo de naturaleza coloidal, es una forma especial que posee propiedades biológicas. Tiene dos fases una dispersa y una dispersante, formando un sistema coloidal.

DIVERSIDAD DE LOS SERES VIVOS Según Whittaker (1969) la diversidad de los seres vivos se agrupa en 5 reinos: Materia viva vs. Materia inerte

MATERIA VIVA Y SERES VIVIENTES 1. SER VIVO. Es un sistema complejo, organizado, independiente con estructura físico-química, capaz de utilizar la materia y energía de su entorno para cumplir sus funciones vitales. El material que forma este sistema se denomina protoplasma. 2. PROTOPLASMA O MATERIA VIVA. Proviene del griego Protos=primero y plasma = formación. Es un sistema físico-químico altamente complejo,

REINO MONERA Son procariotas unicelulares microscópicos Ej.: Bacterias, Cianofitas(o cianobacterias son algas verde azules) y Micoplasmas. IMPORTANCIA - ECOLÓGICA Transforman la materia orgánica en sales inorgánicas, permitiendo un reciclaje de bioelementos.

- AGRICOLA: Algunas bacterias del suelo pueden fijar N2 atmosférico. En el caso de Rhizobium que

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vive en simbiiosis con plantas leguminosas (alfalfa) capta nitrógeno y producen aminoácidos que los cede a la alfalfa. Industrial: La bacteria Lactobacilus lactis produce ácido láctico y se usa en la producción de yogurt. Bacterias del género Acetobacter producen vinagre a partir de alcohol FARMACEUTICA: Las bacterias del género Streptomyces producen Streptomicina, cloranfenicol. BIOMEDICA: Producen enfermedades Tétanos Clostridium tetani Bacilo de Nicolaiev Tifoidea Salmonella typhi Bacilo de Eberth Tos ferina Bortedella pertussis Tuberculosis Mycobnacterium tuberculosis Bacilo de Koch o BK Sifilis Treponnema pallidum Gonorrea Neisseria gonorrhoeae Gonococo de Neisser Chancroide Haemophyllus ducreyi Bacilo de Ducrey Cólera Vibrium cholerae Vibrio colera Difteria Corynebacterium diphteriae Bacilo de Klebs Loeffler

REINO PROTISTA Eucariotas unicelulares o pluricelulares Ej.: Protozoarios (flagelados, ciliados o con pseudopodos) y algas eucarióticas (diatomeas, dinoflaglelados, clorofitas, etc.)

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malaria. Toxoplasma gondií toxoplasmosis congenita.

• •

La mayoría son de vida libre, como Amoeba proteus o parásitos como Entamoeba coly, Entamoeba histolítica, produce Disenteria amebiana.

Tenemos Euglena viridis (de vida libre), Trypanosoma cruzi produce el mal de chagas; Leishmania braziliensis que produce la uta.

•

Tenemos Paramecium aurelia (de vida libre), Balantidium coli parásito productor de diarrea.

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•

Tenemos a Plasmodium vivax, P. malariae, P. falciparum, P. ovale que causan el paludismo o

que

causa

la

Una superpoblación de estas algas causa las mareas rojas. Tenemos a Ceratium gimnodinium, Peridinium, etc. “Algas Rojas” El pigmento de mayor predominio es la Ficoeritrina. De estas algas se extrae el Agar Agar (polisacarido de características físicas similares a una gelatina) utilizado en microbiología pero también es comestible. Como ejemplos tenemos: Corallina, Gelidium, Gigartina, etc. “ALGAS DORADAS O DIATOMEAS” Presenta cilios para moverse. Synura, Uroglena, etc.

REINO FUNGI Eucariotas, heterótrofos, uni o pluricelulares. Este reino agrupa a los HONGOS: Mohos, Levaduras y Setas Ej.: mixomicetos, basidiomicetos.

• • • •

•

PROTOZOARIOS

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ALGAS EUCARIÓTICAS: “Algas Dinoflageladas”

CARACTERISTICAS GENERALES Son unicelulares eucariontes (pueden ser mononucleadas o multinucleadas), con célula móviles o inmóviles. • Las células pueden vivir de forma solitaria o en colonias (las colonias no son tejidos, ya que cada célula de la colonia mantiene su independencia de las demás) • Nutrición autótrofa (fotosíntesis) y heterótrofa (holozoica, saprobiótica, parasitaria), algunos individuos tienen nutrición autótrofa y heterótrofa a la vez, llamados por ello mixotrofos. • Reproducción sexual (conjugación, endomixis, autogamia) y asexual (fisión, esporulación)

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•

ficomicetos,

ascomicetos,

Oomycetos: Llamados también hongos del agua: Allomyces. Zygomycetos: Llamados también mohos del pan: Rhixopus, “moho del pan”, Pilobatus, etc. Ascomycetos: Saccharomyces, Neurospora, etc. Basidiomycetos: Agaricus, Amanita, Royas, etc. Deuteromycetos: Es un grupo muy amplio de hongos donde se incluyen parásitos de plantas y animales: Penicilium, Trichophyntum (pie de atleta), Aspergilus, Candida, etc.

CARACTERISTICAS GENERALES • • • • •

•

Son organismos eucarióticos unicelulares (levaduras) o pluricelulares (setas). La pared de sus células contiene quitina Carece de plastidios por ello la nutrición es heterótrofa de tipo saprobiotica o parásita. El cuerpo se forma de filamentos celulares llamadas hifas que agrupadas se llaman micelio. La reproducción es sexual y asexual (forman esporas)

Tenemos a Saccharomyces cerevisae “levadura de cerveza”, neurospora crassa “moho rosado del pan” utilizado mayormente para estudios genéticos.

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Nota.- Los líquenes son asociaciones simbióticas de

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sucede con las angiospermas. Todas son plantas leñosas y perennes y presentan crecimiento secundario en grosor como el cipres, pino, araucaria, etc. La generación esporofítica es dominante.

algas y hongos

REINO PLANTAE

4. ANGIOSPERMOPHYTA

(Angiospermas): El grupo más extenso y evolucionado del reino plantae (vegetal) lo forman las llamadas plantas con flor a las que se conoce como Angiospermas o Antofitas; estas comprenden plantas de formas y dimensiones muy variables desde unos pocos milímetros hasta los mayores seres vivientes conocidos. Lo mismo es aplicable a la duración de su vida, que puede ser de unas pocas semanas o prolongarse a millones de años. Ejemplo: la rosa, clavel, fresno, etc. La generación esporofítica es dominante. Se divide en dos grupos: las monocotiledoeneas (trigo) y las dicotiledoneas (roble).

organismos inmóviles que usan la energía solar para realizar la fotosíntesis y obtener así energía a partir de moléculas inorgánicas. Las plantas tienen una pared celular rígida de celulosa. Los grupos que se incluyen en este reino son: briofitos, pteridofitos, gimnospermas y angiospermas. . Eucariotes, pluricelulares, autotrofos, fotosintéticos Ej.: musgos, helechos, antofitas. Los organismos vegetales o plantas están conformados con células eucarióticas, son fotosintéticos debido a la presencia de clorofila “a” y “b”, carotenos y xantofilas, todos los representantes de este reino son multicelulares y sus células poseen paredes celulares a base de celulosa, la reproducción puede ser asexual o sexual, esta última presenta dos generaciones: una generación gametofitica (n) y una generación esporofitica (2n). Comprende los siguientes grupos: A) CRIPTÓGAMAS (plantas sin flores)

1. BRIOPHYTA (BRIOFITAS): Las briophytas son vegetales terrestres de pequeño tamaño que viven en lugares húmedos. Forman un grupo de plantas criptogamas ya que poseen una estructura celular sin vasos conductores, no tiene raíces y en muchas hepáticas al cuerpo de la planta esta constituido por un verdadero tallo sin eje ni hojas diferenciadas. La parte visible y dominante es el gametofito. Las biophytas se dividen en musgos como Politrichum, Hepáticas y Marchantia como Antocerotas.

2. PTERIDOPHYTA

(PTERIDOFITAS): Las pteidophytas o “plantas vasculares primitivas” son plantas de tamaño pequeño a mediano que también habitan en lugares húmedos y sombríos, la planta visible corresponde al esporofito que produce esporas, las cuales caen al suelo y germinan y dan lugar a una pequeña planta que es el gametofito. Las pteridophytas agrupan a los helechos como Driopteris y colas de caballo como Equisetum.

REINO ANIMALIA organismos complejos y móviles, sin pared celular, y que dependen de las plantas, o de los organismos que utilizan las plantas para obtener su alimento. Este reino incluye: esponjas, equinodermos, anélidos, moluscos, artrópodos, peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos. Heterotrofos, pluricelulares, invertebrados y vertebrados.

(GIMNOSPERMAS): Plantas que constituyen uno de los dos grandes grupos de espermatofitas, es decir las plantas con semilla. Una de sus características principales es la de poseer semillas desnudas, lo que significa que no se encuentra dentro de una estructura protectora (el ovario u hoja carpelar) como

Ej.:

El reino animalia posee las siguientes características: percepción de estímulos y capacidad de respuesta a ellos, mediante un sistema nervioso, facultad de locomoción o desplazamiento, mediante apéndices móviles o contracción del cuerpo, membranas celulares no celulositas, crecimiento definido y diferencial que se detiene con la edad, excreción de productos de desecho del metabolismo mediante órganos especializados, forma del cuerpo dentro de cada especie. Comprende los siguientes phylum: Porifera, Celentéreos (cnidarios), Platelmintos, Phylum Nemátodos, Anélidos, Moluscos, Artrópodos, Equinodermos y los Cordados. Los vertebrados son los cordados mas estudiados y comprende las siguientes superclases:

B) FANERÓGAMAS (plantas con flores)

3. GIMNOSPERMOPHYTA

eucariotas

1. SUPERCLASE AGNADOS: estos animales no poseen una verdadera mandíbula y apéndices, agrupa a los Mixines y Lampreas.

2.

SUPERCLASE GNATOSTOMADOS: organismos que comprende a los que poseen

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mandíbula verdadera y extremidades pares; agrupa a los siguientes organismos:

•

Condrictios: esqueleto enteramente cartilaginoso: Tiburones, rayas y torpedos.

•

Osteictios: esqueleto más o menos óseo: Anchoveta, atún, salmón, etc.

•

Anfibios: Normalmente presentan metamorfosis; Cocodrilos, tortugas, iguanas, camaleones, serpientes, etc.

•

Aves: Cuerpo normalmente fusiforme con cuatro regiones: cabeza, cuello, tronco y cola, cuello

•

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desproporcionadamente largo como órgano de equilibrio y ayuda en la recolección de alimento; dos pares de extremidades con las anteriores normalmente adaptadas para el vuelo. Fecundación interna, incubación externa de los huevos.

•

Mamíferos: Cuerpo cubierto con pelo, sexos separados que comprenden en los machos pee y testículos y en las hembras ovarios y oviductos, la fecundación es interna, los huevos se desarrollan en el útero con unión placentaria (excepto en los monotremas). Los jóvenes son alimentados con la leche de las glándulas mamarias.

Nota.-Los virus, presentan algunas propiedades, de los seres vivos pero no todas: 

No tienen metabolismo



No se mueven, ni crecen



Pueden reproducirse y sufrir mutaciones

4.-CARACTERISTICAS DE LOS SERES VIVOS 4.1. ORGANIZACIÓN Y COMPLEJIDAD. Los seres vivos están formados por una gran cantidad de elementos diferentes, unidos en cientos y miles de combinaciones que se organizan en niveles estructurales cada vez de mayor complejidad para formar la unidad fundamental de la vida la célula y a partir de ellos otros niveles de organización cada vez mayores. 4.2. METABOLISMO. Es el conjunto de procesos, transformaciones, reacciones químicas que realizan los seres vivos para proveerse de energía y mantenerse con vida. Se divide en:

• •

Poseen índices metabólicos elevados: Bacterias. Poseen índices metabólicos apenas perceptibles: Semillas y esporas.

A. ANABOLISMO (SINTESIS). Mediante reacciones químicas se unen moléculas pequeñas para formar moléculas complejas, su objetivo es almacenamiento de energía , producción de materiales celulares, y crecimiento.Ej. Fotosíntesis, quimiosíntesis y glucogénesis. B. CATABOLISMO (DEGRADACION). Consiste en la obtención de energía a partir de la degradación de macromoléculas o moléculas grandes a moléculas pequeñas, con liberación de energía y desgaste de materiales celulares. Ej. Respiración, fermentación, glucogenólisis y glucólisis.

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METABOLISMO HUMANO 4.3. MOVIMIENTO. Es la capacidad de desplazamiento de los seres vivos para realizar diferentes funciones, para lo cual se cuentan con estructuras (flagelos, cilios pseudópodos, etc), órganos (patas, aletas, alas) y mecanismos de propios (arrastrarse, caminar, reptar, nadar, volar, trepar, etc). Existen algunos tipos de desplazamiento en plantas como en animales. Estos son: A. EN PLANTAS A.1.TROPISMO: Es la respuesta de crecimiento hacia un estimulo externo. Pueden ser: -Fototropismo: respuesta de crecimiento a la luz -Geotropismo: respuesta de crecimiento a la gravedad -Quimiotropismo: respuesta de crecimiento a una sustancia química. -Tigmotropismo: respuesta de crecimiento al contacto.

A.3. CICLOSIS: Es el movimiento interno de la célula vegetal se evidencia por los movimientos cíclicos de los cloroplastos. Ej. En plantas acuáticas de acuarios Elodea.

B. EN ANIMALES: B.1. TAXIA: Son movimientos de traslación o desplazamiento propio de animales, protozoarios y bacterias ,determinados por un estimulo. Pueden ser: A.2. NASTIAS: Son movimientos no orientados por la fuente del estímulo, en respuesta a cambios térmicos, luminosos y de contacto y Se dan en una porción del cuerpo vegetal . Ej. Algunas flores se cierran en la noche y se abren por el día, el movimiento de una planta carnívora

-Fototaxia: movimiento de respuesta a la luz. -Quimiotaxia: movimiento de respuesta a sustancia química. -Geotaxia: movimiento a la gravedad. -Anemotaxia: Viento -Termotaxia: Estímulo térmico -Galvanotaxia: Estímulo eléctrico -Tigmotaxia: Estímulo mecánico -Osmotaxia: Estímulo a la presión osmótica Los animales también realizan movimientos de desplazamiento (taxias) como reptación, el vuelo, la marcha, la natación, el salto, el galope, etc.

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B.2. MOVIMIENTO AMEBOIDEO: Son movimientos de organismos unicelulares debido al flujo citoplasmático del ecto y endoplasma formando pseudopodos .Ej la ameba. B.3. MOVIMIENTO VIBRATILES: Se dan en organismos unicelulares que presentan cilios y flagelos. Ej Paramecium y Euglena

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definición es que son los cambios morfo-fisiológicos y de comportamiento de los seres vivos para soportar los cambios del medio ambiente y poder sobrevivir. Se transmite de generación en generación. El proceso de adaptación trae como resultado la evolución, ejemplos: El largo cuello de la jirafa ,el grueso pelaje de los osos polares

4.4.-IRRITABILIDAD. Es la capacidad de responder de diferentes maneras frente a estímulos externos de naturaleza física y química. Los estímulos, pueden producir respuestas en plantas y animales como:  Cambios en color  Intensidad y dirección de la luz  Variación de Tº, presión o sonido y ,  Cambios de la composición química de la tierra, agua o aire. •

En el hombre y animales superiores, algunas células responden a estímulos como:

 Bastones y conos de la retina responde a la luz.

4.6. CRECIMIENTO: Se refiere al aumento en el tamaño de un organismo, puede ser un aumento en el volumen de las células o un aumento en el número de células. Algunos organismos crecen hasta que mueren: Árboles. CRECIMIENTO

 Los botones gustativos de la lengua a estímulos químicos.  Las células especiales de la piel a cambios de Tº y presión.

4.7. HOMEOSTASIS: Es la capacidad de los seres vivos de poder mantener su estructura compleja y su medio interno en equilibrio constante.

Tener una vida sana, conlleva a un estado de salud óptimo, conlleva a un estado homeostático, sin enfermedad o disminuyéndola notoriamente 4.8. EXCRECION: Es la capacidad de los seres vivos de eliminar sustancias de desechos. 4.9. SECRECIÓN.- Capacidad para elaborar y expulsar sustancias útiles al organismo. 4.10. NUTRICION: Los seres vivos mediante su nutrición pueden ser: 4.5. ADAPTACION: Es responder y resistir a los cambios del medio ambiente (físicos y químicos) que persisten por periodos largos de tiempo. Otra

A. AUTOTROFOS: elaboran sus propios nutrientes por Ej. Las plantas verdes.

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B. HETEROTROFOS: no elaboran sus propios nutrientes y dependen de los autótrofos ej los animales. 4.11. REPRODUCCION: Es la capacidad de originar nuevos individuos parecidos a los progenitores utilizando un a huella genética contenida en el ADN. Puede ser en dos formas: A. REPRODUCCION ASEXUAL: No hay formación de gametos, son procesos mitóticos. Existen diferentes tipos: A.1. BIPARTICION O FISION BINARIA: Es la formación de dos individuos por división de la madre. Ej. Dinoflagelados, Chlamydomonas, etc. A.2. PLURIPARTICION: Mediante divisiones sucesivas de la célula madre se originan múltiples células. Ej. Plasmodium. A.3. GEMACION: Se da en organismos unicelulares (levadura) y pluricelulares (poríferos y celentéreos). Se forma a partir de una yema o brote, este crece hasta alcanzar un tamaño semejante a la célula original y luego se desprende. A.4. ENDODIOGENIA: Consiste en una gemación interna. A.5. ESCISION: Consiste en la división longitudinal o transversal de un organismo en dos o mas fragmentos que se transformaran en nuevos individuos. Ej en medusas A.6. FRAGMENTACION: Se da en los vegetales Ej. Papa, bulbos de cebolla, estolones de fresas. A.7. ESPORULACION: Consiste en la división progresiva de la célula original en numerosas células hijas. Pueden ser exosporas si se forman fuera y endosporas si se forman dentro de un esporangio. Ej. Helechos, algas, hongos, etc. B. REPRODUCCION SEXUAL: Consiste en la formación de gametos y esta relacionada con la meiosis. Los individuos que intervienen en la reproducción sexual son de sexo masculino y femenino. Algunos presentan gametos iguales (isogamia) y gametos diferentes (anisogamia).

4.12 RESPIRACIÓN .-Proceso de intercambio gaseoso. El organismo toma oxígeno, que utiliza para oxidar en su interior los nutrientes alimenticios y obtener energía. 4.13 EVOLUCIÓN.- Cambios graduales sufridos por los organismos hasta llegar a su estado actual

5.-ORGANIZACIÓN Y JERARQUIZACION DE LA MATERIA VIVA La organización biológica no es más que el reflejo del camino que siguió la evolución. La evolución ha precedido de lo sencillo a lo complejo, siendo sus principales niveles. 5.1. PARTICULA SUBATOMICA: Son partículas que conforman el átomo. Ej. Protón (+), electrón (-), neutrón(0). A su vez se subdividen en partículas más pequeñas: Kuarks.

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5.2.ATOMO: Es la partícula mas pequeña de un elemento y que conserva las propiedades de dicho elemento. Ej. H, C, N, O, etc. 5.3. MOLECULA: Combinación de dos o más átomos. Ej. H2O, C6H12O6, etc. 5.4. MACROMOLECULA: Se forma debido a la Unión de moléculas simples y específicas: (ejemplos: Carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos) aminoácidos forman proteínas; ácidos grasos y glicerol forman lípidos; los carbohidratos están formados por monosacáridos; los ácidos nucleicos están formados por nucleótidos. 5.5. COMPLEJO SUPRAMOLECULAR.- Surgen como producto de la interacción de las diversas macromoléculas: Glucoproteínas (mucina), virus. - virus: Constituyen una estructura proteica con ácido nucleico (ARN o ADN). Sólo pueden vivir en el interior de una célula viva, por lo tanto, son parásitos obligados. 5.6.: ORGÁNULOS CELULARES.-Es una asociación de complejos supramoleculares forman orgánulos celulares, es una estructura al interior de las células que realizan una función especifica. Ej. mitocondria, lisosomas, cloroplastos, Retículo Endoplasmático, Citoesqueleto, Cromatina, Ribosoma etc. 5.7. CELULA: Es la unidad de vida mas pequeña.

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Tejido muscular 5.9.ORGANO: Es una estructura dentro de un organismo generalmente compuesto de diversos tipos de tejidos que forman una unidad funcional.

Corazón órgano que se encarga de impulsar la sangre 5.10. SISTEMA: Dos o mas órganos que trabajan juntos en la ejecución de una función corporal especifica.

Ejemplo célula neurona 5.8. TEJIDOS: Es el conjunto de células semejantes que realizan una función.

Aparato (compuesto por diferentes órganos) digestivo 5.11.INDIVIDUO O ESPECIE (ORGANISMO): Es un ser vivo individual compuestas por la integración de los sistemas.

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Comunidad o Biocenosis + Biotopo = Ecosistema 5.15. BIOSFERA: Comprende todos los ecosistemas del planeta tierra.

Individuo u organismo 5.12. POBLACION: Conjunto de individuos de una misma especie que viven en un mismo espacio y tiempo determinado.Ej:Población de lobos marinos 5.13. NIVEL DE BIOCENOSIS o COMUNIDAD BIÓTICA.-Es conjunto de poblaciones que viven en un área geográfica común (Biotopo) y el mismo tiempo, y que interactúan entre si.

5.16.NIVEL ECÓSFERA: Reunión de hidrósfera, geósfera, atmósfera y biosfera.

Conjunto de poblaciones + Biotopo = Comunidad o Biocenosis 5.14. ECOSISTEMAS: Es un sistema natural vivo que está formado: Por un conjunto de organismos vivos (biocenosis o comunidad biótica) y el medio físico en donde se relacionan (biotopo).Es la unidad ecológica.

Ecosistema de la selva

CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS Las principales características son: a) Los seres vivos tienen estructura organizada compleja, basados en moléculas orgánicas. La vida en la tierra presenta niveles estructurales jerárquicos de los que cada vez uno se basa en el nivel previo y provee el fundamento para el nivel superior., Toda la vida esta construida sobre un fundamento químico que se basa en los elementos que forman luego las moléculas elementales. b) Los seres vivos adquieren materiales y energía de su medio y los convierten en diferentes formas. Esto se debe a su grado elevado de complejidad y organización, para crecer y reproducirse. Los organismos obtienen estos materiales

(nutrientes), del medio y los incorporan a sus propias moléculas. La energía que mantiene casi toda la vida proviene del sol (Luz), es decir la energía fluye desde el sol hacia casi todas las formas de vida y por último, se libera en forma de calor. c) Los seres vivos mantienen activamente su estructura compleja y su medio interno, proceso llamado homeostasis. Para permanecer vivos y funcionar eficazmente, los organismos deben mantener condiciones constantes dentro de su cuerpo (homeostasis). El mantenimiento se efectúa por una gran variedad de mecanismos automáticos. d) Los seres vivos crecen. Tal característica es obvia para las plantas, los pájaros, mamíferos, que

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inician su vida con un tamaño muy pequeño y durante el ciclo de la misma su crecimiento es evidente. e) Los seres vivos responde a estímulos de su medio. Capacidad de detectar y responder a estímulos en su medio interno y externo. Los animales han formado durante su evolución órganos sensoriales complejos y sistemas musculares que les permite responder a la acción de la luz, sonido, sustancias químicas, etc. Las plantas también cumplen esta función. f)

Los seres vivos se reproducen. La continuidad de la vida sucede porque los organismos se

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reproducen y dan origen a descendientes del mismo tipo. Los mecanismos por el cual los rasgos pasan de una generación a la siguiente se valen de una “huella genética” (DNA). g). Los seres vivos tienen la capacidad de evolucionar. Aunque las características genéticas de un organismo es casi la misma durante toda la vida, la composición genética de una especie, comprendida como en todo cambio a lo largo de muchos periodos de vida. Con el tiempo las mutaciones y la variabilidad en los descendientes proporciones diversidad en el material genético de una especie. En otras palabras las especies evolucionan.

6.-PROPIEDADES FISICO-QUIMICAS DE LA MATERIA VIVA El protoplasma se presenta bajo una forma especial conocido con el nombre de estado coloidal y contiene una variedad de compuestos inorgánicos y orgánicos. El estado coloidal es un caso particular de la materia entre el líquido y sólido, existiendo una fase dispersa o soluto formado principalmente por partículas muy pequeñas conocidas como partículas coloidales (micelas) y una dispersante o disolvente que es el agua. 6.1. CARACTERISTICAS DEL SISTEMA COLOIDAL: -Difunden con gran lentitud y no dializan -No se separan en sus componentes cuando están en reposo. -No son ópticamente homogéneos -Son transparentes o presentan opalescencia débil 6.2. TIPOS DE SISTEMAS COLOIDALES SEGÚN EL ESTADO FISICO DE LAS FASES

FASE DISPERSANTE Gas Gas

TIPOS DE SISTEMAS COLOIDALES FASE DISPERSA SISTEMA Gas Liquido

Mezcla gaseosa Aerosol liquido

Gas Liquido Liquido Liquido Sólido Sólido

Sólido Gas Liquido Sólido Gas Liquido

Aerosol sólido Espuma Emulsión Sol, suspensión Espuma sólida Gel, emulsión sólida

Sólido

Sólido

aleaciones

EJEMPLO Aire Niebla, nubes Spray Humo, polvo fino Jabonadura Mayonesa Pinturas Piedra pómez Gelatina queso, mantequilla perlas

6.3. ESTADOS Y PROPIEDADES DEL SISTEMA COLOIDAL 6.3.1. ESTADO DE SOL: Es semilíquido. Ej. Sangre, clara de huevo fresco. Este estado presenta las siguientes propiedades: A. VISCOSIDAD: Resistencia interna que presenta un líquido debido al movimiento relativo de sus moléculas. Se da en sustancias cuyas partículas son fuertemente hidrófilas es decir se rodean de moléculas de agua, cuando mas se rodean de agua la viscosidad aumentara porque las partículas son mas grandes. B. ADSORCION: Las partículas de influido son atraídos hacia la superficie de una partícula coloidal o de un sólido. El rompimiento se denomina elusión por lavado enzimático.

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C. MOVIMIENTO BROWNIANO: Es el movimiento caótico o desordenado que presenta las partículas (micelas) en un medio dispersante debido a la presencia de cargas iguales. D. EFECTO TYNDALL: Las partículas coloidales son capaces de reflejar las ondas luminosas o rayos de luz produciendo opalescencia. Parecido a lo que se observa cuando un rayo de luz ilumina el polvo de una habitación oscura. • Al hacer pasar un rayo de luz a través de una dispersión coloidal, el rayo de luz se ve en forma clara y nítida al atravesar el coloide, fenómeno que no sucede en una solución. Este efecto se debe a que las partículas coloidales son los suficientemente grandes como para dispersar la luz. E. ELECTROFORESIS: Es el transporte de las partículas coloidales debido a la acción de un campo eléctrico. También consiste en la separación de las partículas según su carga eléctrica. Las partículas coloidales con carga positiva se dirigen hacia el cátodo (-) Ej. Algunas proteínas y las que tienen carga negativa se dirigen al ánodo (+) Ej. Almidón. F. SEDIMENTACION: Las dispersiones coloidales son estables en condiciones normales, sin embargo sometidos a fuertes cambios gravitatorios se puede conseguir su sedimentación. G. DIALISIS: Es un proceso mediante el cual se separan las partículas dispersas de elevado peso molecular (coloides) de bajo peso molecular (cristaloides) a través de una membrana semipermeable.

Efecto Tyndall: La trayectoria de luz del faro se hace visible debido a las partículas coloidales de agua dispersas en el aire (niebla), además se observa la dispersión de la luz (la franja de luz se ensancha).

6.3.2. ESTADO DE GEL: Es semisólido. Ej. Gelatina, jalea, sangre coagulada. Presenta las siguientes propiedades: A. IMBIBICION: Las partículas coloidales absorben agua por lo tanto aumentan de tamaño. B. SINERESIS: Las partículas coloidales exudan agua. A nivel sanguíneo permite la retracción del coagulo sanguíneo con exhudación del suero.

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C. TIXOTROPIA: Es la propiedad por el cual ciertos geles al ser agitados se licuan y vuelven a solidificarse nuevamente. En otras palabras por acción mecánica se cambia de viscosidad del coloide, el estado coloidal pasa de SOL a GEL (gelación) y de GEL a SOL (solación). DISOLUCIONES VERDADERAS (MOVIMIENTOS MOLECULARES) Son las dispersiones en un líquido de un sólido cuyas partículas tienen bajo peso molecular Ej. Glucosa, NaCl en agua. Entre las propiedades de las disoluciones verdaderas de más interés se tiene a: Difusión y Osmosis. A. DIFUSION: Es el moviendo de solutos de una región de mayor concentración a una de menor concentración. Se debe a que las moléculas poseen energía cinética por tanto se mueven continuamente colisionando entre ellas y desplazándose en diferentes direcciones y al azar. B. OSMOSIS: Es el paso de solvente (agua) de un lugar de menor concentración de soluto a otro de mayor concentración de soluto a través de una membrana semipermeable. Para que se realice este fenómeno es necesario de la presión osmótica, es la presión mediante la cual el agua es forzada a desplazarse de una región donde hay mas agua a otra donde hay menos agua. En base a la variación de la concentración de las soluciones tanto en el interior como en el exterior de las células son tres tipos diferentes de soluciones biológicas. B.1. SOLUCIONES ISOTONICAS (0.9% NaCl): -Concentración de solutos: Igual dentro y fuera de la célula. -Concentración de agua: Igual dentro y fuera de la célula. -Flujo de agua: De afuera hacia dentro y viceversa. -Fenómenos: Ninguno B.2.SOLUCIONES HIPERTONICAS (1.6%NaCl): -Concentración de solutos: Mayor concentración fuera de la célula. -Concentración de agua: Menor concentración fuera de la célula -Flujo de agua: De adentro hacia fuera -Fenómenos: Las células se encogen (deshidratación). En los glóbulos rojos toma el nombre de Crenación. En células vegetales se denomina Plasmolisis. B.3.SOLUCIONES HIPOTONICAS (0.6% NaCl): -Concentración de solutos: Menor fuera de la célula -Concentración de agua: Mayor concentración fuera de la célula -Flujo de agua: De afuera hacia dentro -Fenómenos: Las células se hinchan producen turgencia. En glóbulos rojos se hinchan y luego se rompen toma el nombre de Hemólisis. En la células vegetales gracias a la pared no se rompe lo que existe es una presión ejercida y toma el nombre de Presión de Turgencia. Otras células se rompen y toma el nombre de Citólisis.

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SUSTANCIAS QUIMICAS PRESENTES EN LOS SERES VIVOS: Las sustancias químicas que conforman a los seres vivos se clasifican en BIOELEMENTOS Y BIOMOLECULAS: 1.-BIOELEMENTOS (bioatomos).-Son las sustancias mas simples que podemos encontrar en un ser vivo, cada uno de ellos consta de un solo tipo de átomo , ejemplo: carbono, sodio, potasio, hierro, calcio, oxigeno, etc. 2.-BIOMOLECULAS(moléculas biológicas).-Son sustancias complejas que resultan de la combinación de dos o mas bioelementos iguales o diferentes su vez pueden ser de dos tipos: A.-BIOMOLECULAS INORGANICAS.- Son aquellas que se caracterizan por tener pocos o ningún átomo de carbono, además no poseen enlaces carbono con carbono ejemplo: agua, gases y sales minerales B.-BIOMOLECULAS ORGANICAS.-Son aquellas que se caracterizan por tener abundante carbono, además pueden tener hidrogeno, oxigeno, nitrógeno y otros.En ellas si se encuentran enlaces carbono con carbono ejemplo: carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. A continuación se describen cada uno de ellos como temas independientes.

-

Glúcidos; presentes en el 1% de la materia viva. Lípidos; presentes entre el 2% - 3% de la materia viva. Proteínas; presentes entre 10 – 20% de la materia viva Ácidos nucleicos

Al hablar de los bioelementos nos referimos a los elementos químicos presentes en los seres vivos, de los 109 elementos químicos, 92 son de naturales y el resto artificiales. Se caracterizan por ser: de bajo peso atómico, menor calor especifico, muy activos, y ser muy abundantes en la biosfera. En el ser vivo se encuentran aproximadamente 26 de los 92 elementos. Por su importancia se dividen en primarios y secundarios: Los bioelementos se caracterizan por ser: • De bajo peso molecular • Muy activos • De bajo calor específico • Muy abundante en la biosfera Los bioelementos tienen las siguientes funciones fundamentales: • Tienen función estructural: C, H, O, N, P, S y Ca.

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• •

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Tienen función osmótica: K, Na, Cl. Tienen función catalítica: Mn, Zn, Co, Mo, Cr, Fe, Cu, Si, Al.

1. BIOELEMENTOS PRIMARIOS: Se llaman primarios porque siempre están presentes en el

Fósforo

Nitrógeno

Hidrógeno

Carbono

protoplasma y también dan origen a los principales compuestos orgánicos de los seres vivos (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos) que son las biomoléculas (principios inmediatos) presentes en todo ser vivo. Representan el 96 al 99% del total de los bioelementos y estos son: C, H, O, N, P, S. ( SPONCH) Es el constituyente universal de todos los seres vivos porque forma parte de cualquier molécula orgánica. Presenta la propiedad de autosaturación y tetravalencia.

Forma moléculas de agua y de las moléculas orgánicas. Al ionizarse proporciona iones de H+ que determinan la acidez del medio.

Componente de las proteínas y ácidos nucleicos (ARN y ADN). En forma molecular es el gas más abundante de la atmósfera (79%). Hay abundante N2 en plantas suculentas y de hojas verde oscuras.Plantas que crecen en suelos pobres son plantas pequeñas y de color verde pálido o amarillentas. Importancia: Componente de proteínas, ácidos nucleicos, fosfolípidos y ATP. Se encuentra en el interior de la célula como PO4.Se encuentra en los huesos y dientes en forma de cristales de hidroxiapatita. [(Ca)10(PO)4(OH)2].Formación de huesos y dientes, como fosfatos constituyen un sistema amortiguador fundamental de la sangre. Desempeñan un importante papel en la contracción muscular y actividad nerviosa. Forma parte de muchas enzimas. Participa en la transferencia de energía y es componente del ADN y ARN. Abunda en las células meristemáticas .Abunda en la maduración de semillas y frutas. Es necesario para ciertos procesos enzimáticos (Producción de alcohol a partir de azúcares, transformación de azúcar en almidones) Comentario: Aproximadamente el 80% se encuentra en los huesos y en los dientes. El resto esta distribuido en el músculo, células cerebrales y sangre. Ejerce mas funciones que los demás. El nivel de fósforo en sangre esta controlado por la hormona calcitonina (CT) y la hormona paratiroidea (PTH). Su exceso se excreta en orina y una pequeña parte en las heces. Las fuentes son productos lácteos, carne, pescado, aves y nueces.El afloramiento de agua profundas en la costa peruana (el fósforo abunda en esta agua) genera el desarrollo de fitoplancton

Azufre

Importancia: Componente de hormonas y vitaminas, regulan diversas actividades del organismo. Necesario para la síntesis de ATP por respiración celular. Componente de muchas proteínas especialmente de proteínas musculares. Es indispensable para la formación de clorofila; su deficiencia provoca un color verde pálido. Interviene en la composición de vitaminas B1 (tiamina) y B8 (biotina) o vitamina H. Forma parte de (La insulina, queratina, colágeno, Glutation (antioxidante celular), Glucósidos que dan el sabor característico a la mostaza, cebolla y rabanitos) Comentario: Constituyente de muchas proteínas (la inulina) transportadores de electrones de la fosforilación oxidativa y algunas vitaminas (tiamina y biotina). Se excreta en la orina. Algunas fuentes son carne vacuno, hígado, cordero, pescado, aves, huevo y queso.

2. BIOELEMENTOS SECUNDARIOS: No se encuentran en todos los seres vivos se encuentran en menor porcentaje del 1 al 4%. Se dividen en:

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Sodio

Calcio

2.1. MACROCONSTITUYENTES: U OLIGOELEMENTOS (0.9%) y son Ca, Na, K, Cl, Fe y Mg Importancia: Formación de huesos y dientes, coagulación sanguínea, es necesario para la contracción muscular y nerviosa normal (excitabilidad del tejido nervioso, liberación de neurotransmisores), Endocitosis y exocitosis. Motilidad celular. Movimiento cromosómico antes de la división celular. Metabolismo de glicógeno y síntesis y liberación de neurotransmisores. Forma esqueleto o caparazones de los moluscos en forma de CaCO3., es el mineral más abundante del cuerpo Comentario: Es el catión mas abundante del organismo. Aparece combinado con fósforo. Aproximadamente el 99% se almacena en el hueso y diente. El resto se encuentra en el músculo, otros tejidos blandos y el plasma. El nivel de Ca en sangre esta controlado por la calcitonina (CT) y la hormona paratiroidea (PTH). La absorción solo se produce en presencia de la vitamina D. El exceso de calcio se excreta en las heces y una pequeña cantidad en la orina. Las fuentes son la leche, yema de huevo, mariscos y verduras. Importancia: Influye de forma importante en la distribución del agua por osmosis, osea equilibrio osmótico. Forma parte del sistema de amortiguación del bicarbonato, interviene en la conducción del potencial de acción nerviosa y contracción muscular, interviene en el ingreso de aminoácidos a la célula, participa en el equilibrio ácido-básico e hídrico. Comentario: Es el catión y elemento mas abundante en el liquido extracelular (2/3 del total), 1/3 de total se encuentra en el esqueleto. Se excreta en orina y por respiración. La ingesta normal de NaCl (sal de mesa) aporta las cantidades suficientes, la carencia disminuye la asimilación proteica, la falta de sodio en aves origina la baja producción de huevos.

Potasio

Importancia: Interviene en la contracción muscular. Transmisión nerviosa y regula el equilibrio osmótico (aumenta la turgencia), Comentario: principal catión del líquido intracelular. Su exceso se excreta en orina. La ingesta normal de alimentos aporta las cantidades necesarias, favorece la captación de moléculas de agua alrededor de partículas coloidales citoplasmáticas, el tejido muscular presenta seis veces más potasio que sodio ( por eso cuando el potasio es deficiente en las gallinas, se observa debilidad en las patas).

Hierro

Importancia: Es componente de la hemoglobina (Fe2+)., es una proteína que transporta O2 en sangre. Componente de citocromos, que participan en la síntesis de ATP. Actúa como factor católico de animales y vegetales., interviene en la formación de: MioglobinaCatalasa, peroxidasa, y Citocromo de la cadena respiratoria Comentario: Aproximadamente el 66% se encuentra en la hemoglobina de la sangre. El resto esta distribuido en los músculos esqueléticos, hígado, bazo, y las enzimas. Ausencia produce clorosis y anemias. Se producen perdida fisiológicas de hierro por la caída del pelo, la descamación de las células epiteliales y mucosas, sudor, orina, heces, bilis, y en la sangre perdida mediante la menstruación. Las fuentes son: carne, hígado, mariscos, yema de huevo, legumbres, frutos secos, cereales. Importancia: Participa en el equilibrio osmótico, equilibrio ácido-básico de la sangre y en la formación del HCl en el estomago. Cumple papeles análogos a los del sodio .Abunda en la mucosa gástrica, orina, sudor y leche. Necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluido intersticial

Cloro

Comentario: Se encuentra en el líquido intracelular y en el extracelular. Es el principal anión del líquido extracelular. Su exceso se excreta en la orina. La ingesta normal de NaCl aporta las cantidades necesarias. Su carencia en vacas lecheras:    

Ocasiona descenso de la producción láctea. Pérdida de apetito y peso. Ojos sin brillo. Pelaje áspero y un decaimiento general.

Magnesio

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Importancia: Componente principal de la clorofila, es un pigmento fotosintético importante para la fotosíntesis se encuentra en los vegetales. Necesario para el funcionamiento normal del músculo y el tejido nervioso. Participa en la formación del hueso. Forma parte de muchas coenzimas. Su deficiencia esta unida a la diabetes, hipertensión, hipercolesterolemia, problemas del embarazo y espasmos vasculares. Es el segundo catión más abundante del L.I.C. (45%); el L. E. C. tiene el 1% de Mg. Actúa en le metabolismo de glúcidos: Activa enzimas de la vía glicolítica. Actúa en la síntesis de proteínas: Actuando como coenzima (ribosomas). Constituyente de las moléculas que se forman para el crecimiento y mantenimiento de tejidos. Regula el nivel de fósforo inorgánico. Desempeña importantes funciones en:  La actividad neuromuscular  La transmisión de los impulsos nerviosos, y  El funcionamiento del miocardio. Comentario: Componente de tejidos blandos y del hueso se excreta en la orina y heces. Presentes en diversos alimentos, tales como verduras, mariscos, granos de cereales.Se encuentra en los glóbulos rojos, poco en el suero.Los tejidos musculares contienen más Mg que calcio.

Cobre

2.2. MICROCONSTITUYENTES: o elementos de traza (0.1%).Estos son: Importancia: Forma parte de la hemocianina, es un pigmento respiratorio de los invertebrados acuáticos, moluscos y artrópodos. Es factor de crecimiento de animales y vegetales. Necesario con el hierro para la síntesis de hemoglobina. Componente de coenzimas de la cadena de transporte electrónico y de la enzima necesaria para la formación de melanina. Comentario: Parte se almacena en el hígado y bazo. La mayor parte se excreta en las heces, algunas fuentes son. Los huevos, harina de grano entero, remolacha, hígado, pescado, espinaca y espárragos, su deficiencia es muy rara, produce anemia hipocrómica y neutropenia. En la deficiencia de cobre son frecuentes:Las fracturas de huesos y malformaciones óseas, también se puede generar la ataxia zoética, produce desmielinización de neuronas de extremidades posteriores.

Cobalto

Importancia: Componente de la vitamina B12, es necesario para la eritropoyesis. Es activador de peptidasas (las peptidasas son enzimas digestivas que degradan proteínas).y otras enzimas. Comentario: componente de la vitamina B12 (cianocobalamina) la cual es anianemica, necesario para la formación de eritrocitos, del aminoácido metionina y para la síntesis de colina .En los toros aumenta el porcentaje de espermatozoides anormales

Flúor

Yodo

Importancia: Necesario para la síntesis de la hormonas tiroideas (Tiroxina y la Triyodotironina) en la glándula tiroides, que regula el índice metabólico. Comentario: Su deficiencia provoca el Bocio. Se excreta en la orina. Las fuentes son: los mariscos, sales yodadas y verduras. Importancia: Interviene en la estructura de los dientes (en forma de fluoruro, compuesto binario del flúor)Forma parte del esmalte dentario y de los huesos, inhibe la caries dental. Comentario: Su deficiencia provoca la caries dental.

Zinc

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Importancia: Necesario para el crecimiento normal y cicatrización de las heridas, el sentido del gusto y el apetito y para una cifra de espermatozoide normal en el varón. Es cofactor enzimatico de la anhidrasa carbónica, catalasas y fosfatasas. Acelera la mitosis, se concentra en el huso mitótico. Interviene en el control de la concentración de insulina en la sangre. Interviene en el metabolismo de proteínas y ácidos nucleicos. Participa en la síntesis del ADN.

Manganeso

Comentario: Su deficiencia puede producir un déficit inmunológico y una disminución en la capacidad de aprendizaje. Su exceso puede elevar el nivel de colesterol. Importancia: Activa varias enzimas. Necesario para la síntesis de hemoglobina, la formación de urea, el crecimiento, la reproducción, la lactancia, la formación de hueso. Interviene en la fotólisis del agua , durante el proceso de fotosíntesis en las plantas, Interviene en la degradación de proteínas y en la formación de huesos y cartílagos. Comentario: parte se almacena en hígado y bazo. La mayor parte se excreta en las heces.

SILICIO

LITIO

NÍQUEL

Cromo

Boro

Participa en los procesos de división celular.

Importancia: Necesario para el uso adecuado de los azucares de la dieta y de otros glúcidos. Contribuye a mantener los niveles de HDL en sangre y a disminuir los niveles de LDL. Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre Comentario: Se encuentra en altas concentraciones en la levadura de cerveza, también se encuentran en el vino y en algunas cervezas. Importancia.- Es necesario para la síntesis de insulina; activador de enzimas y factor antianémico.Es activador de la arginasa, y por lo tanto interviene en los procesos de formación de urea.

Importancia.-Actúa sobre los neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estados de depresiones.

Importancia.-Proporciona resistencia al tejido conjuntivo. Endurece los tejidos vegetales, como en las gramíneas.

COMPOSICION PORCENTUAL DE LOS BIOELEMENTO PRIMARIOS % Materi a Viva hombr e

C 20

H 9.5

O 63

N 2.5

P 1.1

S 0.1

18

10

65

3

1.1

0.25

ELEMENTOS COMUNES IMPORTANTES NE LOS SERES VIVOS % en el % en la Elemento Símbolo cuerpo tierra humano Hidrógeno H 0, 14 9, 5 Helio He trazas Trazas Carbono C 0, 03 18, 5 Nitrógeno N trazas 3, 3 Oxígeno O 47 65 Sodio Na 2, 8 0, 2 Magnesio Mg 2, 1 0, 1 Fósforo P 0, 07 1 Azufre S 0, 03 0, 03 Cloro Cl 0,01 0,2 Potasio K 2, 6 0,4 Calcio Ca 3, 6 1, 5 Hierro Fe 5 Trazas

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1.-EL AGUA Es la sustancia química más abundante en la materia viva. En el hombre representa 60-70% de su peso corporal así un hombre de 70Kg de peso tiene aproximadamente 42 litros de agua. En el embrión humano 94%. El 60% de los hematíes. El 75% en los músculos y el 92% en el plasma sanguíneo. En los límites inferiores están los huesos con un 22%, algunas semillas un 20% y la dentina de los dientes un 10%. Existe una relación directa entre el contenido en agua y la actividad fisiológica de un organismo. El agua se encuentra en la materia viva en tres formas:

 Agua circulante libre: Sangre.  Agua de imbibición: Se produce cuando se calienta la materia a 100 ºC.  Agua combinada: Aparece en las reacciones químicas. En la célula el agua se encuentra en 2 formas:

 

Libre: 95% del agua celular. Ligada: 5% del agua celular, se encuentra hidratando a las moléculas.

1. ESTRUCTURA MOLECULAR: Las moléculas de agua es una unión entre un oxigeno y dos hidrógenos unidos por enlaces covalentes polares, por lo tanto existirá una región positiva y otra negativa. Las moléculas de agua son pues dipolos. Entre ellas se establecen fuerzas de atracción llamadas puentes de hidrogeno. 2. PROPIEDADES: 2.1. EVEVADO CALOR ESPECÍFICO: Por ello falta mucho calor para elevar su temperatura, para elevar solo 1 ºC la temperatura de 1 litro de agua hace falta 1000 calorías. Esto la convierte como un estabilizador térmico del ser vivo a los cambios bruscos de temperatura. 2.2. ELEVADA CONSTANTE DIELECTRICA: Por tener moléculas polares el agua separa fácilmente a elementos, partículas, moléculas que tienen carga eléctrica (compuestos iónicos y compuestos covalentes polares como los glúcidos).

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El proceso de disolución se debe a que las moléculas de agua, al ser polares, Se disponen alrededor de los grupos polares del soluto, llegando en el caso de los compuestos iónicos: A desdoblarlos en aniones y cationes, que quedan así rodeados por moléculas de agua (solvatación iónica). 2.3. BAJO GRADO DE IONIZACION: Solo una molécula de cada 551 000 000 moléculas de agua se encuentra ionizada: H2O = H3O + OH(hidronio +hidroxilo). IONIZACIÓN DEL AGUA Y ESCALA DE PH

El agua no es un líquido químicamente puro, ya que se trata de una solución iónica que siempre contiene algunos iones H3O+ y OH- . (Se utiliza el símbolo H+, en lugar de H3O+). El producto [H+]·[OH-]= 10-14, se denomina producto iónico del agua, y constituye la base para establecer la escala de pH, que mide la acidez o alcalinidad de una disolución acuosa , es decir, su concentración de iones [H+] o [OH-] respectivamente. Definimos el pH como: pH=-log[H+] El pH del agua es 7 y lo consideramos neutro. Valores mayores serán básicos o alcalinos y valores menores ácidos.

[ ]

PARA EL AGUA PURA = H + = 10 −7

moles litro

SISTEMAS TAMPÓN O BUFFER

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Los organismos vivos soportan muy mal las variaciones del pH, aunque tan solo se trate de unas décimas de unidad, y por ello han desarrollado en la historia de la evolución sistemas tampón o buffer que mantienen el pH constante, mediante mecanismos homeostáticos. Las variaciones de pH, afectan a la estabilidad de las proteínas y, en concreto, en la actividad catalítica de los enzimas, pues en función del pH, pueden generar cargas eléctricas que modifiquen su actividad biológica. Los sistemas tampón que tienden a impedir la variación del pH cuando se añaden pequeñas cantidades de iones H+ o OH- consisten en un par ácido-base conjugada que actúan como dador y aceptor de de protones, respectivamente. Podemos citar otros tampones biológicos, como son el par carbonato-bicarbonato y el par monofosfato-bifosfáto. El pH normal de los fluidos corporales suele oscilar alrededor de 7, Plasma sanguíneo7,4 ; Saliva:6,35-6,95 ; Orina 5,8; jugo gástrico:2,1 etc

2.4. ALTO PUNTO EBULLICION: El agua hierve a 100ºC. 2.5. PUNTO DE CONGELACIÓN MUY BAJO .-El agua se congela a 0ºC , lo que le permite que los seres vivos puedan soportar temperaturas muy bajas 2.6. ALTO CALOR DE VAPORIZACION: Para que un gramo de agua se convierta en vapor se necesita 539,5calorias. 2.7. ALTA TENSION SUPERFICIAL: Se manifiesta como la resistencia a la ruptura que ofrece la superficie libre del agua. Para romperla se necesita una fuerza de 72,8 dinas de fuerza. Se debe a la formación de los enlaces puentes de H.

2.8. CONDUCTIVIDAD TERMICA: Permite la distribución homogénea del calor por todo el organismo. 2.9.- BUEN CONDUCTOR DE LA ELECTRICIDAD.-Permite la propagación de los impulsos nerviosos: Son básicamente fenómenos eléctricos. 3. FUNCIONES: 3.1. DISOLVENTE DE SUSTANCIAS: Es básica para la vida ya que prácticamente todas las reacciones biológicas se dan en el estado liquido.

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3.2. TRANSPORTE: El intercambio de sustancias ocurre principalmente en un medio acuoso, transporta alimentos a la célula y retira desechos para su eliminación . Ej. sangre, membrana celular, alvéolos pulmonares, etc. 3.3. ESTRUCTURAL Y PLASTICA: Da forma y volumen a las células.Al perder agua, las células pierden su turgencia natural, se arrugan y hasta pueden romperse. 3.4. MECANICA AMORTIGUADORA: Lubrica y protege a órganos internos Ej. Liquido sinovial (en las articulaciones de los huesos evitando entre ellos), pleuras, pericardio, etc. 3.5. TERMORREGULADORA: Se debe a su elevado calor específico y a su elevado calor de vaporización. Por ejemplo los animales al sudar expulsan agua, la cual para evaporarse toma calor del cuerpo y, como consecuencia, este se enfría. 3.5. REACTIVO: Así se tiene que cuando dos moléculas pequeñas se unen para formar otra mayor en una reacción de síntesis, suele eliminarse una molécula de agua. También en reacciones de hidrólisis, en las que una molécula orgánica se divide en dos partes por acción del agua, suele incorporarse el agua a los compuestos resultantes: 3.6. EQUILIBRIO ACIDO BASE: Si al agua se le añade una ácido o una base, aunque sea muy poca cantidad, estos niveles varían bruscamente. •

pH (Potencial de hidrogeniones): Es la medida que nos indica la concentración de iones de hidrogeno o hidrogeniones que contiene una solución. Esto nos determina mediante una escala del 1 al 14 la acidez y alcalinidad de una solución siendo 7 neutro. Menor de 7 es ácido y mayor de 7 es alcalino o básico. El pH de los fluidos que conforman los organismos vivientes se encuentran muy cerca de la neutralidad y con rangos de variación muy estrechos, lo que asegura el buen funcionamiento y manutención de sus moléculas.

Sustancia Jugo gástrico Jugo de limón Vinagre Aguas carbonadas Jugo de naranja Jugo de tomate Café Orina Saliva Liquido vaginal

pH 1.2-3.0 2.2-2.4 2 3.0-3.5 3.5 4.2 5.0 4.6-8.0 6.35-6.85 3.5-4.5

Sustancia Leche Agua destilada Sangre Semen Liquido cefalorraquídeo Jugo pancreático Huevos batidos Bilis Leche de magnesia Agua de cal

pH 6.6-6.9 7.0 7.35-7.45 7.2-7.6 7.4 7.1-8.2 7.6-7.8 7.6-8.6 10-11 12.3

2.- GASES CONCEPTO.-Son compuestos inorganicos que resultan de la combinación de un mismo elemento o dos elementos diferentes: Entre los principales se tiene a: O2: es el principal gas respiratorio mayormente se encuentra en forma molecular. CO2: gas mas soluble en el agua que al combinarse con H2O forma H2CO3 (ácido carbónico) que se ioniza formando HCO3 (ion bicarbonato). N2: Solo puede ser tomado por bacterias e incorporado en las plantas para fabricar proteinas.

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Cationes Aniones

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Na+1,K+1,Ca+2, Mg+2 Cl-1,SO-24,PO-34,CO-23,HCO-13,NO-13

El CO2 y O2 son gases que intervienen en la fotosíntesis 3.-SALES MINERALES 1. DEFINICION: Son compuestos inorgánicos que se encuentran en pequeña proporción en el protoplasma. Se encuentran en los seres vivos de tres formas: disueltas, precipitadas y asociadas. - Precipitadas: Constituyen estructuras sólidas insolubles son función esquelética. Ej. El carbonato de calcio (CaCO3) en las conchas de los moluscos, el fosfato calcico (Ca 3(PO4)2) y el carbonato calcico que, depositados sobre le colageno, constituyen los huesos, el cuarzo (SiO2) en los frustulos de las diatomeas y en las gramíneas. - Disueltas: dan lugar a los aniones y cationes los más importantes son:

-Asociadas: están asociadas a moléculas orgánicas suelen encontrarse junto a proteínas, como fosfoproteidos, junto a lípidos como fosfolípidos, y junto a glúcidos como agar-agar. • •

(CaCO3) Caparazones de crustáceos y moluscos (CaCO3) y caparazones silíceos de radiolarios y diatomeas.

2. FUNCIONES - Formar estructuras esqueléticas - Estabilizar dispersiones coloidales - Mantener un grado de salinidad en el medio interno - Constituir soluciones amortiguadoras - Actúan como cofactores

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- Regular el equilibrio ácido-base de la célula - Regular la presión osmótica de las células - Intervienen como Buffer.

Las bebidas rehidratantes buscan devolver el agua, energía y sales minerales perdidas con el esfuerzo físico

IMPORTANTES GRUPOS FUNCIONALES EN LAS MOLÉCULAS BIOLÓGICAS PROPIEDADES

TIPO DE MOLÉCULAS

GRUPO Hidrógeno (-H) A) Hidroxilo (-OH) B) Carboxilo (-COOH) C) Amino (-NH2) Fosfato (-H2PO4) Metilo (-CH3)

Polar o no polar, dependiendo de a qué Casi todas las moléculas orgánicas. átomo de H estén unidos; interviene en la condensación e hidrólisis. Polar, interviene en la condensación e hidrólisis. Ácido; cargado negativamente cuando disocia H+, interviene en enlaces peptídicos. Básico; interviene en uniones peptíicas.

Carbohidratos, alcoholes. Aminoáidos acidos grasos

ácidos

nucleicos,

Aminoácidos ácidos nucleicos.

Ácido; grupo acarreador de energía en Ácidos nucleicos fosfolípidos. ATP. No polar; tiende a producir moléculas Muchas moléculas orgánicas (lípidos). hidrofóbicas.

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La energía es fundamental para llevar a cabo cualquier actividad física, y esta energía es proporcionada mayormente por los lucidos Son los glúcidos mas simples, tienen un solo monómero, presentan de 3 a 8 carbonos, poseen dos 1. DEFINICION: Son compuestos químicos formados grupos funcionales aldehídos y cetónicos. Se por C;H;O. Su formula empírica es parecida a caracterizan por presentar sabor dulce, no CnH2nOn, es decir (CH2O)n, por ello se les suele llamar hidrolizables (no se pueden descomponer también hidrato de carbono o carbohidratos, este enzimaticamente en moléculas mas sencillas), son nombre es en realidad poco apropiado porque los sólidos, blancos, cristalizables, solubles en agua, átomos de carbono están enlazados a grupos reductores (reducen el licor de Fehling), son de bajo alcohólicos (-OH) llamados también hidroxilo, y a peso molecular, no dializan. Se nombran con la radicales hidrógenos (-H). Además siempre hay un terminación OSA. Se clasifican de acuerdo al número grupo cetónico (-CO-) o un grupo aldehído (-CHO). de carbonos y el grupo funcional que presentan: Así los glúcidos pueden definirse como polihidroxicetonas o polihidroxialdehidos. Pueden contener N, S y P pero sin que estos sean esenciales ALDOSAS(-CHO) CETOSAS(C=O) en su constitución. TRIOSA Gliceraldehido Dihidroxiaceton (3C) a TETROSA Eritrosa, treosa Eritrulosa 2. FUNCIONES (4C) 2.1 ENERGETICA: Los glúcidos son el primer Ribosa, Ribulosa, combustible energético y del 60-70% de la energía PENTOSA desoxirribosa, xilulosa que utiliza nuestro organismo nos la proporcionan (5C) arabinosa, los carbohidratos. Su valor calórico es de 4 Kcal/g xilosa, lixosa 2.2. RESERVA: se almacenan glúcidos en forma de Alosa, altrosa, Psicosa, fructosa almidón (vegetales) y glicógeno (animales). HEXOSA glucosa,manosa, (levulosa), 2.3. ESTRUCTURAL: Se encuentran en los ácidos (6C) gulosa, idosa, sorbosa, tagatosa nucleicos (ribosa y desoxirribosa), en la pared galactosa,talosa celular de los vegetales (celulosa), en el exoesqueleto HEPTOSA Heptulosa Pseudoheptulosa de los insectos y artrópodos (quitina). (7C) Principales monosacáridos: A. GLICERALDEHIDO Y DIHIDROXIACETONA: Son abundantes en el interior de las células ya que son metabolitos intermedios de la degradación de la glucosa. El gliceraldehido posee un átomo de carbono asimétrico y se puede distinguir dos isomeros espaciales o estereoisomeros el Dgliceraldehido (giro a la derecha) osea el –OH esta a la derecha y el L-gliceraldehido (giro a la izquierdo) el –OH esta a la izquierda. Como cada una de estas estructuras es una imagen especular de la otra, se las llama estructuras enantiomorfas. 3. CLASIFICACION: 3.1. MONOSACARIDOS:

B. RIBOSA: Es constituyente del ARN (Acido ribonucleico), ATP (Adenosin trifosfato), NAD, (nicotinamida-adenina-dinucleótido), FAD. (Flavinaadenina-dinucleótido),

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C. DESOXIRRIBOSA: Se diferencia de la ribosa por la falta de un oxigeno. Forma parte del ADN (Ácido desoxirribonucleico)

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M. HEPTULOSA: Es un compuesto intermedio en la degradación de la Ribulosa.

D. ARABINOSA: Forma parte del homopoli- sacárido llamado arabana que es componente de la goma arábiga o goma vegetal (ciruela y cereza). Es uno de los pocos glúcidos que se encuentra en la naturaleza con estructura L. E. XILOSA: Forma la xilana, se encuentran en la madera, paja, maiz, gomas vegetales, peptidoglucanos y glucosaminoglucanos. F. LIXOSA: Se encuentra en el músculo cardiaco, es constituyente de una lixoflavina. G. RIBULOSA: Desempeña un importante papel en la fotosíntesis ya que fija el CO2 introduciéndolo en el ciclo de calvin en los cloroplastos. H. XILULOSA: Es intermediario de la vía del ácido úrico, se le encuentra en la orina. I. GLUCOSA (DEXTROSA): Es el monosacárido mas abundante y energéticamente el mas importante. Constituye el azúcar del organismo. Tiene sabor moderadamente dulce y es fácilmente soluble en agua. Es abundante en frutas y verduras. Es componente de todos los disacáridos, es la unidad estructural del almidón, glucogeno y celulosa. Su importancia fisiológica radica en que después de ser absorbida en el tracto intestinal, pasa a torrente sanguíneo bajo el control de la insulina, una parte entra a las células hígado y el resto a todas las células del organismo especialmente las nerviosas musculares y adiposo. Los valores normales de glucosa en sangre es de 80-120 mg/100 ml. El exceso produce diabetes (mareos, lesiones en los riñones, afecta el cerebro, ojos, etc. Provoca la muerte). J. GALACTOSA: Es el componente de la lactosa (leche), se le encuentra también como elemento constitutivo de polisacáridos (gomas, pectinas, mucílagos) y asociados con lípidos formando cerebrósidos (tejido nerviosos) .Es mas soluble que la glucosa y menos dulce Se puede hallar en la orina. En los vegetales se les puede encontrar como galactana. El hígado puede convertirla en glucosa. K. MANOSA: Forma las manosanas, es un homopolímero presentes en las bacterias, levaduras, mohos y plantas superiores. Se obtiene también por hidrólisis del mana y gomas vegetales. l. FRUCTOSA (LEVULOSA): Es el más dulce de todos los azucares. Es fuertemente levogira. Se encuentra en jugos de frutas y miel. Su velocidad de absorción en el intestino es mucho más lenta que la glucosa. Se utiliza como fuente energética por los espermatozoides. Es la unidad estructural de la inulina (forma parte de los ajos, cebolla, alcachofa, etc).El hígado y el intestino pueden convertirla en glucosa.

Dos modos diferentes de clasificar a los monosacáridos según el número de átomos de carbono y según los grupos funcionales, indicados aquí en color. 3.2. DISACARIDOS: Se forman por la unión de dos monosacáridos simples, igual o diferentes con perdida de una molécula de agua formando un enlace glucosidico entre ambos monosacáridos. Se caracterizan por ser dulces, solubles en agua, hidrolizables, cristalizables y son reductores excepto la sacarosa y Trehalosa.

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A. SACAROSA (SUCROSA): Es la unión de una glucosa+fructosa, por enlace α -1,2 glucosidico. Se conoce como azúcar común, se obtiene a partir de la caña de azúcar, sorgo, piña, zanahoria y remolacha. Se le consume en forma granulada ya sea refinada (blanca) o poco procesada (rubia). Contribuye a mantener los valores normales de glucosa en sangre. No es reductor a Fehling. En la deficiencia de la sacarasa la mal absorción conduce a la diarrea y flatulencia. Es dextrogira B. LACTOSA: Es la unión de glucosa+galactosa unida por enlace α -1,4 glucosidico. Se le encuentra en la leche de os mamíferos es el único disacárido de origen animal, se produce en las glándulas mamarias. Tiene un sabor dulce moderado y es el menos soluble en agua. Son reductores. C. MALTOSA: Es la unión glucosa+glucosa unida por enlace α -1,4 glucosidico. En la naturaleza se puede encontrar en el grano germinado de la cebada. Se utiliza para la fabricación de cerveza y tostada es empleada como sustitutivo del café. Es llamada azúcar de malta. Se obtiene por hidrólisis del glucogeno y del almidón. Es muy soluble en agua. D. ISOMALTOSA: Es la unión de glucosa+glucosa unida por enlace α -1,6 glucosidico. No se encuentra libre en la naturaleza. Se obtiene por hidrólisis de la amilopectina y del glucogeno. E. CELOBIOSA: Es la unión de glucosa+glucosa unida por enlace β -1,4 glucosidico. Se obtiene por hidrólisis del la celulosa. No se encuentra libre en la naturaleza. F. TREHALOSA: Es la unión de glucosa+glucosa unida por enlace α -1,1 glucosidico. Se encuentra en la hemolinfa de los insectos y hongos.

3.3. TRISACARIDOS:

Están formados por tres monosacáridos entre ellos se tienen a: rafinosa, manotriosa, maltotriosa, rabinosa, raminosa, gencianosa y melecitosa. Solo describiremos a dos de ellos: A. RAFINOSA. Formado por glucosa+fructosa+galactosa. Se encuentra en la semilla del algodón y en la beterraga (remolacha) B. MALTOTRIOSA: Es un producto intermedio durante la digestión del almidón esta formado por glucosa+glucosa+glucosa. 3.4. POLISACARIDO: Formados por la unión de muchos polisacáridos de 10 a varios miles. Unidos por enlace O-glucosidico con la perdida de agua en cada unión. Tienen peso molecular elevado. No dializan. No son dulces.

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Pueden ser insolubles como la celulosa o formar dispersiones coloidales como el almidón. No poseen carácter reductor. Desempeñan funciones estructurales o de reserva energética. 3.4.1. HOMOPOLISACARIDOS: Son polisacáridos que están constituidos por un solo tipo de monosacáridos. Se tiene a:

A. ALMIDON: Propio de los vegetales. Se acumula en forma de gránulos de almidón dentro de las células en el interior de los leucoplastos. Esta formado por miles de glucosa. Al no estar disuelta en el citoplasma no influye en la presión osmótica interna y constituye una gran reserva energética de poco volumen. Se encuentra en forma abundante en las semillas (granos), tubérculos y legumbres. A partir de ellos se obtiene energía par realizar importantes funciones vitales. Tiene un aspecto de un polvo blanco muy fino (féculas) formando partículas insolubles en agua fría pero solubles en agua caliente (por ello deben consumirse cocidos). Su hidrólisis completa produce glucosa después de pasar por una serie de compuestos intermedios como dextrinas y maltosas. El almidón esta integrado por dos tipos de polímeros la amilosa en un 30% en peso y la amilopectina en un 70%. A.1. AMILOSA: Es un componente lineal que se dispone en forma helicoidal formadas por unidades de glucosa unidos por enlace α -1,4 se disponen 6 moléculas de glucosa por vuelta. Es soluble en agua dando dispersiones coloidales. Con yodo se tiñe azul. Por hidrólisis con ácidos o por acción de la amilasa en los animales da lugar a polisacáridos dextrina y luego maltosa. A.2. AMILOPECTINA: Componente ramificado y helicoidal, formado por unidades de glucosa mediante enlace α -1,4 con 6 moléculas de glucosa por vuelta. Cada 12 moléculas de glucosa aparece una ramificación en posición α -1,6. Es menos soluble en agua que la amilosa. Con yodo se tiñe rojo oscuro. Por hidrólisis con la amilasa aparecen moléculas de maltosas y dextrinas. B. GLUCOGENO: Es el polisacárido propio de los animales. Se encuentra abundante en el hígado y músculo. Forma dispersiones coloidales en el interior de la célula. Es un componente ramificado y helicoidal muy parecido a la amilopectina esta formado por unidades de glucosa mediante enlace α 1,4 . Cada 10 moléculas de glucosa aparece una ramificación en posición α -1,6. Con yodo se tiñe rojo oscuro. La amilasa la hidrolizan hasta maltosas y dextrinas. El proceso de formación de glucogeno partir de la glucosa se llamas glucogénesis y su degradación se llama glucogenólisis. C. CELULOSA: Es el polisacárido estructural mas importante que forma la mayor parte de las paredes celulares de las plantas, consiste en largas cadenas lineales de glucosa unidos por enlace β -1,4

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glucosidico. Solo algunos microbios como los que se encuentran en los tractos digestivos de vacas y las termitas pueden digerir a la celulosa. El hombre no puede digerir la celulosa porque carece de la enzima celulasa. La celulosa es componente de la fibra de la dieta diaria ayuda a la movilidad intestinal y actúa como ablandador de las heces evitando el estreñimiento. D. QUITINA: Constituidos por monómeros de un derivado de la glucosa que es el N-acetilglucosamina (no es azúcar simple) mediante enlaces β -1,4. Forma cadenas paralelas esta presente en la cubierta externa o sea el exoesqueleto de los insectos (artrópodos), cangrejos y arañas. También endurece las paredes celulares de muchos hongos. En los crustáceos se le encuentra impregnada de carbonato calcico lo que aumenta la dureza y su peso. .

E ARABANA: Constituida por solo Arabinosa. Se encuentran en diversas gomas y pectinas (goma arábiga y goma de cerezo) mediante enlaces β -1,5. F. XILANA: Constituido por xilosa por enlaces β -1,4. Se encuentra en la madera y en las cáscaras de las semillas. Es un constituyente de la pared celular de los vegetales. G. INULINA: Polisacárido formado por cerca de 40 moléculas de fructosa unidas en forma lineal. En fisiología se usa para medir la tasa de filtración glomerular. Se encuentra en los tubérculos, raíces de dalias, alcachofas y del diente de león. Es soluble en agua caliente. H. DEXTRANOS: Son polímetros de α -glucopiranosa mediante enlaces 1-6, y con ramificaciones en posición 1-2, 1-3, 1-4. Constituyen reservas en las bacterias y levaduras. 3.4.2.HETEROPOLISACARIDOS (HETEROSIDOS) : Son sustancias que por hidrólisis dan lugar a varios tipos distintos de monosacáridos o derivados de estos. Los más importantes son: A. HEMICELULOSA: Polisacárido mas pequeño que la celulosa, formado por xilosa, manosa o galactosa.

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Se encuentra cubriendo a las microfibrillas de celulosa en la pared celular. B. MUREINA O PEPTIGLUCANO: Constituido por Nacetilglucosamina y N-acetilmuramico y peptidos cortos. Se encuentran en la pared de las bacterias. C. PECTINA: Es un polímero de ácido galacturonico. Se encuentran en la pared de los tejidos vegetales abunda en la manzana, pera y el membrillo. Posee una gran capacidad gelificante y se usa para preparar mermeladas. D. ACIDO HIALURONICO: Formado por ácido glucoronico y N-acetilglucosamina se encuentra en el tejido conjuntivo unido íntimamente al colágeno, liquido sinovial de las articulaciones, el humor vítreo de los ojos, cordón umbilical y también en las cápsulas de las bacterias. E. QUERATAN SULFATO: Formado por Nacetilglucosamina, sulfato y galactosa. Abundante en el tejido cartilaginoso. F. CONDROITIN SULFATO: Formado por Nacetilglucosamina, sulfato y galactosa. Abundante en el tejido cartilaginoso. G. CONDROITINA: Es una sustancia constitutiva de los cartílagos, huesos y tejidos conjuntivos. Tiene estructura de doble hélice como los ácidos nucleicos. Contiene radicales esterificados con ácido sulfúrico. H. HEPARINA: Carbohidrato con efectos anticoagulantes. Se encuentran en la sustancia

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intercelular principalmente en ele hígado y el pulmón. Impide el paso de protombina a trombina impidiendo que coagule la sangre. Esta presente en animales hematófagos. I. AGAR AGAR: Se extrae de las algas rojas (rodophytas). Es muy hidrófila. Se utiliza en microbiología para preparar medios de cultivos. J. GOMA ARABIGA: Se da en los vegetales, sirve para cerrar las heridas de la plantas. En agua produce disoluciones muy viscosas. * FIBRA VEGETAL: Se define a la fibra alimentaria como la suma de lignina y los polisacáridos que no son hidrolizables por las enzimas endógenas del tracto digestivo. La lignina no es un carbohidrato pero forma parte de la madera y partes duras de la planta. Los polisacáridos que forman la fibra son la celulosa, hemicelulosa, pectinas, gomas, inulina y micilagos. La importancia de la fibra radica en: - Favorecen a un mayor volumen de las heces, por su presencia y por su capacidad de retener agua, esto favorece el peristaltismo del colon facilitando la evacuación. - Modifican la velocidad de transito de los alimentos en el intestino delgado. - Tiene la capacidad de absorber sustancias no deseadas (colesterol, sales biliares, y sustancias toxicas y favorece a su eliminación. - Modifican la velocidad de absorción intestinal. - Son fuente se ácidos de cadena corta producidas por fermentación bacteriana d en el intestino grueso.

El consumo excesivo de lípidos produce obesidad y perjudica nuestra salud

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1. DEFINICION. Compuestos por C, H, O y pueden tener P y N. Son insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos (acetona, éter, cloroformo, etc.).

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ácido, liberando un protón y queda en forma polar (COO-). El grupo carboxilo tiene carácter hidrófilo. B. PUNTO DE FUSION. Aumenta al incrementarse el número de carbonos de la molécula.

2.FUNCIONES.

3.1.1.2. PROPIEDADES QUIMICAS

2.1.ENERGETICA: Aportan el 20-30% de energía. Su valor calórico es de 9.4Kcal/g. 2.2.RESERVA: El exceso se almacena en el tejido adiposo en forma de triglicéridos. 2.3.ESTRUCTURAL: Forman parte de las membranas citoplasmáticas, mitocondriales, y otros, entre ellos se tiene a los fosfolípidos y el colesterol. Forman parte de las ceras del cabello, piel, plumas, hojas, etc. 2.4.TERMOAISLANTE: Se almacenan debajo de la piel, en el tejido adiposo, formando una capa que impide la perdida de calor. Ejm. Ballena y focas. 2.5.REGULADORA: Por medio de las hormonas esteroideas. 2.6.PROTECTORA: Alcolchonando diferentes zonas como las plantas del pie y mano, riñón. Protegen contra los golpes. 2.7.TRANSPORTE: Los ácidos biliares acompañan a las grasas facilitando la absorción intestinal. 2.8.RESERVA DE AGUA: Almacenada en la joroba de los camellos.

A. ESTERIFICACION: ACIDO GRASO + ALCHOL = ESTER + AGUA

B. SAPONIFICACION: ACIDO GRASO + BASE = JABON + AGUA.

3.1.2. CLASIFICACION DE LOS ACIDOS GRASOS A. ACIDOS GRASOS SATURADOS: Poseen enlaces covalentes simples, tienden a ser sólidos constituyendo la grasa animal y vegetal. Son difícilmente digeribles y su ingesta está relativamente relacionado con la aparición de enfermedades circulatorias. Fórmula general de un ácido graso saturado: CH3 – (CH2)n - COOH - Ácido Butírico CH3-(CH2)2-COOH (mantequilla) C3 H7 COOH ÁCIDO BUTÍRICO (Fórmula Condensada)

3.CLASIFICACION 3.1.ACIDOS GRASOS. Son pocos abundantes en esta libre y se obtiene por hidrólisis de otros lípidos. Son cadenas hidrocarbonadas de tipo alifático que presentan en uno de sus extremos el grupo carboxilo –COOH. Se conocen alrededor de 70. 3.1.1.PROPIEDADES GRASOS.

DE

LOS

ACIDOS

3.1.1.1. PROPIEDADES FISICAS: A. Son insolubles en agua: Las cadenas se disponen en zigzag. Las cadenas poseen grupos metilenos (-CH2-) y grupos metilos terminales (-CH3) que actúan como grupo lipófilos capaces de formar enlaces de Van der Waals con otras moléculas lipófilos. El grupo carboxilo (-COOH) en agua se comporta como un

- Ácido Caproico CH3-(CH2)4-COOH (mantequilla, aceite de coco y palma) - Ácido Caprílico CH3-(CH2)6-COOH (aceite de coco y palma) - Ácido Cáprico CH3-(CH2)8-COOH (aceite de coco y palma) - Ácido Láurico CH3-(CH2)10-COOH (laurel, nuez, aceite de palma) - Ácido Mirístico CH3-(CH2)12-COOH (mantequilla, lanolina) - Ácido Palmítico CH3-(CH2)14-COOH (grasas de animales y vegetales) mas abundantes * - Ácido Esteárico CH3-(CH2)16-COOH (grasas de animales y vegetales) mas abundantes * - Ácido Araquídico CH3-(CH2)18-COOH (aceite de palta) B. ACIDOS GRASOS INSATURADOS. Poseen uno o más enlaces covalentes dobles, son líquidos formando generalmente de aceites vegetales. Son mas digeribles y beneficiosos y no provocan complicaciones. - Ácido palmitoleico tiene 16C y = en C9 (aceite de sardinas) - Ácido oleico tiene 18C y = C9 (aceite de olivo) CH3–(CH2)7–CH= CH– (CH2)7 – COOH Ácido oléico

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- Ácido linoleico tiene 18C y = en C9 y C12 (aceite de algodón, maíz, frijol y soya) - Ácido linolénico tiene 18C y = en C9,C12 y C15 (aceite de linaza) - Ácido araquidónico tiene 20C y =en C5,C8,C11 y C14 (grasas animales) * ACIDOS GRASOS ESENCIALES: Son aquellos que nuestro organismo no lo sintetizan y por lo tanto lo debemos obtener de los vegetales o de los animales ellos son: ácidos linoleico, linolénico y araquidónico.

3.2. LIPIDOS SIMPLES (HOLOLIPIDOS) 3.2.1. ACILGLICERIDOS (GRASAS NEUTRAS o SIMPLES) O TRIGLICERIDOS Se origina por combinar 1,2 ó 3 ácidos grasos más una molécula de glicerol. Los triglicéridos tienen 3 ácidos grasos, se almacenan en las células del tejido adiposo y representan la principal reserva energética de los animales y se transportan en el cuerpo como lipoproteínas (HDL,VDL). Si un acilglicérido esta compuesto de ácidos grasos insaturados será liquida y recibe el nombre de aceite. Si los ácidos grasos son saturados la molécula es sólida y se denomina sebo. En los vegetales y en animales de sangre fría hay aceites. En animales de sangre caliente hay sebo. Son insolubles en agua, son poco densas, flotan sobre el agua, son saponificables a la acción de bases o álcalis.

Glicerol 3 ácidos grasos triglicérido 3.2.2. CERIDOS O CERAS: Constituidos por un alcohol y un ácido graso, ambas de largas cadenas hidrocarbonadas. Son moléculas con un fuerte carácter lipófilo, por ello origina moléculas impermeables. Su principal función es actuar como recubrimientos en superficies para evitar la deshidratación y reducir el riesgo de infecciones. En animales recubren los pelos, plumas, piel, exoesqueleto de los insectos etc. En plantas recubren las hojas, tallos y frutos (cactus y plantas xerófitas). Aparecen mezclados con ácidos grasos libres y esteroides (ceras de abeja y avispas para la construcción de panales, lanolina, cera protectora de lana, cerumen del conducto auditivo externo, etc).

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3.3.LIPIDOS COMPUESTOS o HETEROLIPIDOS 3.3.1.HETEROLIPIDOS SAPONIFICABLES: Además de AG y alcohol tiene otros compuestos. 3.3.1.1.FOSFOLIPIDOS: Están compuestos de glicerol, ácido graso, ácido fosfórico y un compuesto que contiene un compuesto nitrogenado. Se encuentran en las membranas celulares son anfipáticos, un extremo hidrofóbico (2 cadenas de AG e insoluble en agua, colas) y otro hidrofílico (soluble en agua, cabezas).Los alcoholes pueden ser colina, inositol, serina , etanolamina, formando: -Fosfatidilcolina o lecitina, presentes en tejido nervioso, hígado, semen, sangre, bilis, pulmones como factor surfactante evitando el colapso alveolar y yema de huevo. -Fosfatidiletanolamina o cefalina, se encuentra en el cerebro y participa en la coagulación sanguínea. -Fosfatidilserina, se encuentra en el cerebro y plaquetas. -Fosfatidilinositol o lipositol. -Fosfotidilglicerina o cardiolipina, membranas bacterianas y tiene propiedades inmunológicas (defensas). -Plasmalógenos, llegan a constituir hasta el 10% de los fosfolípidos del encéfalo u de los músculos.

La molécula de fosfolípido. 3.3.1.2. ESFINGOLIPIDOS: Aparecen en membranas de células vegetales y animales, encontrándose en gran cantidad en el tejido nerviosos. Consta de esfingosina, ácido graso, ácido ortofosfórico y alcohol. El representante es la Esfingomielina presente en las vainas de mielina que protege los axones de las neuronas. Su ácido graso es el ácido lignocérico. 3.3.1.3. GLUCOLIPIDOS: Se caracterizan por poseer glúcidos, y carece de ácido ortofosfórico se dividen en: A. CEREBROSIDOS: Presentes en las membranas neuronales y vainas de mielina que rodean a los axones. Hay pequeñas cantidades en las células del riñón, hígado y bazo. Si tienen galactosa suelen proceder del cerebro y si tienen glucosa procede de neuronas del resto del sistema nervioso.

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B. GLANGLIOSIDOS: Se encuentran en las membranas de las sinapsis de las neuronas (en la sustancia gris del cerebro) y en los glóbulos rojos. Contiene ácido neuramínico (es el principal ácido siálico en los tejidos humanos con funciones receptoras)

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H. ESTRADIOL: Hormona encargada de regular los caracteres sexuales femeninos.

3.3.1.4. PROTEOLIPIDOS: Asociaciones lípidos con proteínas, su función es transportar grasas por la linfa y el torrente sanguíneo. 3.4. LIPIDOS DERIVADOS ó HETEROLIPIDOS INSAPONIFICABLES Carecen de ácidos grasos y alcoholes, no forman jabones, se disuelven en solventes orgánicos. Pueden ser: 3.4.1. ESTEROIDES: Tienen como unidad al esterano ciclopentano perhidrofenantreno, no son saponificables. Tienen gran importancia en el metabolismo son: A. HORMONAS SUPRARRENALES: se tiene a la: - ALDOSTERONA, que regula el funcionamiento de riñón disminuyendo la cantidad de sodio excretado. - CORTISOL, actúa en el metabolismo de los glúcidos regulando la síntesis del glucogeno. B. HORMONAS SEXUALES: La PROGESTERONA y ESTROGENOS, prepara los órganos reproductores para el proceso de gestación. La TESTOSTERONA es responsable de los caracteres sexuales masculinos. C. ESTEROLES: Es el grupo abundante se tiene a:

más numeroso y

C.1. COLESTEROL: Existe en las grasas de los animales, se encuentran en las membranas celulares dándoles estabilidad y cubiertas mielinicas, es una sustancia muy abundante en el organismo, en exceso puede causar la arterosclerosis. Es precursor de las hormonas suprarrenales y sexuales, ácidos biliares, vitamina D, etc. C.2. ACIDOS BILIARES: Se sintetiza en el hígado, encargadas de la emulsión y posterior absorción de los lípidos en el intestino. D. VITAMINA D: Se obtiene a partir del colesterol o ergosterol en los vegetales. Regula el metabolismo del calcio y su absorción intestinal. E. ERGOSTEROL: Existe en los vegetales y hongos (levaduras) a nivel de la membranas celulares, es importante por ser precursor de la vitamina D. F. COPROSTEROL: Existe en las heces como producto de la reducción por las bacterias intestinales. G. ESTIGMASTEROL, ESPINASTEROL Y SITOSTEROL: Son de diversos vegetales.

Dos ejemplos de esteroides.

3.4.2. TERPENOS O ISOPRENOIDES: Se forman por la unión de moléculas de isopreno. Se clasifican en: A. MONOTERPENOS: Tienen 2 isoprenoides, dan esencia a los vegetales (olor y sabor).Son el Mentol de la menta, el Alcanfor del alcanforero, la Carvona, el Pineno, el Limoneno del limón y el Geraniol del geranio. B. SESQUITERPENOS: Tiene 3 isoprenoides. El más conocido es el Farnesol interviene en la síntesis del escualeno que posteriormente dará el colesterol. C. DITERPENOS: Tiene 4 isoprenoides. Representados por el Fitol esta presente en la clorofila y es precursor de la vitamina A. D. TRITERPENOS: Son conocidos el Escualeno y el Lanosterol, son precursores del colesterol. E. TETRATERPENOS: Tienen 8 isoprenoides. Son los Carotenoides son pigmentos que actúan en la fotosíntesis y son precursores de la vitamina A, se dividen en carotinas de color rojo y xantofila de color amarillo. F. POLITERPENOS: Varios isoprenoides.El Caucho formando miles de moléculas de isopreno.

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Arnol Scharzeneger, famoso físico culturista, actor, y actual alcalde de California, y el luchador y físico culturista “Batista” ambos con gran masa muscular. Las proteínas son indispensables para la vida, no solo porque ayudan a formar músculos, sino también porque permiten el desarrollo de los huesos, cartílagos, tendones, piel, uñas, cabellos y demás órganos del cuerpo. Para tener proteínas es necesario consumir carne, huevo, leche, queso, menestras, germen de trigo, soya, etc. 1. DEFINICION: Son biomoléculas orgánicas cuaternarias constituidas por C, H, O, N y P, S, con una frecuencia menor Fe, Cu, Mg, I, etc. Son más abundantes de la célula. Se caracterizan por ser sólidas (cristal) incoloras, insípidas, termolábiles (a temperaturas altas se desnaturalizan), tienen elevado peso molecular por lo que no dializan. Sus monómeros o unidades básicas son los aminoácidos. 2. AMINOACIDOS: Son compuestos orgánicos que se caracterizan por poseer un grupo carboxilo (-COOH), un grupo amino (-NH2), una átomo de H y un radical R que es variable, todos unidos a un mismo átomo de carbono. El aminoácido. más simple es la glicina en que R es un átomo de H, en la alanina R es CH3, en la valina R. es C3H7; etc.

-Desvían la luz polarizada, excepto la glicina que es ópticamente inerte. -Absorben la luz ultravioleta Ej. tirosina, triptófano,fenilalanina. -Alto punto de fusión. -Todos los aminoácidos poseen un carbono asimétrico excepto la glicocola. 2.2. CLASIFICACION DE LOS AMINOACIDOS: La gran cantidad de proteínas que se conocen están formadas únicamente por 20 aa diferentes. Se conocen otros 150 que no forman parte de las proteínas. Los veinte aminoácidos que se encuentran en los sistemas biológicos se pueden clasificar en tres grandes grupos son: A. AMINOACIDOS ALIFATICOS El radical R es una cadena abierta y lineal derivada de la unión de grupos >CH2-CH3 .se dividen en: A.1. AMINOACIDOS NEUTROS: Son aminoácidos con igual numero de grupos amino y carboxilos y son: glicina(o glicocola), alanina, valina, leucina, serina, treonina, cisteína y metionina.

2 representaciones de la estructura general de un aminoácido 2.1. PROPIEDADES DE LOS AMINOACIDOS: -Son sólidos (cristales) solubles en agua. -Con actividad óptica -Son anfóteros actúan como ácidos y como bases. -Presentan sabor dulce, amargo, agrio.

A.2. AMINOACIDOS ACIDOS: Son aminoácidos con mayor numero de grupos carboxilos que de grupos aminos, son: ácido aspártico y ácido glutámico. A.3. AMINOACIDOS BASICOS: Son aminoácidos con mayor número de grupos aminos que de grupos carboxilos, son: lisina, arginina, asparagina, glutamina. B. AMINOACIDOS AROMATICOS

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El radical es una cadena cerrada, generalmente relacionada con el ciclo benceno. Son:fenilalanina y tirosina. C.AMINOACIDOS HETEROCICLICOS El radical es una cadena cerrada, generalmente compleja y con algunos átomos distintos de C. Son: Prolina, triptófano e histidina. *OTRA FORMA DE SIGUIENTE MANERA:

CLASIFICAR

ES

DE

LA

A. AMINOACIDOS CON CADENA R NO POLAR SIN CARGA O HIDROFOBICOS -5AA presentan cadenas alifáticas: alanina, valina, leucina, isoleucina, metionina (AA azufrado). -2AA con cadena lineal aromática:fenilalanina y triptófano. -1 AA que presenta un grupo imino: la prolina. B. AMINOACIDOS CON CADENA R POLAR SIN CARGA. -3 AA presentan grupo hodroxilo: serina, treonina, tirosina. -2 AA presentan grupo amida: asparragina, glutamina. -1 AA presenta grupo sulfidrilo (HS): cisteína 1 AA es el más simple:glicina. C. AMINOACIDOS CON CADENA R POLAR CON CARGA NEGATIVA -2 AA dicarboxilicos: ácido áspartico y ácido glutámico. D.AMINOACIDOS CON CADENA R POLAR CON CARGA POSITIVA -3 AA básicos:lisina,arginina,histidina. *LOS AMINOACIDOS DESDE EL PUNTO DE VISTA NUTRICIONAL. Los organismos heterótrofos pueden sintetizar la mayoría de los AA, aquellos que no pueden sintetizarse deben ser incorporados con la dieta, denominándose aminoácidos esenciales. En el ser humano son 10: arginina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano, valina. * ENLACE PEPTÍDICO: Es un enlace amida que se forma entre el grupo carboxilo de una AA con el grupo amino de otro, con eliminación de una molécula de agua. Independientemente de la longitud de la cadena polipeptídica, siempre hay un extremo amino terminal y un extremo carboxilo terminal que permanecen intactos. Cuando son pocos los AA que forman el péptido (menos de 10) se trata de un oligopéptido (dipéptido, tripéptido, etc.). Cuando el número de AA está comprendido entre 10 y 100 se trata de un polipéptido y si el número de AA es mayor de 100, se habla de proteínas.

3. ESTRUCTURA DE LAS PROTEINAS.

3.1.

ESTRUCTURA PRIMARIA: La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos de la proteína. Nos indica qué aminoácidos componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aminoácidos se encuentran. La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte. Ej. Insulina dos cadenas conectadas con puentes disulfuros y la mioglobina.

3.2. ESTRUCTURA SECUNDARIA: La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio. Los aminoácidos, a medida que van siendo enlazados durante la síntesis de proteínas y gracias a la capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una disposición espacial estable. Son:

A. LA ALFA HÉLICE. Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre sí misma la estructura primaria. Se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre el -C=O- de un aminoácido y el -NH- del cuarto aminoácido que le sigue.

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Diagrama de una proteína (enzima) cuya estructura secundaria incluye hoja beta plegadas (azul) y alfa hélices (roja). C. HÉLICE DEL COLÁGENO. El colágeno posee una disposición en hélice especial. La unión de tres de estas hélices alargadas da lugar a una molécula completa de colágeno.

3.3.

ESTRUCTURA TERCIARIA: La estructura terciaria informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una nueva conformación. Las conformaciones más frecuentes que adoptan las proteínas son globular y la filamentosa. Estructuras secundarias de las proteínas: la hélice alfa.

B. LA CONFORMACIÓN BETA. En esta disposición los aminoácidos no forman una hélice sino una cadena en forma de zigzag, denominada disposición en lámina plegada. Presentan esta estructura secundaria la queratina de la seda o fibroína.

A. CONFORMACION GLOGULAR: La estructura secundaria se pliega y tiene una forma esférica, estas proteínas son solubles en aguay en disoluciones salinas y se difunden con facilidad. Las conformaciones globulares se mantienen estables debido a la existencia de enlaces entre los radicales R de los diferentes aminoácidos. Aparecen dos tipos de enlaces uno fuerte de tipo covalente que es le puente disulfuro y el otro por enlaces débiles que son los puentes de hidrogeno, fuerzas de Van der Waals y puentes salinos. B. CONFORMACION FILAMENTOSA: Las proteínas que poseen este tipo de conformación son insolubles en agua y en disoluciones salinas.

Estructuras secundarias de las proteínas: la hoja plegada beta.

3.4. ESTRUCTURA CUATERNARIA: Esta estructura informa de la unión, mediante enlaces débiles (no covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protómero. El número de protómeros varía desde dos, como en la hexoquinasa; cuatro, como en la hemoglobina, o muchos, como la cápsida del virus de la poliomielitis, que consta de sesenta unidades proteicas. También poseen este tipo el colágeno y la queratina. ESTRUCTURA DE LOS POLIPÉPTIDOS Se han hecho grandes avances en este campo mediante la técnica de difracción de rayos X.

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Niveles de organización en la estructura de los polipéptidos:

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· Las arañas y los gusanos de seda segregan fibroína para fabricar las telas de araña y los capullos de seda, respectivamente. 4.2. FUNCION ENZIMATICA. Las proteínas con función enzimática son las más numerosas y especializadas. Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas del metabolismo celular. Se conocen unos mil: la ribonucleasa, la tripsina,las catalasas,las peroxidasas, los citocromos, etc. 4.3. FUNCION HORMONAL. Algunas hormonas son de naturaleza proteica, como la insulina y el glucagón (que regulan los niveles de glucosa en sangre), o las hormonas segregadas por la hipófisis, como la del crecimiento o la adrenocorticotrópica (que regula la síntesis de corticosteroides) o la calcitonina (que regula el metabolismo del calcio), la tiroxina y la hormona del crecimiento.

4. FUNCIONES DE LAS PROTEINAS. Las proteínas determinan la forma y la estructura de las células y dirigen casi todos los procesos vitales. Las funciones de las proteínas son específicas de cada una de ellas y permiten a las células mantener su integridad, defenderse de agentes externos, reparar daños, controlar y regular funciones, etc. 4.1. FUNCION ESTRUCTURAL: -Algunas proteínas constituyen estructuras celulares como los Microtúbulos, lo cilios y flagelos formados por tubulina. -Ciertas glucoproteínas forman parte de las membranas celulares y actúan como receptores o facilitan el transporte de sustancias. -Las Histonas, forman parte de los cromosomas que regulan la expresión de los genes. -Otras proteínas confieren elasticidad y resistencia a órganos y tejidos: · El colágeno del tejido conjuntivo fibroso. · La elastina del tejido conjuntivo elástico. · La queratina de la epidermis.

La hormona folículo estimulante permite la formación de óvulos en los ovarios 4.4. FUNCION REGULADORA. Algunas proteínas regulan la expresión de ciertos genes y otras regulan la división celular (como la ciclina).

4.5. FUNCION HOMEOSTATICA. Algunas mantienen el equilibrio osmótico y actúan junto con otros sistemas amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno debido a su carácter anfótero. Otros como el fibrinógeno, impiden la pérdida de líquidos internos. 4.6. FUNCION DEFENSIVA. - Las inmunoglobulinas actúan como anticuerpos frente a posibles antígenos o partículas infecciosas. -La trombina y el fibrinógeno contribuyen a la formación de coágulos sanguíneos para evitar hemorragias. -Las mucinas tienen efecto germicida y protegen a las mucosas.

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- Algunas toxinas bacterianas, como la del botulismo, o venenos de serpientes, son proteínas fabricadas con funciones defensivas. 4.7. FUNCION DE TRANSPORTE. -La hemoglobina transporta oxígeno en la sangre de los vertebrados. -La hemocianina transporta oxígeno en la sangre de los invertebrados.(crustáceos u moluscos). -La mioglobina transporta oxígeno en los músculos. -Las lipoproteínas transportan lípidos por la sangre. -Los citocromos transportan electrones. -Permeasas regulan el paso de las moléculas a través de la membrana. -Seroalbúmina transporta compuestos químicos por la sangre. etc.

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-PROLAMINAS: Son proteínas ricas en prolina, son insolubles en agua Ejm: zeína (maíz), gliadina (trigo), hordeína (cebada) -PROTAMINAS: Se asociados a los ácidos nucleicos en lo espermatozoides de los peces;clupeina (arenque), esturina (esturión), salmina(salmón). -GLUTENINAS: Se obtiene de las semillas, son insolubles en agua pero solubles en ácidos o bases diluidas. Se diferencia de las prolaminas en que son coagulables por el calor. Ej.: glutenina (trigo), orizanina (arroz). -ALBÚMINAS: Son solubles en agua y en disoluciones salinas.Ejm: seroalbúmina (sangre), ovoalbúmina (huevo), lactoalbúmina (leche), globina (forma parte de la hemoglobina)

4.8.FUNCION CONTRACTIL. -La actina, tropomiosina, troponina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracción muscular. -La dineína está relacionada con el movimiento de cilios y flagelos. 4.9. FUNCION DE RESERVA La ovoalbúmina de la clara de huevo, la gliadina del grano de trigo y la Hordeína de la cebada, constituyen la reserva de aminoácidos para el desarrollo del embrión. La lactoalbúmina de la leche.

La clara de huevo es rica en albúmina -HORMONAS: insulina, hormona del crecimiento, prolactina, tirotropina -ENZIMAS: hidrolasas, oxidasas, ligasas, liasas, transferasas.etc. -HISTONAS: Son solubles en agua, están en el núcleo celular formando cromosomas. -GLOBULINAS: Son solubles en disoluciones salinas diluidas, algunas son solubles en agua. Ej: ovoglobulina (huevo), lactoglobulina (leche), fibrinógeno (sangre), Seroglobina (de la sangre se conocen tres seroglobulinas; las alfa-globina que se asocia a la hemoglobina, las beta-globulinas como las transferrina encargadas del transporte del hierro y las gamma-globulina o inmunoglobulina que constituyen los anticuerpos).

5. CLASIFICACION DE LAS PROTEINAS 5.1. PROTEINAS GLOBULARES: Las proteínas globulares son conformaciones de cadenas polipeptídicas que se enrollan sobre si mismas en formas intrincadas como un "nudillo de hilo enredado". El resultado es una macro estructura de tipo esférico. La mayoría de estas proteínas son solubles en agua y por lo general desempeñan funciones de transporte en el organismo. Las enzimas, cuyo papel es la catálisis de las reacciones bioquímicas, son proteínas globulares. Pertenecen a este grupo las siguientes proteínas:

5.2. PROTEINAS FILAMENTOSAS O FIBROSAS. Las proteínas fibrosas se constituyen por cadenas polipeptídicas alineadas en forma paralela. Esta alineación puede producir dos macroestructuras diferentes: fibras que se trenzan sobre si mismas en grupos de varios haces formando una "macro-fibra", como en el caso del colágeno de los tendones o la ∞-queratina del cabello; la segunda posibilidad es la formación de láminas como en el caso de las β -queratinas de las sedas naturales. Las proteínas fibrosas poseen alta resistencia al corte por lo que son los principales soportes estructurales de los tejidos; son insolubles en agua y en soluciones

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salinas diluidas y en general más resistentes a los factores que las desnaturalizan. -COLÁGENOS: En tejidos conjuntivos, cartilaginosos (tendones, cartílagos y huesos), tegumentarios y en la parte orgánica del hueso. A partir de su insolubilización con taninos se consigue el curtido de pieles y a partir de su despolimerización e hidratación se puede obtener gelatinas de interés alimenticio. En las moléculas de colágeno se incluyen dos aminoácidos a parte de los 20 conocidos y son la hidroxiprolina y la hidroxilisina. -QUERATINAS: En formaciones epidérmicas: pelos, uñas, plumas, cuernos, callos, lana, etc. Son ricas en cistina formada por la unión de dos cisteínas.

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A. CROMOPROTEINAS: El grupo prostético es un pigmento y se dividen en: A.1. PIGMENTOS PORFIRINICOS: Todos poseen un anillo tetrapirrilico o porfirina en cuyo centro aparece un catión metálico. Si es el ión ferroso (Fe+2) se llama grupo hemo, Ej. la Hemoglobina y la Mioglobina (transportan O2 en sangre y músculo respectivamente). Si es el ión férrico (Fe+3) se llama grupo hemino, Ej. las enzimas Peroxidasa y Catalasa. En otras moléculas el Fe+2 se oxida a Fe+3 como es el caso de los Citocromos. Si el catión es cobalto (Co+2) Ej. la Vitamina B12 o Cianocobalamina. Si en el Mg+2 es la Clorofila. A.2. PIGMENTOS NO PORFIRINICOS: Los mas importantes so la Hemocianina pigmento que posee Cu y aparece en crustáceos y moluscos. Hemeritrina es un pigmento respiratorio que contiene Fe se encuentra en gusanos marinos y braquiópodos. La Biliverdina (de color verde) y bilirrubina (color amarillo-marrón) son pigmento de la degradación de la hemoglobina se tiene lugar en el hígado, bazo y médula ósea, son expulsadas por las heces dándole el color respectivo.

Pelo humano compuesto fundamentalmente por la proteína queratina visto en microscopio electrónico -ELASTINAS: Su característica es la elasticidad, no producen gelatina. Aparecen en tendones, ligamentos y vasos sanguíneos. -FIBROÍNAS: En hilos de seda, (arañas, insectos),se caracterizan por su gran resistencia mecánica. -FIBRINA: Coagulación de la sangre -ACTINA: Formación de microfilamentos en el citoesqueleto, movimiento contráctil y músculo. -DESMINA: Estructura que sirve de armazón dentro de la célula, en células musculares. -LAMINA: Estructura de la membrana celular. -RESILINA: Articulaciones de las alas de los insectos. -ESCLEROTINA: Exoesqueleto de los artrópodos de la rigidez. -ESPECTRINA: Se encuentran en los eritrocitos junto a la actina. -MIOCINA: Músculos 5.3. HETEROPROTEIDOS CONJUGADAS.

O

PROTEINAS

Cuando están constituidas por dos moléculas diferentes un grupo proteico (proteína) y un grupo prostético(parte no proteica),según su grupo prostético se clasifican en:

B. GLUCOPROTEINAS: El grupo prostético son glúcidos. Pertenecen a este grupo las hormonas. Hormona luteinizante (LH), Hormona estimulante del folículo (FSH), Hormona estimulante de la tiroides (TSH). Las Inmunoglobulinas, constituidas por 4 moléculas proteicas y dos moléculas de glúcidos. Las mucoproteinas coma la Mucina (Saliva, líquidos sinoviales, mucoides que recubren tendones y huesos). La Ribonucleasa. C. LIPOPROTEINAS: El grupo prostético está constituido por ácidos grasos. Aparecen en las membranas citoplasmáticas, mitocondriales, retículo endoplasmático; Lipoproteína de alta densidad (HDL), Lipoproteína de baja densidad (LDL), Lipoproteína de muy baja densidad (VLDL) que transportan lípidos en la sangre. D. FOSFOPROTEINAS: El grupo prostético es el ácido ortofosfórico.La Caseína de la leche, la Vitelina en la yema de huevo,Pepsina degrada proteínas.

E. METALOPROTEINAS: El grupo prostético es un metal. Hemocianina(Cu), Ceruloplasmina(Cu),Insulina(Zn),Ferritina (Fe),Transferrina(Fe). F. NUCLEOPROTEINA: Cromatina (ADN+histonas) , virus (ADN o ARN+capside). 6. PROPIEDADES DE LAS PROTEINAS

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6.1. ESPECIFICIDAD: La especificidad se refiere a su función; cada una lleva a cabo una determinada función y lo realiza porque posee una determinada estructura primaria y una conformación espacial propia; por lo que un cambio en la estructura de la proteína puede significar una pérdida de la función. Además, no todas las proteínas son iguales en todos los organismos, cada individuo posee proteínas específicas suyas que se ponen de manifiesto en los procesos de rechazo de órganos transplantados. La semejanza entre proteínas son un grado de parentesco entre individuos, por lo que sirve para la construcción de "árboles filogenéticos" Las propiedades de las proteínas dependen de la estructura tridimensional en el medio acuoso, es decir, de los aminoácidos que se disponen en su superficie, que son los que constituyen el centro activo; también de los aminoácidos que se disponen hacia el interior, ya que son los que dan rigidez y forma a la proteína. Cada proteína tiene una conformación según su estructura primaria. Así, un pequeño cambio en la secuencia de aminoácidos provoca cambios en la estructura primaria, secundaria, terciaria, y por tanto pérdida de la actividad biológica. 6.2. DESNATURALIZACIÓN: Consiste en la pérdida de la estructura terciaria, por romperse los puentes que forman dicha estructura. Todas las proteínas desnaturalizadas tienen la misma conformación, muy abierta y con una interacción máxima con el disolvente, por lo que una proteína soluble en agua cuando se desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita. La desnaturalización se puede producir por cambios de temperatura,(huevo cocido o frito), variaciones del pH. En algunos casos, si las condiciones se restablecen, una proteína desnaturalizada puede volver a su anterior plegamiento o conformación, proceso que se denomina renaturalización. Pérdida de la estructura tridimensional o conformación, y por tanto también de la actividad biológica. Se produce al variar la temperatura, presión, pH, electronegatividad, etc. Esto provoca la rotura de los puentes de hidrógeno que mantienen las estructuras secundaria y terciaria, y las proteínas se convierten en fibras insolubles en agua. Si las condiciones son suaves, el proceso es reversible, y si el cambio es más drástico, es irreversible. 6.3. SOLUBILIDAD: Las proteínas globulares son solubles en agua, debido a que sus radicales polares o hidrófilos se sitúan hacia el exterior, formando puentes de hidrógeno con el agua, constituyendo una capa de solvatación. Esta solubilidad varía dependiendo del tamaño, de la forma, de la disposición de los radicales y del pH.

ENZIMAS Son proteínas con actividad catalítica en diversas reacciones metabólicas, necesaria para los seres vivos.

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PROPIEDADES DE LAS ENZIMAS: -ESPECIFICIDAD: Existe un tipo de enzima para cada sustrato. -ACTUAN EN PEQUEÑAS CANTIDADES: Cantidades íntimas son suficientes para transformar muchas moléculas de sustratos en productos. -SENSIBILIDAD: Debido a su naturaleza proteica. *COFACTORES ENZIMATICOS: Son sustancias de naturaleza no proteica requeridas para la actividad de algunas enzimas pueden ser de naturaleza: -Inorgánicas: Mg, Zn, Cu, Mn -Orgánicas: Vitamina B.

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1. DEFINICION: Son biomoleculas orgánicas pentarias, compuestas de cinco elementos químicos (carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo: CHONP), están constituidas por cientos o miles de unidades estructurales llamados nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster. Son insolubles en agua, tienen elevado peso molecular y no dializan. Fueron aislados por primera vez por Meischer en 1870 en los núcleos de células de pus. Los que dieron por primera vez la composición química y estructura molecular fueron Watson y Crick en 1953.

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Ribonucleótido y desoxirribonucleótido. Cada uno de estos puede ser de 5 tipos según la base nitrogenada (A, T, G, C, y U). Por ejemplo: Ribonucleótido de adenina, desoxirribonucleótido de timina, etc.

Son de suma importancia ya que controlan las funciones vitales como: reproducción celular, síntesis de proteínas, transmisión de caracteres hereditarios de generación en generación. 2. NUCLEOTIDO: Es la unidad o monómero de los ácidos nucleicos NUCLEOTIDO = NUCLEOSIDOS + ACIDO FOSFORICO. El nucleótido es un compuesto químico formado por la unión de una molécula de ácido fosfórico, un azúcar de cinco átomos de carbono y una base nitrogenada derivada de la purina o la pirimidina. Los nucleótidos son las unidades constituyentes de los ácidos nucleicos. También se encuentran libres en las células y forman parte de ciertas coenzimas.

2.1. NUCLEOSIDO: NUCLEOSIDO = BASE NITROGENADA + UNA PENTOSA Un nucleósido es una molécula monomérica orgánica que integra las macromoléculas de ácidos nucleicos que resultan de la unión covalente (unidos por enlace β -glucosídico.)

FORMACIÓN DE UN NUCLEÓTIDO.

entre una base heterocíclica con una pentosa que puede ser ribosa o desoxirribosa. Ejemplos de nucleósidos son la citidina, uridina, adenosina, guanosina, timidina y la inosina.

La base nitrogenada se une al carbono número uno de la pentosa, y el fosfato al número 5, formándose de esta manera un núcleotido, que puede ser de 2 tipos, según el azúcar:

Los nucleósidos pueden combinarse con un grupo fosfórico (ácido fosfórico: H3PO4) mediante determinadas quinasas de la célula, produciendo

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nucleótidos, que son los componentes moleculares básicos del ADN y el ARN. Los nucleósidos pueden ser de dos tipos, dependiendo de la pentosa que contengan: • •

Ribonucleósidos: la pentosa es la ribosa Desoxirribonucleósidos: la pentosa es la 2desoxirribosa

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2.2.2. PENTOSAS: Si la pentosa es una Ribosa, tenemos un ribonucleótido, estos tienen como bases nitrogenadas la adenina, guanina, citosina y uracilo. Si la pentosa es un Desoxirribosa, tenemos un desoxirribonucleósido. Estos tienen como bases nitrogenadas la adenina, citosina, guanina y timina.

2.2. COMPONENTES DE UN NUCLEOTIDO RIBOSA DESOXIRRIBOSA 2.2.3. ACIDO FOSFORICO: En la cadena de ácido nucleico une dos pentosas a través de una unión fosfodiester.

OTROS TIPOS DE NUCLEOTIDOS NOMBRE Adenosin trifosfato

2.2.1. BASES NITROGENADAS: Son compuestos orgánicos cíclicos A. Púrica: Guanina (G) y la Adenina (A). - Adenina: Presente en: ADN, ARN, ATP, NADP,FAD. - Guanina: Presente en: ADN, ARN, GTP (molécula que se utiliza como fuente de energía durante la síntesis de proteínas). B. Pirimidínica: Timina (T), Citosina (C) y Uracilo (U) - Citosina: presente en: ADN y ARN - Timina: exclusivo del ADN - Uracilo: exclusivo del ARN * En ciertos casos aparecen otros tipos de bases nitrogenadas en los Acidos Nucleicos. En el RNA de transferencia (RNAt) se encuentran a menudo bases como la N2-dimetilguanina, la hipoxantina o el dihidroxiuracilo. En el DNA se puede encontrar 5metilcitosina o 5-hidroximetilcitosina.

Uridin trifosfato Citidin trifosfato Guanosin trifosfato Timidita trifosfato Guanosin monofosfat o cíclico Adenosin monofosfat o cíclico

ABRE V. ATP

FUNCION

UTP

Se forma en la mitocondria (fosforilación oxidativa) y matriz citoplasmática (fosforilación a nivel de sustrato). Es utilizado en: transporte activo, glucólisis, movimiento ameboideo, flagela, ciliar, síntesis de glicógeno, división celular, etc. Biosíntesis de carbohidratos

CTP

Biosíntesis de lípidos

GTP

Biosíntesis de proteínas

TTP

Síntesis de ácidos nucleicos

GMPC

Disminuye el catabolismo de los glúcidos

AMPC

Acelera el catabolismo de glúcidos y síntesis de glucógeno

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Citosina

Esquema de una molécula de ATP (adenosín trifosfato).

Citidina

Purinas Nucleobase (BASES NITROGENADAS)

Nucleósido

Uracilo

Uridina

Adenina Adenosi na

LOS 4 NUCLEOTIDOS DEL ADN Guanina

Guanosina

Pirimidinas Nucleobase (BASES NITROGENADAS)

ADENINA Nucleósido

Timina Timidina

GUANINA

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3.CLASIFICACION DE LOS ACIDOS NUCLEICOS

3.1. ACIDO RNA).

RIBONUCLEICO(ARN

o

Una célula típica contiene 10 veces más ARN que ADN. El azúcar presente en el ARN es la ribosa. Esto indica que en la posición 2' del anillo del azúcar hay un grupo hidroxilo (OH) libre. Por este motivo, el ARN es químicamente inestable, de forma que en una disolución acuosa se hidroliza fácilmente. En el ARN la base que se aparea con la A es U, a diferencia del ADN, en el cual la A se aparea con T y C con G. Según las modernas teorías sobre el origen de la vida, parece bastante probable que el ARN fuese el primer biopolímero que apareció en la corteza terrestre durante el transcurso de la evolución. Están formados por una sola cadena, a excepción del ARN bicatenario de los reovirus. Se distinguen varios tipos de RNA en función, sobre todo, de sus pesos moleculares: . Los nucleótidos se polimerizan cuando el fosfato de uno de ellos se une al carbono número 3 del azúcar del siguiente nucleótido en una larga cadena, formándose enlaces:

A. RNA MENSAJERO (RNAm): Se sintetiza sobre un molde de ADN por el proceso de transcripción por el cual se copia el ARN a partir del molde del ADN, pasa al citoplasma y sirve de pauta para la síntesis de proteínas (traducción). Sus características son la siguientes: - Cadenas de largo tamaño con estructura primaria. - Se le llama mensajero porque transporta la información necesaria para la síntesis proteica. - Cada ARNm tiene información para sintetizar una proteína determinada. - Su vida media es corta. a) En procariontes el extremo 5´posee un grupo trifosfato b) En eucariontes en el extremo 5´posee un grupo metil-guanosina unido al trifosfato, y el extremo 3 posee una cola de poli-A En los eucariontes se puede distinguir también: - Exones, secuencias de bases que codifican proteinas - Intrones, secuencias sin información. Cada tres bases nitrogenadas forma un codon. B. RNA RIBOSÓMICO (RNAr): El RNA ribosómico (RNAr) está presente en los ribosomas, orgánulos intracelulares implicados en la síntesis de proteínas. Su función es leer los RNAm y formar la proteína correspondiente. Sus principales características son: - Cada ARNr presenta cadena de diferente tamaño, con estructura secundaria y terciaria. - Forma parte de las subunidades ribosómicas cuando se une con muchas proteínas. - Están vinculados con la síntesis de proteínas.

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C. RNA DE TRANSFERENCIA (RNAt): Son cadenas cortas de una estructura básica, que pueden unirse específicamente a determinados aminoácidos. Sus principales características son. - Son moléculas de pequeño tamaño - Poseen en algunas zonas estructura secundaria, lo que va hacer que en las zonas donde no hay bases complementarias adquieran un aspecto de bucles, como una hoja de trebol. - Los plegamientos se llegan a hacer tan complejos que adquieren una estructura terciaria - Su misión es unir aminoácidos y transportarlos hasta el ARNm para sintetizar proteinas mediante los anticodones. D. ARN NUCLEOLAR (ARNn): Sus características principales son: - Se sintetiza en el nucleolo. - Posee una masa molecular de 45 S, que actúa como precursor de parte del ARNr, concretamente de los ARNr 28 S (de la subunidad mayor), los ARN r 5,8 S (de la subunidad mayor) y los ARNr 18 S (de la subunidad menor) E. ARN u Sus principales características son: - Son moléculas de pequeño tamaño - Se les denomina de esta manera por poseer mucho uracilo en su composición - Se asocia a proteínas del núcleo y forma ribonucleoproteinas pequeño nucleares (RNPpn) que intervienen en: a) Corte y empalme de ARN b) Maduración en los ARNm de los eucariontes c) Obtención de ARNr a partir de ARNn 45 S.

ADN –TRANSCRIPCION- ARNm- TRADUCCION PROTEINA

3.2.ACIDO (ADN):

DESOXIRRIBONUCLEICO

Las cuatro bases nitrogenadas del ADN se encuentran distribuidas a lo largo de la "columna vertebral" que conforman los azúcares con el ácido fosfórico en un orden particular, (la secuencia del ADN). La adenina (A) se empareja con la timina (T) mientras que la citosina (C) lo hace con la guanina(G). La estructura primaria del ADN está determinada por esta secuencia de bases ordenadas sobre la "columna" formada por los nucleósidos: azúcar + fosfato. Este orden es en realidad lo que se transmite de generación en generación (herencia).No es exclusivo del núcleo por encontrarse en otros organelos. Esta relacionado con las histonas. Representa el material genético. Esta formado por cadenas antiparalelas. Estructura secundaria: es el modelo postulado por Watson y Crick la doble hélice, las dos hebras de ADN se mantienen unidas por los puentes hidrógenos entre las bases. Los pares de bases están formados siempre por una purina y una pirimidina,

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de forma que ambas cadenas están siempre equidistantes, a unos 11 Å una de la otra. Los pares de bases adoptan una disposición helicoidal en el núcleo central de la molécula, ya que presentan una rotación de 36º con respecto al par adyacente, de forma que hay 10 pares de bases por cada vuelta de la hélice. La A se empareja siempre con la T mediante dos puentes de hidrógeno(A=T), mientras que la C se empareja siempre con la G por medio de 3 puentes de hidrógeno (C=G) En Procariotas (así como en las mitocondrias y cloroplastos eucariotas) el ADN se presenta como una doble cadena, circular y cerrada, que toma el nombre de cromosoma bacteriano. No posee las histonas del cromosoma eucariota, pero se ha comprobado la existencia de proteínas y poliaminas de bajo peso molecular y de iones magnesio que cumplirían su función. El cromosoma bacteriano se encuentra altamente condensado y ordenado ("supercoiled" o superenrrollado). En virus, el ADN puede presentarse como una doble hélice cerrada, como una doble hélice abierta o simplemente como una única hebra lineal. En los Eucariotas el ADN se encuentra localizado principalmente en el núcleo, apareciendo el superenrrollamiento (trenzamiento de la trenza) y la asociación con proteínas histónicas y no histónicas. El ADN se enrolla (dos vueltas) alrededor de un octeto de proteínas histónicas formando un nucleosoma, estos quedan separados por una secuencia de ADN de hasta 80 pares de bases, formando un "collar de perlas" o más correctamente denominado fibra de cromatina, siendo la estructura propia del núcleo interfásico, que no ha entrado en división. Este collar de nucleosomas vuelve a enrollarse y cada 6 nucleosomas constituyen un "paso de rosca" por medio de Histona H1 formando estructuras del tipo solenoide.

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TIPOS DE ADN: Existen A, B, C, D, E y Z - ADN B: Es la forma más abundante en las células vivas - ADN A: Resulta de la modificaron del ADNB, mas rico en Na y K es el mas ancho. - ADN Z: Presenta giro a la izquierda, puede actuar como un antígeno es el más delgado.

ADN: Representa la especificidad y propiedad química los genes, unidades de herencia. Esta constituido por dos cadenas de polinucleótidos desarrollados en hélice alrededor de un eje común, y se cree que cada molécula esta formada por unos 30 000 nucleótidos. A su vez cada nucleótido está formado por: a) Ácido fosfórico b) Desoxirribosa (monosacárido). c) Base nitrogenada: T.

Purinas (Adenina y Guanina) A y G Pirimídicas (Citosina y Timina) C y

Una cadena de polinucleótido es una especie de filamento en el cual los nucleótidos están unidos por enlace según los nucleótidos están unidos por enlace según el esquema.

Si esta cadena se une con otra, base a base, se tiene la estructura del ADN.

Las bases de una cadena están unidas a las bases de la otro mediante enlaces (puentes) de H. Las bases que se yuxtaponen siempre son adenina con la timina y la citosina con la guanina.

ESTRUCTURA DEL ADN Localización de los enlaces de hidrógeno entre la timina y la adenina y entre la citosina y la guanina.

La estructura del ADN en doble hélice, en la que una cadena es complementaria de la otra, explica la duplicación del propio DNA y por tanto de los cromosomas. En una primera fase la hélice se desarrolla completamente; luego, empezando por un

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extremo cada cadena construye una cadena complementaria y precisamente la A se une a T, la C en G y así sucesivamente para toda la secuencia de polinuclótidos; las nuevas bases formadas de este modo permanecen unidas al filamento de origen, restableciéndose la doble hélice. FORMAS DE REPRESENTAR A LA MOLECULA DE ADN

PLANA

DOBLE HELICE EN ELESPACIO REPLICACIÓN DEL ADN

DIFERENCIAS ENTRE ADN Y ARN Lugar

Tipos

ATOMOS POR ESFERAS Y SU DISPOSICION ESPACIAL

REPRESENTACION PLANA DE LA MOLECULA

ADN Núcleo Mitocondrias Plastidios Cromosoma bacteriano ADN cromosómico

Estructura

Doble helice

Grupo acido Pentosa Bases púrica

Acido fosforico Desoxirribosa Adenina Guanina Citosina Timina Autoduplicable

Bases Pirimidicas Origen Función

Almacenamiento de información hereditaria

Distribución

En todos los seres vivos a excepción de ciertos virus animales

ARN Núcleo Ribosomas Citoplasma Mitocondria Plastidios ARNm ARNt ARNr ARNn Lineal (ARNm) Trébol(ARNt) Globular(ARNr) Acido fosforico Ribosa Adenina Guanina Citosina Uracilo Proviene del ADN Expresa la información hereditaria Transcripción Traducción En todos los seres vivos a excepción de ciertos virus vegetales.

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El ADN es una molécula única por su capacidad de autorreplicarse, es decir, sacar copias de sí misma. Para hacerlo debe desarrollarse y separar sus cadenas expandiendo las bases nitrogenadas. La ADN – polimerasa sintetiza una nueva cadena complementaria para cada cadena existente

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,colocando nucleótidos complementarios uniéndolos entre sí mediante enlaces fosfodiester.

y

Cada una de las moléculas hijas, conserva una de las cadenas de la molécula madre, por lo que se llama al proceso “replicación semiconservativa”. Este proceso tiene lugar en el núcleo de la célula, durante la interfase, en el periodo denominado “S” (Síntesis). extracto, capaz de inducir el cambio genético en las bacterias se llamó “principio transformador”. Fue recién en 1944 que se identificó este “principio transformador”. Avery, Mac Leod y Mc Carty aislaron el principio y lo identificaron como ADN. El ADN fue descubierto en 1871, pero nunca antes se la había relacionado a la herencia. b) Experimentos con bacteriófagos: El

LOCALIZACIÓN DE LOS GENES Los cromosomas son los portadores de las características hereditarias de los seres vivos. Están constituidos por un 73% de proteínas, 16% de ADN y un 11% de ARN. Inicialmente se pensó que las proteínas eran las portadoras de los genes, pero evidencias actuales demuestran que es el ADN quien lleva el material genético. 1. EVIDENCIA BIOLÓGICA: a) Transformación Bacteriana: Existen varias cepas de neumococo, la bacteria que causa neumonía. Una cepa incluye individuos con cápsulas, y que son capaces de producir neumonía. Otra capa de individuos que no posee cápsula, es incapaz de producir la enfermedad. En 1928, Fred Griffth, inyectó a ratones blancos una mezcla de bacterias no capsuladas con bacterias muertas capsuladas. Griffith esperaba que los ratones se mantengan sanos, como si se tratara de una inyección únicamente de bacterias no capsuladas. Sin embargo algunos ratones murieron, y al hacer examen de su sangre, se encontraron neumococos capsulados. De alguna manera las bacterias muertas indujeron a las vivas a sintetizar cápsula. A esto se le llamó “Transformación Bacteriana”. Se pensó entonces que habría una sustancia química que pos sí sola podría inducir el cambio y que provendría de las bacterias muertas. Para probar esto se obtuvo un extracto de cultivos de bacterias capsuladas. Al cultivar bacterias no capsuladas con este extracto, se obtuvieron algunas bacterias capsuladas, que causaban neumonía al ser inoculadas a ratones. La sustancia presente en el

1952, Alfred Hershey y Martha Chase experimentaron con un tipo de virus llamado “bacteriófago” o “fago”, que depende de las bacterias para replicarse. Los fagos se pegan a la pared bacteriana, y luego de un tiempo la bacteria estalla, dejando en libertad cientos de fagos hijos, idénticos al padre.

Los fagos son virus de estructura muy simple: una cubierta protéica que rodea al ADN viral. En esta estructura solo el ADN tiene fósforo y solo las proteínas de l cápsula contienen azufre. Hershey y Chase cultivaron fagos en un medio que contenía azufre y fósforo radioactivos. De esta manera obtuvieron fagos con marcas diferentes para su cubierta y su ADN. Luego pusieron en contacto estos fagos marcados, con bacterias no marcadas. Después de algún tiempo al examinar las bacterias, observaron que el azufre permanecía fuera de las células, y casi todo el fósforo se encontraba en el interior de ellas. Al estallar alguna de estas bacterias se liberaron fagos, alguno de los cuales poseían ADN marcado con fósforo radioactivo. 2. EVIDENCIA QUÍMICA a) Constancia en la cantidad y composición del ADN en una especie. En el ADN, A siempre se aparea con T, porlo tanto existe la misma cantidad de ambas bases en una molécula de ADN. Lo mismo ocurre entre G y C. Así tenemos: A=T G=C

A + G =T + C

Además se sabe que G establece una unión más fuerte con C que la que forman A con T. La razón es que en el primer caso se forman 3 puentes de hidrógeno, en lugar de los 2 puentes que se forman en el segundo caso. De esta manera, más fuerte será la unión entre dos cadenas mientras más pares G – C tenga la cadena. Si medimos la temperatura a la cual se desnaturaliza una molécula de ADN por separación

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de sus 2 cadenas (Tm), tendremos una idea de la proporción de G – C que ella contiene. Se notaron algunas peculiaridades en la composición de bases así obtenidas: - La cantidad y composición de ADN es la misma en todas las células de un individuo, o entre individuos de una misma especie, aun en ambientes y momentos diferentes. Por ejemplo: un ternero macho en España y una vaca en Australia tendrán ambos 80% de pares G – C en la estructura de su ADN. - La cantidad y composición del ADN es diferente entre individuos de especies diferentes. Esta diferencia es mayor mientras más distantes sean 2 especies en la escala evolutiva. De esta manera se pueden construir árboles evolutivos complejos. b)

Capacidad del ADN de autorreplicarse. El mecanismo de replicación semi conservativa del ADN asegura cada una de las moléculas hijas que se forman, y que pasarán alas células hijas en mitosis, lleven la misma información genética que la molécula madre. DESDE ADN HASTA PROTEÍNAS

Las proteínas son moléculas únicas, compuestas de una combinación variable de 20 amino ácidos. La secuencia en que se disponen las aminoácidos le da las características alas proteínas, habiendo un número ilimitado de posibilidades de combinación. Encontramos proteínas asociadas a cualquier estructura o función en la célula (enzimas, “bombas” de membrana, tubulina, histonas, citocromos, melanina, colágeno, hemoglobina, etc), pudiendo explicar las diferencias estructurales o de función entre individuos, directa o indirectamente, por las diferencias en alguna o algunas de sus proteínas. En 1941, George Beadle y Edward Tatum trabajando en moho del pan, descubrieron que los genes trabajan formando enzimas. Esto los llevó a formula la hipótesis de que “cada gen controla la síntesis de una enzima”. Actualmente se sabe que un gen es responsable de la síntesis de un polipéptido o una proteína cualquiera, y no únicamente una enzima, actualmente se acepta el postulado “un gen una proteína”. Hoy se cuenta con una gran cantidad de información de cómo pasa el mensaje del ADN hasta las proteínas. Es necesario un mensajero que lleve la información desde el núcleo, que contiene el ADN, hasta los ribosomas, que es el lugar donde se sintetizan las proteínas. Por esto el proceso debe ocurrir en 2 etapas: 1. TRANSCRIPCIÓN: Consiste en la síntesis de una molécula de ARNm (mRNA) a partir de la información contenida en un gen de la molécula de ADN. El proceso tiene los siguientes pasos:

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Proceso de transcripción y traducción del código genético. Tomado de: Mundo científico, Vol 4. 38, 1984. a) Una enzima, la ARN polimersa, reconoce el inicio del gen por una secuencia de bases nitrogenadas específica y se pega allí la cadena. b) Una porción de la molécula de ADN (un Gen) se desarrolla y separa sus 2 cadenas. c) La ARN polimerasa recorre el gen sintetizando una cadena complementaria de ARN utilizando ribonucleótidos y como molde la cadena de ADN. De esta manera se forman pares G – C y A – U. La molécula así sintetizada es el ARN mensajero, que tiene una secuencia de bases complementarias ala del gen. d) Cuando la enzima reconoce el final del gen, por su secuencia de bases, se separa del ADN; el ARNm también se separa y sale del núcleo, dirigiéndose hacia los ribosomas. 2.TRADUCCIÓN Consiste en el paso de información del ARNm (que se caracteriza por su secuencia de bases) a una proteína o polipéptido (que se caracteriza por su secuencia de aminoácidos). Para ellos requerimos de una forma de clave o equivalencia entre bases nitrogenadas y aminoácidos. Esta clave existe y se denomina Código Genético. Si establecemos una correlación uno a uno, solo podríamos codificar 4 aminoácidos, pues el ARNm solo tiene 4 tipos de bases diferentes. Pero en los seres vivos encontramos más de 20 aminoácidos y por lo tanto esta forma de codificación no sería adecuada. A ................ Aminoácido 1 U ................ Aminoácido 2 G ................ Aminoácido 3 C ................ Aminoácido 4 Sin en cambio utilizamos 1 par de bases nitrogenadas para codificar un aminoácido, entonces podremos codificar 16 aminoácidos (42). AA AU AG AC

UA UU UG UC

GA GU GG GC

CA CU CG CC aminoácido 16 Pero aún así tendríamos 4 aminoácidos de los 20, que quedarían sin código. Son por consiguiente, necesarios 3 bases nitrogenadas para codificar un aminoácido de una proteína (43).

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AAA AAU . . . UAA UAU . .

ACA ACU . . . . . . .

AUA

AGA

AUU

AGU

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MUTACIONES

UUA

. . .

UUU

.

. . .

. . .

. .

De esta manera formamos 64 tripletes de bases (codones) , que sobra para codificar 20 aminoácidos. Podremos incluso usar varios tripletes para codificar un solo aminoácido. Además nos permite tener algunos tripletes que indican final de una cadena de aminoácidos. Por el hecho de que existe más de un símbolo para un solo aminoácido, se dice que el código genético es “degenerado”, pero esto nos asegura que cualquier triplete “significa” algo. Estudios en biología molecular, han permitido descifrar el código genético, confirmando el modelo planteado. Se encontró que el código es exactamente el mismo en todas las especies hoy vivientes. Por esto se dice que el código s “universal” ALGUNAS “PALABRAS” DEL CÓDIGO GENÉTICO: Triplete Significado (aminoácido) AUG Metionina e inicio de cadena UUC ó UUU Fenil alanina GCU, GCC ó GCA Alanina Mecanismo de traducción: Algunos genes sintetizan otro tipo de ARN, el ARN de transferencia (ARNt). Existe uno o 2 tipos de ARNt para cada aminoácido, los cuales salen al citoplasma y se unen a su aminoácido respectivo. El ARNt tiene forma de hoja de trebol, en un extremo se ancha el aminoácido, en el extremo opuesto hay 3 bases que son el “anticodón”, y que son complementarias a un triplete del ARNm, que recibe el nombre de “codón”. El ARNm al llegar al citoplasma hace que se unan las 2 subunidades que forman un ribosoma, y se pega a este por su primer codón (codón de inicio). Luego se pega el anticodón correspondiente, quien deja su aminoácido y se retira. El ribosoma avanza al segundo codón del ARNm y llega un segundo ARNt con el anticodón correspondiente y otro aminoácido, este último se une al primero al separarse del ARNt. El proceso se repite hasta que toda la secuencia de codones del ARNm ha pasado pro el ribosoma para entonces ya se habrá formado una cadena polipetídica que se despende del ribosoma al igual que el ARNm.

Existen mecanismos de corrección de errores que controlan la transmisión de la información genética, pero de vez en cuando fallan y se producen las mutaciones. A nivel cromosómico, se pueden producir pérdidas parciales (supresión) durante el entrecruzamiento de cromosomas o en otras circunstancias. En ocasiones el fragmento perdido puede unirse nuevamente, pero en forma invertida (inversión), o en un cromosoma equivocado (traslocación). La no disyunción también produce alteraciones, esta vez en el número de cromosomas, obteniéndose un defecto o en exceso en el número de ellos. Todas estas condiciones traen alteraciones en a información genética del individuo que se forma. Las llamadas mutaciones puntuales, se producen a nivel de genes, cuando en la formación de una nueva cadena de ADN, se coloca una base de más o de menos, ocasionando que todos los codónes que siguen se lean inapropiadamente. Muchas de estas alteraciones son incompatibles con la vida, o son productoras de incapacidad reproductiva al individuo, y por lo tanto no trascienden más allá de la vida del mismo. Si esto no ocurre entonces se transmitirán a la descendencia. En este caso, si el cambio es favorable ala especie, la descendencia se hará cada vez más numerosa. Si es desfavorable tenderá a desaparecer. Las mutaciones son de vital importancia para los seres vivos, ya que posibilitan la evolución de las especies, que es uno de los factores que condicionan la supervivencia de estas. Se estima que un porcentaje de la descendencia de cualquier especie son individuos mutantes (1 a 10% en el humano), pero este porcentaje aumenta notablemente cuando los progenitores o el producto se someten a los llamados “Agentes mutagénicos” que pueden ser físicos (radiación electromagnética y radiación ionizante) o químicos (mostaza nitrogenada, formaldehído, etc). EL DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR. Enunciado inicialmente por James Watson y Francis Crick, establece que: - El ADN es capaz de autorreplicarse (Replicación). - EL ADN es capaz de transmitir información genética al arn (transcripción) - El ARN es capaz de expresar la información genética en proteínas (traducción).

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Con el descubrimiento de los virus ARN (contiene ARN como material genético en lugar de ADN) poseedores de una enzima: la TRANSCRIPTASA INVERSA, capaz de sintetizar ADN a partir de ARN, se hace necesario ampliar el dogma:

Las vitaminas son compuestos orgánicos necesarios en muy pequeñas cantidades para los organismos, pero que no se emplean como material de construcción ni como fuente de energía. En la mayoría de los casos las vitaminas son sintetizadas únicamente por las plantas y deben ser incluidas en la dieta de los animales. Las vitaminas funcionan con frecuencia como coenzimas. Distintos organismos necesitan diferentes vitaminas y lo que es una vitamina para una especie, puede ser un simple metabolito natural para otra. Por ejemplo , la mayoría de animales sintetizan su propia vitamina C, aunque el hombre junto con algunos de los primates mas desarrollados y algunos roedores no puede hacerlo. Algunas vitaminas se sintetizan en ciertas condiciones ambientales y no en otras, por ejemplo: la vitamina D se sintetiza en la piel en presencia de luz ultravioleta. CLASIFICACIÓN DE LAS VITAMINAS: 1-HIDROSOLUBLES: Son de estructuras química diversa. Todas excepto la B12. pueden ser sintetizadas por los vegetales. Todos sirven como coenzimas en las reacciones enzimáticas. Las vitaminas hidrosolubles son: las vitaminas del complejo B y la vitamina C. Las vitaminas del Complejo B son: B1 , B2, B5 , B6, B12, Niacina, Biotina y ácido fólico. 2. LIPOSOLUBLES: Son todas de estructura química similar. Ninguna de ellas funciona como coenzima. Son absorbidas a nivel del tracto digestivo, se requiere una normal absorción de grasas para poder absorberlas. El

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organismo es capaz de acumularlas en exceso produciendo efectos indeseables por ello. Las principales vitaminas liposolubles son: Vit. A, Vit. D, E y K.

CARACTERÍSTICAS DE LAS PRINCIPALES VITAMINAS: VITAMINA

FUNCIONES

Tiamina (B1)

Forma parte de coenzimas que intervienen en reacciones de descarboxilación. Constituyente de las flavoproteínas que son coenzimas de reacciones de óxido reducción (FAD). Componente del NAD y NADP que son coenzimas de reacciones de óxido reducción. Componente de coenzimas que intervienen en la síntesis de purinas y pirimidinas (constituyentes de ácidos nucleicos). Forma parte de la coenzima A(CoA) transportadora de grupos acetilo en la célula. Coenzima en el metabolismo de a.a. indispensable para la maduración y desarrollo de los eritrocitos. Tiene cobalto en su molécula. Actúa como agente reductor. Interviene en la síntesis de colágeno en el tejido conjuntivo.

Reboflavina (B2) Ácido Nicotínico (Niacina)

Ácido Fólico.

Ácido Pantoténico (B5) Cianocobalamina (B12)

Ácido Ascórbico (C)

Calciferol (D)

Tocofgerol (E)

K

Retinol (A)

SÍNTOMAS DE LA DEFICIENCIA

FUENTES IMPORTANTES

Beriberi, neuritis

Levadura, hígado, cereales integrales.

Glositis, estomatitis, faringitis.

Hígado, productos lácteos, huevos, verduras, pescado.

Pelagra (dermatitis, demencia y diarrea).

Levadura, carne, leche, pescado y trigo.

Anemia, Diarrea.

Vegetales de hojas verdes.

Dermatitis, enteritis.

Huevos, hígado, levadura.

Anemia Perniciosa.

Hígado, carne, huevos, leche.

Escorbuto

Cítricos, vegetales de hojas verdes.

Hígado de pescado. Por Raquitismo. acción de la luz solar un Aumenta la absorción Deficiencia de Calcio y precursor es intestinal de calcio y fósforo. Fósforo. transformado en Vit. D en la piel. Degeneración de los músculos y esterilidad Actúa como antioxidante. en las ratas. Leche, huevos, cerne, Tiene otros efectos aún No se ha demostrado legumbres. pocos conocidos. que produzca enfermedad en el hombre. Vegetales Cataliza la síntesis de de hojas verdes. Es protrombina y otros factores Hemorragias sintetizada por bacterias coagulates. intestinales. Ceguera nocturna, Productos lácteos . Precursor de los pigmentos desórdenes en la piel, Vegetales amarillos y de la visión. xeroftalmia frutas. (“ojos secos”)

RESUMEN MOLÉCULAS BIOLÓGICAS: Clases de moléculas

Principales subtipos Monosacárido: Azúcar simple.

Ejemplo Glucosa

Función Fuente de energía importante para las células; subunidad de la que están hechos la mayor parte de los polisacáridos. Sacarosa Principal azúcar transportada en los cuerpos de las plantas terrestres. Almidón Almacenamiento de energía en plantas Glucógeno Almacenamiento de energía en Celulosa animales Material estructural en plantas. Aceite, grasa Almacenamiento de energía en animales y algunas plantas. Ceras en Cubierta a prueba de agua en las hojas cutícula de y tallos de las plantas de tierra. plantas Fosfatidilcoli Componente común de las membranas na en las células.

Glúcidos: Generalmente contiene carbono, oxígeno e hidrógeno en proporción. Disacárido: Dos monosacáridos C1 H2 O1 unidos. Polisacárido: Muchos * Enlace presente: monosacáridos(generalmente GLUCOSIDIC glucosa) unidos. O Triglicérido: Tres ácidos graos Lípido: Contiene una unidos a un glicerol. alta proporción de Cera: Números variables de ácidos carbono e hidrógeno; grasos unidos a una cadena larga generalmente es no de alcohol. polar e insoluble en Fosfolípidos: Grupo fosfato polar y agua. dos ácidos grasos unidos a un glicerol. * Enlace presente: Esteroides: Cuatro anillos unidos Colesterol de átomos de carbono con grupos ESTER funcionales agregados. Aminoácido Proteínas: Cadenas de aminoácidos; contiene carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre. * Enlace presente: PEPTÍDICO Ácidos nucleicos de cadena larga Ácido Nucleico: Formados de subunidades de nucleótidos; pueden consistir en un solo nucleótido o en una cadena larga de nucleótidos Nucleótidos simples * Enlace presente FOSFODIESTER

Componente común de la membranas de células eucarióticas; precursor de otros esteroides como la testosterona y las sales biliares. Queratina Proteínas helicoidal, principal componente del cabello. Seda Proteínas en forma de lámina delgada; de la seda producida por la polilla y las arañas. Hemoglobina Proteínas globular compuesta de cuatro subunidades peptídicas; transporte de oxígeno en la sangre de los vertebrados. Ácido Material genético de todas las células desoxirribo- vivas. nucleico (DNA) Ácido Material genético de algunos virus; en ribonucleico las células vivas, es esencial en el (RNA) intercambio de información genética del DNA a proteínas. Trifosfato de Principal molécula transportadora de adenosina energía a corto plazo en las células. (ATP) Monofosfato Mensajero intracelular. de Adenosina cíclico (AMP cíclico)

Los virus son seres acelulares, extraordinariamente simples, cuyo nivel de organización los sitúa entre lo vivo y lo inerte; aunque son capaces de autoduplicarse en las células vivas, pierden por completo su funcionalidad cuando se los separa de las células que parasitan Los

virus fueron descubiertos de una manera indirecta, en el transcurso de una investigación sobre los agentes patógenos de ciertas enfermedades botánicas, por el científico ruso Ivanowski,(imagen) en 1892. lvanowski documentó la transmisión de

la

enfermedad del mosaico del tabaco a través de jugo extraído de las plantas enfermas. Pero no fue hasta 1898, cuando Lofter y Frosh pudieron demostrar la existencia del

virus

causante de dicha patología, el VMT. La aplicación de técnicas como la microscopia electrónica han permitido aclarar la estructura y naturaleza de los distintos tipos de

virus. Por otro lado, el desarrollo de la ultracentrifugación ha permitido separar a los virus de sus células huésped. ESTRUCTURA DE LOS VIRUS

Los virus constan de un ácido nucleico, una cubierta de naturaleza proteica y, en ocasiones, de una envoltura externa similar a la membrana plasmática de las células. El material genético puede ser ADN o ARN, pero en ningún caso ambos tipos. Las moléculas de ARN pueden ser lineales y monocatenarias (de una sola hebra), como el virus VMT y el de la polio, o lineales y bicatenarias (de doble hebra), como el reovirus. Igualmente, el ADN puede ser lineal y monocatenario (como los parvovirus), lineal y bicatenario (el virus del herpes), circular y monocatenario (virus que infectan a las bacterias, o bacteriófagos), o circular y bicatenario (como el virus del polioma). La cápsida es una cubierta de proteínas que rodea al material genético y que consta de varias subunidades o capsómeros.

La disposición que adoptan estos capsómeros da lugar a la forma externa de los virus, que pueden ser: poliédricos (normalmente con veinte caras, como el virus de la polio), helicoidales (en torno al ácido nucleico, como en el virus de la rabia) o complejos (formados por una cabeza, una cola y un sistema de anclaje). Este último caso es el de los bacteriófagos, compuestos por una cabeza o cápsida poliédrica, una cola o vaina helicoidal y una estructura de anclaje que consta de espinas y filamentos caudales. Cuando está presente, la envoltura externa está formada por lípidos y proteínas. Los lípidos son iguales a los que forman las membranas plasmáticas de la célula huésped, mientras que las proteínas son específicas de cada tipo de virus.

EL ATAQUE DE LOS VIRUS: Los animales hemos desarrollado diversas respuestas que excluyen o destruyen a los microorganismos, a otros invasores extraños y a las células que no son típicamente propias. Estas respuestas dependen de la actividad de una variedad de tipos de células de nuestra sangre, denominadas glóbulos blancos. Todas estas células blancas descienden de lo que denominamos células madre que están en la médula ósea. Normalmente la primera respuesta a un ataque de un depredador microscópico es inflamatoria. Esta respuesta no es especifica ya que simplemente implica el aislamiento y la destrucción indiscriminada del foco infeccioso mediante la utilización de algunas células de la sangre. Como sabemos, la sangre recorre el cuerpo atravesando venas y arterias. Generalmente reconocemos las venas y arterias como “caños” dentro de los cuales circula el importantísimo elemento que transporta alimentos y oxígeno a todas las células del cuerpo. Sin embargo, para poder llegar a cada una de las células corporales, los vasos sanguíneos tienen que ramificarse y achicar su tamaño. A los vasos más pequeños, los que sólo tienen una capa de células que los recubren y que hacen las veces de minipared, se los denomina capilares. Para producir la respuesta inflamatoria, las células que forman la pared de los capilares de la sangre que se encuentran en la proximidad del tejido infectado (normalmente la piel. producen la liberación de sustancias químicas (histamina, interferón y otras). Estas sustancias son capaces de abrir “orificios” en las paredes del capilar. De esta manera algunos glóbulos blancos pueden salir del torrente sanguíneo (que a la altura de los capilares es en realidad un arroyito), y junto con ellos sale también el líquido y otros componentes de la sangre. El paso de líquido a la zona afectada provoca la característica hinchazón del foco infeccioso, mientras que la actividad degradativa de las células muchas veces genera el espantoso fluido que conocemos como pus.

LA DEFENSA AL ATAQUE Si el predador microscópico pudo atravesar la primera barrera (la piel, por ejemplo) o si ocurre el contagio directo al interior del cuerpo a través de heridas, la única defensa que nos queda es lo que denominamos respuesta inmune. Esta respuesta inmune es altamente específica e implica fundamentalmente dos tipos de glóbulos blancos de la sangre: los linfocitos B y los linfocitos T. Cuando algún elemento extraño logra ingresar en nuestro cuerpo, los linfocitos B (que maduran en el bazo) comienzan a sintetizar una serie de moléculas que son capaces de inmovilizar al invasor. Estas moléculas se denominan anticuerpos, y tienen una forma característica que es complementaria a alguna estructura de la superficie externa de los invasores. De esta manera los anticuerpos encajan perfectamente en cada porción de la cobertura exterior de los microbios. Un microorganismo queda así en poco tiempo cubierto de anticuerpos. El proceso lo inmoviliza y, así, es fácil presa de otras células de la sangre, que literalmente se lo comen y lo destruyen. Los linfocitos T son células que maduran en el timo, y son responsables de la destrucción de los agentes infecciosos y de las células que los contienen. Algunos linfocitos T actúan directamente contra el invasor (citotóxicos) y otros lo hacen indirectamente (cooperadores). Los linfocitos T citotóxicos reconocen células que están infectadas con algún parásito intracelular y las destruyen (junto con el agente infeccioso que llevan dentro, claro), mientras que los linfocitos cooperadores aumentan la respuesta inmune.Sin la acción de las células cooperadoras la respuesta inmune hacia cualquier infección es muy suave e insuficiente. Así nuestra respuesta a la presencia de algún elemento extraño en la sangre es muy violenta. Tanto, que a nuestros depredadores no les queda otra salida que ser más veloces que nuestras defensas o cambiar. Muchos virus eligen la estrategia del camuflaje para evitar la acción de la respuesta inmune del huésped. Por ejemplo, el virus de la gripe cambia su estructura externa y se disfraza para que el huésped no lo reconozca.33 Otros, como el virus responsable del sida (síndrome de inmunodeficiencia adquirida), denominado virus de la inmunodeflciencia humana o VIH, han desarrollado una estructura totalmente diferente que les asegura su mantenimiento y proliferación en nuestro cuerpo a pesar de todos los mecanismos de inmunidad que mencionamos. El VIH invade (y destruye) principalmente las células T cooperadoras, y deja el sistema inmune de la víctima con una capacidad muy disminuida para responder contra las infecciones. En las etapas finales de la enfermedad, el virus invade otras células y tejidos del cuerpo, incluidos los del sistema nervioso. La deficiencia inmunológica termina afectando a los pacientes, ya que no pueden responder con eficacia contra otras infecciones y de esta manera quedan cada vez más expuestos a enfermarse. El virus del sida está presente en altos niveles en la sangre y en el semen de los individuos infectados y, por lo mismo, se transmite por contacto sexual (heterosexual u homosexual, oral, vaginal o anal), y a través del intercambio de sangre o de productos de la sangre.

CLASIFICACIÓN DE LOS VIRUS En función de los distintos parámetros que presentan, los virus se pueden clasificar de la siguiente manera:

VIRUS ARN E ARN MONOCATENARIO: Sin envoltura — Familia Leviviridae, cuya célula huésped es una bacteria, como el 1P501. — Familia Astroviridae: infectan a vertebrados, como el astrovirus humano 1. — Familia Barnaviridae: infectan a hongos, como el virus baciliforme de los hongos. — Familia Picornaviridae: infectan a los animales invertebrados, como el virus de la parálisis del grillo, o a los vertebrados, como el virus de la polio en humanos y el virus de la hepatitis A. Con envoltura — Familia Rhabdoviridae: parasitan a las plantas, como el virus de la necrosis de la lechuga, o a los vertebrados, como el virus de la rabia. — Familia Coronaviridae: parasitan a vertebrados, como el virus de la bronquitis infecciosa aviar. — Familia Paramyxoviridae: parasitan a vertebrados, como el virus del sarampión. — Familia Orthomyxoviridae: parasitan a vertebrados, como el virus de la gripe. — Familia Retroviridae: parasitan a vertebrados, como el virus del cáncer y del sida. — Familia Paramyxoviridae: parasitan a vertebrados, como el virus de la parotiditis. — Familia Togaviridae: parasitan a vertebrados, como el virus de la rubéola y el de la fiebre amarilla.

ARN BICATENARIO Sin envoltura — Familia Reoviridae: infectan a las plantas, como el virus tumoral de las heridas; a los invertebrados, como el orvovirus de la lengua azul, o a los vertebrados, como el virus de la diarrea en niños. — Familia Birnaviridae: infectan a vertebrados, como el virus infeccioso de la necrosis del páncreas. Con envoltura — Familia Cystoviridae: afectan a bacterias como el Phi 6.

VIRUS ADN ADN MONOCATENARIO Sin envoltura

— Familia Inoviridae: infectan a las bacterias, como el MVL1 o el M13. — Familia Microviridae: infectan a las bacterias, como el X174. — Familia Geminiviridae: parasitan a las plantas, como el virus del estriado del maíz. — Familia Parvoviridae: parasitan a los invertebradas, como el densovirus de Galleria que afecta a los artrópodos, o a los vertebrados, coma los virus de los perros y los cerdos. ADN bicatenario Sin envoltura — Familia Myoviridae o bacteriófagos, como el virus P2 y el T2. — Familia Corticoviridae o bacteriófagos, como el PM2. — Familia Caulimoviridae: parasitan a las plantas, como el mosaico de la coliflor. — Familia lridoviridae: infectan a los invertebrados, como el virus de iridiscente de típula, o a los vertebrados, como el virus 3 de la rana. — Familia Adenoviridae: parasitan a los vertebrados, como el adenovirus humano. — Familia Papovaviridae: parasitan a los vertebrados, como el que produce las verrugas. Con envoltura — Familia Plasmaviridae o bacteriofagos, como el MV-L2. — Familia Poxviridae: parasitan a los invertebrados, como el virus de la Melolontha, o a los vertebrados, como el virus de la viruela.

CICLO VITAL DE LOS VIRUS Una de las características más importantes de las virus es que no desarrollan un metabolismo propio. El virus usa material genético con la información suficiente para poder autoduplicarse gracias al metabolismo de la célula huésped que parasita. Los más estudiados son los de los bacteriófagos: el ciclo lítico y el ciclo lisogénico.

En el ciclo lítico a de infección de una bacteria se pueden diferenciar varias fases: 1. Fijación a la superficie de la célula hospedadora. Gracias a receptores específicos en la pared bacteriana los virus se fijan a la superficie de ésta. En la cola del virus se localizan enzimas que actúan de manera selectiva debilitando los enlaces de las moléculas de la pared. 2. Penetración, El virus que se ha fijado a la pared bacteriana, contrae a vaina helicoidal e inyecta el material genético en el interior de La célula huésped. En esta penetración, los bacteriófagos o fagos dejan fuera de la célula la cápsida, la cola y la placa de fijación. En el caso de los virus que afectan a las células animales, entran intactos en la célula. 3. Replicación. El ADN bacteriano es degradado y se detiene el metabolismo celular. El virus codifica en su material genético una serie de enzimas que van a dirigir todos los procesos celulares hacia la síntesis de nuevas proteínas virales ya la replicación, del material genético viral. 4. La siguiente fase es el ensamblaje del material genético y de las proteínas para dar lugar a nuevas partícula . 5. Finalmente se produce la liberación de los nuevos virus gracias a la degradación de la pared bacteriana, mediante la acción de la lisozima. De medía, se generan cien nuevos virus. En cuanto al ciclo lisogénico, existen formas de virus llamados atenuados, que gran su material genético en el de la célula huésped. De este modo, los genes mantienen reprimida su expresión, hasta que se produce la replicación del material genético de la célula huésped. El tipo de bacteria en el que se da este fenómeno se denomina lisogénica, y el virus no lítico recibe el nombre de profago. Cuando las condiciones ambientales sean las adecuadas, el virus puede entrar en un ciclo lítico y liberarse y destruir la célula huésped. La bacteria que contiene un profago quedará inmune de la infección por virus de esa misma especie.