1. CARACTERÍSTICAS DIFERENCIALES DE LOS SERES VIVOS

Los seres vivos se caracterizan por: Complejidad molecular: Los seres vivos están compuestos por grandes moléculas responsables del

desarrollo y funcionamiento de un organismo como por ejemplo, las proteínas.

Niveles de organización: La materia viva se organiza en sistemas cada vez más complejos desde las

partículas subatómicas a los ecosistemas. Cada nivel está integrado por los anteriores, donde las

propiedades de cada nivel no son exclusivamente la suma de las propiedades de sus componentes sino que

surgen nuevas propiedades llamadas propiedades emergentes. Automantenimiento: Supone intercambios de materia y energía con el medio (METABOLISMO)

Reproducción: Es la capacidad de originar copias. Las células lo hacen de forma sexual o asexual para dar

nuevos individuos. A este proceso se asocian los fenómenos de herencia y variación de individuos.

Ciclo vital: Son las diferentes etapas por las que pasan los organismos a lo largo de su vida. Sensibilidad: Es la capacidad de detectar y reaccionar ante los estímulos ambientales. Sin esta

característica la supervivencia de los individuos sería imposible.

2. LA UNIDAD QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS

La composición química de todos los organismos es muy similar.

BIOELEMENTOS

Conjunto de elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Distinguimos:

Bioelementos primarios (C, H, O, N, P y S) constituyen el 98% del peso de los seres. Son los más

abundantes y forman con facilidad enlaces químicos covalentes entre sí, dando gran variedad de

compuestos químicos.

Bioelementos secundarios: Na, K, Ca, Mg y Cl Vestigiales u oligoelementos: se encuentran en baja proporción (<0,1 %), pero tienen importantes

funciones biológicas y son imprescindibles para la vida. Fe, Mn, Cu, Zn, I, Ni, Co…

BIOMOLÉCULAS La combinación de los átomos de los bioelementos entre sí, da lugar a moléculas más o menos complejas

denominadas biomoléculas o principios inmediatos.

Pueden ser inorgánicas (se encuentran también en el medio externo como agua y sales minerales) u orgánicas (son exclusivos de los seres vivos como glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos).

3. EL AGUA

El agua es una molécula imprescindible para la vida y la más abundante en los seres vivos

(entre 60% y 90%).

Cada molécula de agua está formada por dos hidrógenos y un oxígeno. Aunque es una

molécula eléctricamente neutra, presenta un exceso de carga negativa en el oxígeno y positiva sobre los

hidrógenos teniendo por ello un carácter polar. La polaridad en la causa de que establezca una alta cohesión entre las moléculas de agua

mediante enlaces débiles de puentes de H.

Importancia biológica del agua

Deriva de sus propiedades Físico-Químicas

Es el principal disolvente biológico ya que facilita la disociación de compuestos iónicos y su

disolución. Esta característica le permite actuar como medio de transporte para muchas moléculas y

facilita las reacciones metabólicas en su seno.

Elevada capacidad térmica : Es necesaria gran cantidad de energía para elevar su temperatura. Por

tanto el agua es un excelente almacén y amortiguador de los cambios de temperatura.

Alcanza su densidad máxima (1g/cc) en estado líquido a los 4º C. Por ello el hielo flota sobre el agua y

permite el desarrollo de la vida bajo la superficie helada.

4. LAS SALES MINERALES

Pueden encontrarse en forma sólida (precipitadas) o disuelta.

Sales precipitadas : Tienen función estructural y dan consistencia a los huesos como el fosfato cálcico o

los caparazones de los moluscos (carbonato cálcico)

Sales disueltas: Originan aniones y cationes con importantes funciones reguladoras como evitar

cambios bruscos del pH, o intervenir en funciones específicas como la contracción muscular. También

contribuyen a mantener el equilibrio hídrico gracias a los fenómenos osmóticos.

5. LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS

EL ÁTOMO DE CARBONOEl átomo de carbono posee cuatro electrones que le permiten formar cuatro enlaces covalentes. Los

enlaces pueden ser sencillos, dobles o triples y pueden unir átomos de carbono entre sí o con otros

elementos dando gran diversidad de moléculas tridimensionales.

Los grupos funcionales son grupos de átomos que forman parte de una molécula más grande y tienen

propiedades particulares.

Los grupos funcionales más comunes en las moléculas biológicamente importantes son:

Si el C está unido a un oxígeno pueden darse tres situaciones:

– Que a su vez el oxígeno esté unido a un hidrógeno (C-O-H) se denomina hidroxilo característico

de los alcoholes.– Que el oxígeno forme doble enlace con el carbono (C=O) se denomina carbonilo y es típico de

aldehídos y cetonas.– Si ambas situaciones se dan juntas (COOH) se denomina carboxilo típico de los ácidos

orgánicos.

Si el C está unido a un nitrógeno, este a su vez puede unirse s dos hidrógenos más. Grupo NH2 se

denomina amino y es típico de las aminas.

6. LOS GLÚCIDOS

Los glúcidos, hidratos de carbono o azúcares son compuestos de carbono,

hidrógeno y oxígeno.

CLASIFICACIÓN DE LOS GLÚCIDOS: Monosacáridos: Son los glúcidos más simples (4, 5 ó 6 átomos de carbono

– tetroosas, pentosas, hexosas).

Destacan ribosa y desoxirribosa (pentosas) y glucosa, galactosa y fructosa (hexosas)

Disacáridos: Resultan de la unión, mediante un enlace covalente llamado

enlace glucosídico, de dos monosacáridos. Son la maltosa (azúcar de la malta), lactosa (azúcar de la

leche) y la sacarosa (azúcar de caña)

Polisacáridos: Son glúcidos complejos que carecen de sabor dulce y

resultan de la unión de muchas moléculas de monosacáridos formando moléculas lineales como

celulosa y quitina, o ramificados como almidón o glucógeno.

FUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS– Combustible celular (glucosa)

– Almacén de reserva energética (almidón en vegetales y

glucógeno en animales)

– Componente estructural (ribosa y desoxirribosa son

componentes básicos de la estructura molecular de los ácidos nucleicos y quitina de la pared de hongos

y exoesqueleto de los artrópodos)

7. LOS LÍPIDOS

Compuestos formados fundamentalmente por C, H y O, por lo que son

prácticamente insolubles en agua, aunque solubles en disolventes orgánicos como el éter o el cloroformo.

Son moléculas de composición variada con ácidos grasos con un grupo

funcional carboxilo unido a una cadena larga carbonada y con o sin dobles enlaces en su molécula, pudiendo ser

ácidos grasos saturados (sin dobles enlaces) e insaturados (con dobles enlaces).

CLASIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOS:

– Grasas: unión glicerina con uno, dos o tres ácidos grasos.

Según la naturaleza de sus ácidos grasos. Distinguimos:

Saturadas: abundan en animales y son sólidas a temperatura ambiente.

Insaturadas: Los aceites vegetales.

– Ceras: Semejantes a las grasas como la cutina y suberina que se encuentran impregnando la pared de

las células vegetales y forman una cubierta hidrófoba.

– Fosfolípidos: formados por una molécula de alcohol, un grupo fosfato y uno o varios ácidos grasos.

Tienen estructura bipolar con un extremo hidrófobo y otro hidrófilo. En un medio acuoso los fosfolípidos se

asocian uniendo sus partes apolares y exponiendo al medio el extremo polar. Así forman las bicapas lipídicas.

– Esteroides: Derivados de una estructura compleja formada por varios anillos hidrocabonados.

Totalmente insolubles en agua. Forman compuestos de gran importancia biológica como el colesterol, vitamina D y hormonas sexuales.

FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS– Reserva energética, como las grasas en animales.

– Estructural, como los fosfolípidos que forman la estructura de las membranas celulares

o las ceras que protegen y forman revestimientos.

– Reguladora: como las hormonas y vitaminas.

8. LAS PROTEÍNAS

Compuestos formados fundamentalmente por C, H, O y N. Se forman por unión de moléculas sencillas

denominadas aminoácidos que se unen mediante enlace peptídico.

El enlace peptídico se forma al unirse el grupo carboxilo de un aminoácido con el grupo amino del siguiente y

liberarse una molécula de agua.

Estructura tridimensional de las proteínasCada proteína se caracteriza por tener una estructura tridimensional de la que depende su función.

La forma en la que se pliega la cadena de aminoácidos está determinada por su particular secuencia de

aminoácidos.

Los cambios extremos en el medio donde se encuentra la proteína, como el aumento de temperatura o

cambios en el pH que provocan su desnaturalización, es decir, que pierde su estructura tridimensional y,

como consecuencia pierde sus propiedades y funciones.

Funciones de las proteínas:– Estructural como el colágeno que forma fibras que dan resistencia y elasticidad a cartílagos o la

queratina de uñas o pelo.

– Transportadora como la hemoglobina que transporta el oxígeno de la sangre.

– Reguladora como la insulina que regula la cantidad de glucosa en sangre o la hormona del crecimiento.

– Contráctil como la actina y la miosina que forman las fibras musculares.

– Defensa inmunitaria como los anticuerpos– Biocatalizadora como las enzimas.

9. LAS PROTEÍNAS ENZIMÁTICAS

Son proteínas que actúan como catalizadores biológicos aumentando la velocidad a la que transcurren las

reacciones metabólicas. Su estructura tridimensional es globular con una zona denominada centro activo en

donde se une el sustrato facilitando su transformación en uno o más productos.

Tras la transformación del sustrato en los productos, la enzima se libera y se recupera intacta.

Las enzimas se clasifican según el tipo de reacciones que catalizan, por ejemplo, las hidrolasas catalizan la

rotura de enlaces covalentes mediante moléculas de agua.

Propiedades de las enzimas:– Específicas: enzimas que sólo pueden actuar sobre un determinado sustrato o cataliza un tipo de

reacción.

– Eficientes: Una única molécula de enzima puede catalizar la transformación de muchas moléculas

de sustrato por minuto.

La actividad de una enzima es óptima para un determinado pH. Lejos de ese pH la actividad disminuye.

10. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

Biomoléculas formadas por C, H, O, N y P.

Formados por subunidades denominadas nucleótidos. El nucleótido es una molécula formada por una base nitrogenada (púricas o pirimidínicas), un grupo

fosfato y una pentosa.

Los ácidos nucleicos son polinucleótidos formados por la unión de nucleótidos mediante enlaces covalentes.

El fosfato se enlaza con el carbono 3’ de la pentosa de un nucleótido y con el carbono 5’ de la pentosa

siguiente

.

TIPOS DE ÁCIDOS NUCLEICOS:

ADN con azúcar desoxirribosa y bases nitrogenadas citosina, timina, adenina y guanina. ARN con azúcar ribosa y bases nitrogenadas citosina, uracilo, adenina y guanina.

ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL ADN

Está en el núcleo y forma parte de los cromosomas. También hay en cloroplastos y mitocondrias.

Estructura: es una doble hélice– Dos cadenas helicoidales enrolladas a lo largo de un eje imaginario

– Las dos cadenas son antiparalelas. Una tiene sentido 5’-> 3’ y la otra 3’-> 5’.

– Las bases nitrogenadas en el interior de la estructura y pentosas y fosfatos forman el esqueleto externo.

– Estructura estable por los enlaces de hidrógeno formados entre bases nitrogenadas complementarias Adenina con Timina (doble enlace) y Citosina con Guanina (triple enlace)

Función: Portador de la información hereditaria

– La información contenida en el ADN está codificada en secuencias de bases.

– El ADN tiene capacidad de duplicarse y así permite que se herede su información.

– La célula utiliza la información contenida en e ADN para elaborar sus propias proteínas, en particular

las enzimas.

ESTRUCTURA, TIPOS Y FUNCIÓN DEL ARN

Se localiza tanto en el núcleo como en el citoplasma. Estructura: una sola cadena de nucleótidos. Tipos de ARN y función:

– ARN mensajero (ARN-m). Responsable de copiar la información del ADN y llevarla hasta los

ribosomas con los que colabora en la síntesis de proteínas.

– ARN ribosómico (ARN-r). Forma parte de la estructura de los ribosomas.

– ARN de transferencia o soluble (ARN-t). Pequeñas moléculas encargadas de transportar los

aminoácidos a los ribosomas para construir la proteína.