CAPITULO 4 Composición química de los seres vivos El ser vivo es un sistema material de una gran complejidad que participa activamente en el movimiento de la energía, transformándola en otras formas de energía. Es posible considerar, en el ser vivo, dos grandes categorías de componentes: “Sustancias Inorgánicas” y “Sustancias Orgánicas”. La composición química, dependiendo la edad del individuo es: 75% de agua, 15% de proteínas, 5% de lípidos, 3% de hidratos de carbono, 2% de ácidos nucleicos y otros.

Componentes INORGANICOS AGUA

Sustancia más abundante en los seres vivos. Representa más del 95% en las primeras etapas de la vida decreciendo en proporción con la edad, llegando al 65 – 60%

Propiedades Capacidad solvente o disolvente

todas las sustancias que integran al ser vivo están disueltas formando complejas soluciones.

Poder dieléctrico o disociador

las sales minerales están disueltas y a su vez disociadas en iones componentes

Elevado poder calorífico

tiene la capacidad de absorber una gran cantidad de calor sin producir grandes cambios de temperatura

Conductividad térmica

facilita la conducción del calor lo que hace posible una adecuada distribución de la temperatura

Capacidad protectora de choques Escasa viscosidad Conductibilidad eléctrica

actúa como colchón hidráulico amortiguando impactos y golpes

fluye con facilidad permitiendo su distribución en todo el organismo si bien es mal conductor, en el ser vivo el agua está formando soluciones donde existen iones que facilitan la conducción eléctrica haciendo posibles los fenómenos bioelectricos.

SALES INORGANICAS Todas forman soluciones. Están disociadas en sus componentes iónicos (cationes o aniones). Doxa – Centro Privado de Psicología y Psiquiatría de Córdoba. Av. Ambrosio Olmos 688, Nueva Córdoba. Tel./Fax: ( 0351)469-0637. [email protected] / www.fundaciondoxa.org.ar

Funciones Mantenimiento de la presión ósmica Participación como cofactores en la actividad enzimática Regulación del PH Aniones más comunes: cloruros, bicarbonatos, fosfatos, monoácidos, fosfatos di ácidos, sulfatos, etc. Cationes más abundantes: sodio, potasio, magnesio, calcio. Estos iones se denominan electrolitos ANHIDRIDO CARBONICO

Componentes ORGANICOS Comprende los compuestos que contienen en su molécula átomos de carbono y que son el resultado directo del metabolismo. Esto contrasta con las sustancias inorgánicas, las cuales llegan al ser vivo desde el reino mineral. GLUCIDOS O AZUCARES, CARBOHIDRATOS O HIDRATOS DE CARBONO Son sustancias generalmente solubles en agua. Cumplen funciones energéticas, funcionan como combustible. Tal energía es aprovechada por el ser vivo en un proceso que llama “respiración celular o interna”. Se clasifican en dos grupos No hidrolizables Aquellos que no pueden ser descompuestos en azucares más sencillos en procesos hidrolíticos, y comprenden los “monosacáridos”

Tenemos a las Triosas, Tetrosas, Pentosas, Hexosas y Heptosas. Encontramos como ejemplo de la pentosa a la “ribosa” y un derivado de la misma, la “desoxirribosa” que es el azúcar que encontramos en la constitución de los ácidos nucleicos. Hidrolizables Formados por dos o más monosacáridos. Se clasifica en Polisacáridos (más de 12 monosacáridos). Por ejemplo: celulosa, almidón y glucógeno. Los polisacáridos que están formados por un mismo azúcar se denominan “homopolisacáridos”(almidon en el reino vegetal y glucogeno en el Doxa – Centro Privado de Psicología y Psiquiatría de Córdoba. Av. Ambrosio Olmos 688, Nueva Córdoba. Tel./Fax: ( 0351)469-0637. [email protected] / www.fundaciondoxa.org.ar

reino animal), y los que están formados por distintos monosacáridos se denominan “heteropolisacáridos” (quitina componente del exoesqueleto de los insectos)

Oligosacáridos (de 2 a 12 monosacáridos).

GRASAS O LIPIDOS Sustancias insolubles en agua y solubilidad en solventes orgánicos. Cumplen funciones energéticas. Constituyen la reserva energética del organismo, aportan energía a largo plazo. Además cumplen una función estructural dentro del organismo (forma parte de la membrana celular) Químicamente, en esta categoría están comprendidos los alcoholes, ácidos, ésteres, ésteres fosfato, esteroides, esteroles y formas más complejas como glucolípidos y lipoproteínas. ALCOHOLES Entre ellos: el más común es el glicerol o propanetriol. Otros importantes son el esfingol o esfingosina, el colesterol (7% de la grasa de la membrana) ACIDOS GRASOS Son sustancias caracterizadas por la presencia de un grupo carboxilo. Tal grupo de carboxilo esta unido a una cadena hidrocarburo con un número variable de átomos de carbono. (unión de carbonos, con oxígenos e hidrógenos) Los ácidos grasos saturados tienen un punto de fusión (temperatura característica de cada sustancia en la que se produce el paso del estado sólido a liquido) creciente de acuerdo al número de átomos de carbono (por ejemplo crema, manteca, grasa carne) Los ácidos grasos insaturados tienen un punto de fusión tanto más bajo cuanto mayor es el grado de instauración que presentan las moléculas (por ejemplo aceites de frutos secos, de oliva) A la categoría de ácidos grasos insaturados pertenece un grupo de ácidos que el organismo es incapaz de sintetizar, llamados ácidos grasos esenciales que están formando parte de los fosfolipidos de la membrana celular participando en su fluidez.

ÉSTERES Son sustancias que resultan de la combinación de un alcohol con un ácido. Cuando el alcohol en cuestión es glicerol, los esteres son llamados glicéridos y pueden ser mono, di o triglicéridos. Otros esteres tienen ácido fosfórico como el caso de los fosfolipidos. Anfipatías: todas estas sustancias y otras tienen la particularidad de presentar un comportamiento dual frente al agua. La molécula grasa exhibe una parte de su molécula que es soluble en agua, o sea Doxa – Centro Privado de Psicología y Psiquiatría de Córdoba. Av. Ambrosio Olmos 688, Nueva Córdoba. Tel./Fax: ( 0351)469-0637. [email protected] / www.fundaciondoxa.org.ar

hidrófila o hidrosoluble. Mientras que la otra parte de la molécula, es no soluble en agua o hidrófoba.

PROTEÍNAS Son grandes estructuras moleculares formadas por aminoácidos. Químicamente se definen como polipéptidos de alto contenido molecular porque los aminoácidos están unidos entre sí por medio de un tipo de unión, conocida como unión o puente peptídico. Un aminoácido es una molécula que tiene en su estructura ambas funciones, la función amina y la función acido. Existen 20 tipos de aminoácidos. Las proteínas son los motores que hacen posible el metabolismo celular. La diferencia de otras sustancias en que tienen especificidad biológica, es decir cada proteína tiene a su cargo la realización de una función particular que no puede ser ejecutada por otra sustancia. La síntesis de una proteína representa la expresión bioquímica de una unidad de herencia, llamada Gen Cuando el número de aminoácidos está entre 2 a 12 o 15 se denominan oligopéptidos, y cuando supera los 12 o 15 se denominan polipéptidos. No todos los polipéptidos son una proteína pero si una proteína es siempre un polipéptido (si el número de aminoácidos es superior a 12 o 15) Clasificación de proteínas según la función que cumplen en el organismo - Estructurales: forman el andamiaje del mismo, por ejemplo proteínas del pelo - Funcionales: tienen a su cargo funciones específicas como enzimáticas o catalíticas y el transporte de sustancias, entre otras. Se clasifican en - Enzimas: son catalizadores biológicos de naturaleza proteica (no hay enzimas que no sean proteínas), gozan de especificidad o fidelidad (una enzima solo puede actuar sobre un tipo de reacción química o de una particular sustancia llamada sustrato). Actividad enzimática (la enzima se une a un sustrato, forma el complejo enzima sustrato, ese complejo sufre un cambio conformacional que incide sobre el sustrato elevándole el nivel energético y haciéndolo inestable, como consecuencia de esto la molécula enzima sustrato busca otras formas de estabilidad lo que logra por roturas, reordenamientos o combinaciones con otras sustancias. Se separa el complejo, dejando libre la enzima). - Transportadores o carriers: proteínas que también gozan de especificidad. Tienen a su cargo el transporte de sustancias por el organismo. En toda proteína se reconoce una estructura primaria, secundaria, terciaria y en algunas cuaternarias. Pueden ser proteínas simples (formada por aminoácidos exclusivamente) y las conjugadas (formadas por dos partes, una proteica y una no proteica que pueden ser azucares) Son por lo general muy solubles en el agua. Además son muy sensibles a la temperatura (a los 45 – 50 ° la proteína pierde su conformación natural y con ello su actividad biológica, pero puede recuperarse. A los 60 ° se desnaturaliza y es irreversible. Por ejemplo clara de huevo). También se desnaturalizan por acción de un ácido o un alcalino.

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ÁCIDOS NUCLEICOS    

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Grandes estructuras moleculares formadas por la unión de muchos nucleótidos. Son las moléculas portadoras de la información biológica. Tiene a su cargo la síntesis, conservación y expresión de la herencia del organismo Un nucleótido es la unión de una molécula de ácido fosfórico, mas una de azúcar, mas una molécula de una base nitrogenada. De estas tres moléculas dos son constantes, el ácido fosfórico y el azúcar que puede ser ribosa o desoxiribosa. El elemento variable es la base nitrogenada. Existen dos tipos de Ácidos nucleicos: ADN y ARN

Estructura espacial

Tipo de glúcido Base nitrogenada Tipos y función

ADN Dos cadenas polinucleotidas en espiral Dexorribosa Timina, adenina, guanina y citocina Mantiene la Herencia y sintetiza el ARN transcripción.

ARN Una sola cadena polinucleotidas plegada en hasas Ribosa Uracilo, adenina, guanina y citocina Opera en la herencia, sintetiza proteínas. ARNr Ribosomatico: son los constituyentes representativos de los ribosomas. ARNm Mensajero: llevan al citoplasma las directivas sobre el tipo de proteína o polipeptido que se debe sintetizar. Esta definido por una secuencia de tripletes de nucleótidos, cada triplete codifica a un aminoácido y se llama codón (debido a que codifica) ARNt transporte de aminoácidos desde el citoplasma hasta el ribosoma, lugar de síntesis polipeptida.

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El ADN se encuentra en el núcleo y también en algunos organoides llamados semiautónomos. Dentro del núcleo se encuentra en el cromosoma. Si el cromosoma posee una cromatida hay una molécula de ADN, si posee dos cromatidas hay una molécula de ADN en cada cromatida. Los ADN son las únicas estructuras capaces de sintetizarse. Para que un ADN se sintetice, se separan las cadenas que conforman la molécula de ADN, se unen de manera complementaria a nucleótidos sueltos, por acción enzimática se produce la unión. Si en eta Doxa – Centro Privado de Psicología y Psiquiatría de Córdoba. Av. Ambrosio Olmos 688, Nueva Córdoba. Tel./Fax: ( 0351)469-0637. [email protected] / www.fundaciondoxa.org.ar

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búsqueda complementaria existe un error, estamos en presencia de una mutación. La síntesis de ADN se llama duplicación o replicación. Existen enzimas que se encargan de evitar errores en la síntesis, llamadas enzimas de reparación del ADN. Otra función de ADN es sintetizar ARN, se llama transcripción. Cada gen es un trozo de ADN. Los ARN están formados por una sola cadena de polinucleotidos que contiene la base uracilo en remplazo de la timina que es propia del ADN. Los ARN se encuentran en el núcleo y en el citoplasma. Se sintetizan en el núcleo. Tienen como función la síntesis proteica que ocurre en el citoplasma. Los ARN se combinan con el aminoácido y lo transportan hasta el sitio de síntesis proteica. El ARN transportador mediante el anticodon se une al codón complementario del ARN mensajero, luego los aminoácidos se unen formando uniones péptidas y los ARN transportadores se vuelven al citoplasma. Cada uno de estos ARN transportador, transporta un solo tipo de aminoácido. Resulta que la síntesis de proteínas en una lectura traducida de codones contenidos en el ARN mensajero.

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