UD_01_Biologia

•

Artes

jefael Roman

18/2/2024

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Química

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Biología
Unidad 1

Las bases moleculares
de la vida

Curso de Acceso a Ciclos Formativos de Grado Superior

Doble hélice del ADN
(Fuente: https://www.biodetox.mx)
Los seres vivos están com-
puestos por los mismos elemen-
tos que los seres inertes. Sin
embargo, la materia viva presen-
ta peculiaridades. Solo seis ele-
mentos (C, H, O, N, S y P) consti-
tuyen el 96% de toda la materia
viva formando moléculas a me-
nudo de gran tamaño y en algu-
nos casos de una enorme com-
plejidad y variedad que les per-
mite estar cargadas de informa-
ción (proteínas y ácidos nuclei-
cos). Este grado de complejidad
que alcanzan los niveles bióticos
es lo que realmente los diferen-
cia de los niveles abióticos com-
puestos por los mismos elemen-
tos.

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
Índice .................................................................................................................................................. 2
1. Bioelementos y biomoléculas: los componentes de la materia viva. ................................. 3
1.1 Biolementos ............................................................................................................................ 3
1.2 Biomoléculas ........................................................................................................................... 4
1.3 El agua ..................................................................................................................................... 4
1.4 Gases ....................................................................................................................................... 8
1.5 Sales minerales ...................................................................................................................... 8
2. Glúcidos. ................................................................................................................................10
2.1 Monosacáridos .....................................................................................................................11
2.2 Oligosacáridos .......................................................................................................................15
2.3 Polisacáridos .........................................................................................................................16
2.4 Heterósidos ...........................................................................................................................18
3. Lípidos. ..................................................................................................................................20
3.1 Ácidos grasos ........................................................................................................................21
3.2 Acilglicéridos o grasas ..........................................................................................................23
3.3 Ceras ......................................................................................................................................24
3.4 Fosfolípidos o fosfoglicéridos ...............................................................................................25
Función.....................................................................................................................................25
3.5 Esfingolípidos ........................................................................................................................26
3.6 Terpenos ................................................................................................................................26
3.7 Esteroides .............................................................................................................................27
4. Proteínas. ..............................................................................................................................29
4.1 Los aminoácidos. ..................................................................................................................29
4.2 El enlace peptídico. Péptidos y proteínas. ..........................................................................32
4.3 Estructura de las proteínas. .................................................................................................33
4.4 Propiedades de las proteínas. .............................................................................................36
4.5 Clasificación de las proteínas. .............................................................................................36
4.6 Funciones de las proteínas. .................................................................................................38
5. Ácidos nucleicos. ..................................................................................................................40
5.1 Los nucleótidos .....................................................................................................................40
5.2 Polinucleótidos. El enlace nucleotídico. ..............................................................................41
5.3 El ADN ....................................................................................................................................42
5.4 El ARN ....................................................................................................................................45
6. Biocatalizadores. ..................................................................................................................48

Índice

Las bases moleculares de la vida Unidad 1

1. Bioelementos y biomolécu-
las: los componentes de la
materia viva.
Los seres vivos están compuestos por moléculas denominadas
biomoléculas compuestas a su vez por elementos denominados
bioelementos.
1.1 Biolementos
Se denomina bioelementos o elementos biogénicos a los ele-
mentos que forman parte de la materia viva. En los seres vivos
aparecen alrededor de 70 elementos, si bien no aparecen todos
en todos los sere vivos.
Clasificación de los biolementos
Los bioelementos se clasifican según su abundancia en los se-
res vivos en:
Biolementos primarios
Son seis elementos que constituyen el 96% de la materia viva:
carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, fósforo y azufre (C, O, H, N,
P y S). Son los componentes fundamentales de las biomoléculas.
Biolementos secundarios
Forman parte de la materia viva en una proporción aproximada
del 3%. Son el sodio, el potasio, el calcio, elmagnesio y el cloro
(Na, K, Ca, Mg y Cl). Desempeñan funciones de vital importancia
en los seres vivos.
Oligoelementos
Son elementos que aparecen en una proporción inferior al 0,1%
pero son imprescindibles para la vida.
Propiedades de los biolementos
Los bioelementos primarios aparecen mayoritariamente en las
biomoléculas debido a sus propiedades:
- Son elementos ligeros con número atómico bajo.
- Tienen capas electrónicas externas incompletas por lo que
forman enlaces covalentes estables.

RECUERDA
Elemento químico

Un elemento químico
es un tipo de sustan-
cia formada por áto-
mos de la misma cla-
se, esto es, que pre-
sentan el mismo nú-
mero de protones.

Oligoelementos
Algunos son indis-
pensables en todos los
seres vivos como Fe,
Mn, Cu, Co, Zn…
otros solo aparecen en
algunos seres vivos
como B, V, Si, I…

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
- La electronegatividad del oxígeno y el nitrógeno permite for-
mar moléculas polares solubles en agua.
- Se encuentran abundantemente en moléculas simples acce-
sibles a los seres vivos (H2O, CO2, O2, sales).
1.2 Biomoléculas
Se denomina biomoléculas o principios inmediatos a las molé-
culas constituyentes de la materia viva.
Clasificación de las biomoléculas
Las biomoléculas se clasifican en dos grandes grupos, biomolé-
culas inorgánicas y biomoléculas orgánicas:
Biomoléculas inorgánicas
Sonmoléculas imprescindibles para la vida pero que no son ex-
clusivas de los seres vivos:
- Agua.
- Gases.
- Sales minerales
Biomoléculas orgánicas
Son compuestos del carbono exclusivos de los seres vivos:
- Glúcidos.
- Lípidos.
- Proteínas.
- Ácidos nucleicos.
1.3 El agua
El agua es la molécula más abundante de los seres vivos. Se
encuentra tanto en el interior de las células como en el medio ex-
tracelular. La cantidad de agua depende del tipo de organismo, la
edad y el tejido u órgano.
Estructura de la molécula de agua
La molécula de agua está formada por un átomo de O y dos de
H enlazados por enlace covalente y formando respecto al oxígeno
un ángulo de 104,5º. Debido a la mayor electronegatividad del
oxígeno, que atrae los electrones de sus enlaces con los hidróge-
nos, y a la presencia de dos pares de electrones sin compartir en
el oxígeno, la molécula de agua presenta una carga parcial positi-
va en cada uno de los hidrógenos y una doble carga parcial negati-
va en el oxígeno, por lo que tiene carácter dipolar.
RECUERDA
Molécula

Una molécula es la
parte más pequeña de
una sustancia quími-
ca que presenta sus
propiedades físicas y
químicas característi-
cas. Químicamente es
una agrupación defi-
nida y ordenada de al
menos dos átomos.

El agua en los seres
vivos

El porcentaje de agua
en los seres vivos va-
ría desde el 98% en
las algas hasta el 10%
en algunas semillas.
El tejido nervioso tie-
ne hasta un 85% de
agua. En el otro ex-
tremo, la dentina de
los dientes solo con-
tiene un 3% de agua.

Estructura de la
molécula de agua (pov-
planet.webnode.es)

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
Los enlaces de hidrógeno
El carácter dipolar del agua permite la atracción electrostática
entre las cargas parciales positiva y negativa de un hidrógeno y un
oxígeno de dos moléculas de agua, formándose un enlace de hi-
drógeno entre ambas. La estructura del agua permite una molécu-
la forme hasta cuatro enlaces de hidrógeno con otras moléculas
de agua o con moléculas que presenten grupos polares semejan-
tes (alcoholes, aminas, etc.).
Enlaces de hidrógeno (i.pinimg.com)
Propiedades físico-químicas y funciones
Su carácter dipolar y su capacidad para formar enlaces de hi-
drógeno hacen del agua una sustancia con propiedades muy es-
peciales que le permiten encontrarse en abundancia en estado lí-
quidoy ser fundamental para la existencia de vida en nuestro pla-
neta.
Las propiedades fundamentales del agua y las funciones rela-
cionadas son:
- Solubilidad
Debido a su carácter dipolar el agua el agua es un buen disol-
vente de distintos tipos de sustancias: de compuestos iónicos, ya
que se interpone entre los iones, y de moléculas no iónicas pero
con grupos polares estableciendo enlaces de hidrógeno.
Esta propiedad permite al agua ser el medio en el que tienen
lugar las reacciones del metabolismo celular y actuar en el trans-
porte de sustancias.
Por el contrario las sustancias con C e H (no polares) dan lugar
al efecto hidrofóbico o la exclusión, muy importante en la forma-
ción de membranas y en la estructura de las proteínas.
- Líquida a temperatura ambiente
Gracias a los enlaces de hidrógeno el agua es líquida a tempe-
ratura ambiente, al contrario que otras moléculas similares como
NH3, H2S o HF. Esto permite que sea el medio básico tanto intra
como intercelular.

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
- Elevado calor específico
Amortigua los cambios de temperatura en los seres vivos ya
que capta gran cantidad de calor sin variar su temperatura.
- Elevado calor de vaporización
El agua necesita un elevado aporte de energía para pasar de lí-
quido a gas ya que deben romperse los enlaces de hidrógeno. Esto
le permite realizar al agua funciones de termorregulación.
- Elevada tensión superficial
La superficie del agua se comporta como una membrana de e-
levada tensión, lo que permite los movimientos citoplasmáticos.
- Menor densidad del hielo que del agua líquida
Al contrario de lo que es habitual, el agua disminuye su densi-
dad al congelarse. Esto permite que ríos y mares se congelen su-
perficialmente actuando el hielo como un aislante térmico que
permite mantener la temperatura del agua líquida del fondo y la
existencia de vida.
- Líquido incompresible
Los enlaces de hidrógeno mantienen muy cercanas las molécu-
las de agua, con alto grado de cohexión, por lo que su volumen no
varía con la presión. Como consecuencia el agua actúa como
amortiguador mecánico ycomo esqueleto hidrostático.
- Capilaridad
Por el elvado grado de cohexión y adhesión el agua presenta capi-
laridad, fenómeno fundamental en el transporte de la savia bruta.
Ionización del agua
Las moléculas de agua se disocian expontáneamente produ-
ciendo iones hidronio (H3O+o simplemente H+) e hidróxido (OH-) en
una proporción de 10-7 moles/L.
En el agua pura la concentración de ambos iones es igual y el
pH=7.
Al disolver una sustancia que modifique la concentración de es-
tos iones el pH varía. Si el pH< 7 la disolución será ácida y si el pH
> 7 será básica.
Las sustancias amortiguadoras del pH o tampones evitan que
este sufra grandes variaciones. Actúan como tampones el ión bi-
carbonato (HCO3-) en medios extracelulares y el ión fosfato (H2PO4-)
en medios intracelulares.
Presión osmótica
Se denomina ósmosis al fenómeno físico que supone la difu-
sión pasiva del agua a través de una membrana semipermeable,
debido a una diferencia de concentración salina,pasando desde la
RECUERDA
Calor específico

Es la cantidad de
energía en forma de
calor que es necesario
dar a 1g de una sus-
tancia para aumentar
su temperatura 1ºC.

RECUERDA
pH

La concentración de
H+ en agua se modifi-
ca por la acción de
ácidos y bases que la
aumentan o disminu-
yen respectivamente
al disolverse. Para
expresar la concen-
tración de H+ se utili-
za el pH

pH= -log[H+]

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
solución más diluida a la más concentrada dando lugar a una dife-
rencia de presión entre ambas, la presión osmótica.
Se dice que una solución es isotónica respecto de otra cuando
ambas tienen la misma concentración de soluto, hipertónica
cuando presenta mayor concentración e hipotónica cuando la con-
centración es menor.
Las membranas biológicas se comportan como membranas
semipermeables ya que dejan pasar el agua pero no permiten el
paso de numerosos solutos.
El comportamiento de las célula animales y vegetales frente a
la prosión osmótica es distinto:
Una célula animal en un medio hipotónico se hincharía y podría
llegar a producirse el estallido celular (lisis osmótica).
Una célula vegetal en un medio hipotónico se hincharía y se
volvería turgente debido a la presencia de la pared celular. En las
células vegetales la pared celular protege a la célula equilibrando
la presión osmótica, de forma que se hincha ligeramente produ-
ciéndose la turgencia celular.
Una célula animal en un medio hipertónico la célula perdería
agua, se deshidrataría y moriría.
Una célula vegetal en un medio hipertónico perdería agua, se
deshidrataría y moriría (fenómeno de plasmólisis).

(pov-planet.webnode.es/)

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
1.4 Gases
Solo aparecen moléculas en estado gaseoso en órganos de flo-
tación presentes en organismo unicelulares acuáticos (aire o ni-
trógeno).
1.5 Sales minerales
Pueden aparecer precipitadas o disueltas.
Funciones
- Precipitadas forman estructuras de sostén y protección como
caparazones, huesos, conchas o espículas.
- También aparecen sales precipitadas con otras misiones
como los otolitos del oido interno (carbonato cálcico) que
intervienen en el equilibrio o las partículas de magnetita (óxido de
hierro) que permiten orientarse en el campo magnético a muchas
especies.
- En forma soluble llevan a cabo funciones fisiológicas determi-
nadas como catálisis, contracciónmuscular, impulso nervioso.
- También intervienen en forma disuelta en el mantenimiento
de la salinidad, la presión osmótica y el pH.

.
Bioelementos (agrega.juntadeandalucia.es/)

Las bases moleculares de la vida Unidad 1

ACTIVIDADES
1. Indique que funciones se relacionan con las siguientes características del
agua:elevado calor específico, capilaridad, elevada tensión superficial, incomprensibi-
lidad, carácter dipolar.
2. Explique que importantes interacciones se establecen entre las moléculas de agua y
cuál es su origen.
3. ¿Qué efecto se apreciará en eritrocitos si se suspenden en una solución hipertónica?
¿y en una hipotónica? ¿El efecto sería similar con células vegetales?
4. ¿Por qué si aumentamos diez veces la concentración de H+ en una disolución sin em-
bargo su pH disminuye?
5. ¿En que estados pueden encontrarse las sales minerales en los seres vivos? ¿Está re-
lacionado con sus funciones?

Las bases moleculares de la vida Unidad 1

2. Glúcidos.
Los glúcidos o azúcares (también mal llamados "hidratos de
carbono" puesto que químicamente no lo son) son biomoléculas
orgánicas constituidas por C, H y O, algunos también con N, S o P,
cuya fórmula general es (CH2O)n.
Clasificación
De forma simple los glúcidos se clasifican en:
• Monosocáridos: son los más sencillos y las unidades
constituyentes de los demás glúcidos. No son hidroliza-
bles.
• Oligosacáridos: compuestos por 2 a 10 unidades de
monosacáridos, destacando los disacáridos con2.
• Polisacáridos: compuestos por más de 10 monosacári-
dos.
Los heterósidos: presentan una parte glucídica y otra no glucí-
dica.
Funciones generales
• Energética: Los monosacáridos, principalmente la glu-
cosa, son el principal combustible celular produciendo
en su oxidación total 3,6 kcal/g. Los polisacáridos almi-
dón y glucógeno actúan como reserva energética.
• Estructural: algunos polisacáridos como la celulosa y la
quitina forman estructuras resistentes que forman par-
te de la pared celular de células vegetales y hongos y de
otras estructuras como exoesqueleto de artrópodos.
• Reconocimiento celular: algunos oligosacáridos actúan
como moléculas de reconocimiento celular con función
antigénica.

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
2.1 Monosacáridos
Los monosacáridos son moléculas formadas por una cadena de
carbonos con un grupo aldehido o cetona en el carbono 1 o 2 y
grupos hidroxilos en el resto de carbonos (polihidroxialdehidos o
polihidroxicetonas).
Clasificación
Según el grupo carbonilo que presenten, aldehido o cetona, se
nombran como aldosas o cetosas.
Según el núero de carbonos (de 3 a 7) se distinguen triosas,
tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas.
De la convinación de ambos factores los monosacáridos se cla-
sifican en aldotriosas, cetotriosas, aldotetrosas, cetotetrosas, al-
dopentosas, etc.
Los monosacáridos más importantes son las pentosas y las he-
xosas
Propiedades
Los monosacáridos son sólidos dulces, cristalizables, blancos y
solubles en agua. Químicamente se carácterizan por su carácter
reductor.
Isomería
La presencia de carbonos asimétricos tiene como consecuencia
que los monosacáridos presenten estereoisomería. Los estereoi-
sómeros son moléculas con la misma fórmula plana pero que pre-
sentan distinta estructura espacial.
Para representar esta propiedad los monosacáridos se repre-
sentan en la denominada proyección de Fischer, con la cadena
carbonatada en vertical y los grupos de los carbonos asimétricos
situados a los lados. Así el gliceraldehido, aldotriosa con un car-
bono asimétrico, tiene dos posibles formas.

Alrededor del carbono asimétrico los enlaces superior e inferior
estarían situados hacia detrás del plano y los enlaces a derecha e
izquierda estarían situados hacia delante del plano.
RECUERDA
Funciones orgánicas
o grupos funcionales

Son átomos o grupos
de átomos que confie-
ren propiedades co-
munes a las molécu-
las que las presentan.
Las más importantes
son:
Hidroxilo: -OH
Carbonilo: -C=O
que puede ser aldehí-
do si está en el C1 o
cetona en otro C
Amino: -NH2
Carboxilo: -COOH

RECUERDA
Carbono asimétrico

Los carbonos que pre-
sentan 4 sustituyentes
distintos se denomi-
nan carbonos asimé-
tricos y presentan
isómeros espaciales o
estereoisómeros que
solo se diferencian en
la disposición espacial
de los grupos.

Proyección de Fisher de la forma D-gliceraldehido
(biomodel.uah.es)

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
Los estereoisómeros reciben distintas nomenclaturas: en pri-
mer lugar si el grupo -OH del último carbono asimétrico queda a la
derecha el estereoisómero se denomina D y si queda a la izquier-
da L. La mayor parte de los monosacáridos naturales son tipo D:

Monosacáridos serie D (biomodel.uah.es/model6/aldosas.gif)

Enantiómeros o enantiomorfos

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
Son aquellos estereoisómeros que son imágenes especulares,
por lo tanto se diferencian en la disposición espacial de todos sus
carbonos asimétricos. Siempre un enantiómero es forma D y el
otro forma L.

Forma enantiómeras de la glucosa
(macromoleculas06.files.wordpress.com)
Epímeros
Son estereoisómeros que se diferencian en la disposición de
algún carbono asimétrico.

Formas epímeras de la glucosa(www.geocities.ws/pelabzen)
Formas cíclicas
Cuando las pentosas o hexosas se encuentran en disolución
constituyen moléculas cíclicas con anillos de cinco o seis átomos
al reaccionar el grupo carbonilo con el grupo hidroxilo del penúlti-
mo carbono dando lugar a un hemiacetal (aldosas) o un hemicetal
(cetosas) de forma que el oxígeno del grupo hidroxilo queda enla-
zado con el carbono carbonilo y con el penúltimo carbono, consti-
tuyendo el ciclo.
Como consecuencia el carbono carbonilo que no es asimétrico
en la forma lineal si lo es en la cíclica (carbono anomérico) dando
lugar a un importante tipo de estereoisómeros, los anómeros. En
esta forma se denomina forma α a la que tiene el -OH del carbono
anomérico hacia abajo y froma β a la que lo tiene hacia arriba.

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
Los monosacáridos más importantes aparecen en forma cicla-
da en los seres vivos.
Monosacáridos de interés biológico
Los monosacáridos son sólidos dulces, cristalizables, blancos y
solubles en agua. Químicamente se carácterizan por su carácter
reductor.
Glucosa
Es la molécula más importante como fuente de energía de las
células. Aparece en la sangre (1g/L) y en algunos frutos como las
uvas.Forma parte de disacáridos y polisacáridos importantes.

(www.ub.edu/web/ub/galeries/imatges/)
Fructosa
Se encuentra libre en algunos frutos, en el semen y forma parte
de la sacarosa.

Ciclación de la glucosa (uruguayeduca.anep.edu.uy)

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
Ribosa
Componente fundamental de los ribonucleótidos componentes
del ARN.
Desoxirribosa
Componente fundamental de los desoxirribonucleótidos com-
ponentes del ADN.Derivado desoxigenado en el carbono 2 de la ri-
bosa.

(quimicaviva.qb.fcen.uba.ar/)
Ribulosa
Esta pentosa tienen gran importancia biológica ya que sobre
ella se lleva a cabo la fijación del CO2 durante la fotosíntesis.
2.2 Oligosacáridos
Están formados por la unión de dos a diez monosacáridos me-
diante enlace O-glucosídico. Los más importantes son los disacári-
dos.
Propiedades
Al igual que los monosacáridos son solubles en agua, dulces,
cristalizables y la mayoría reductores, pero son hidrolizables rin-
diendo los monosacáridos componentes.
Enlace O-glucosídico
El enlace O-glucosídico se forma mediante la reacción del -OH
del carbono anomérico de un monosacárido y un -OH de otro mo-
nosacárido con desprendimiento de una molécula de H2O.

Las bases moleculares de la vida Unidad 1

Enlace O-glucosídico (2.bp.blogspot.com/)Disacáridos de interés biológico
• Sacarosa: Es el azúcar de mesa. Se obtiene de la caña
de azúcar y de la remolacha. Está formada por glucosa
y fructosa y no tiene carácter reductor.
• Lactosa: Se encuentra en la leche de los mamíferos.
• Maltosa: Se obtiene por hidrólisis del almidón y del glu-
cógeno. Es el azúcar de la malta, grano germinado de la
cebada que se utiliza para la elavoración de la cerveza.
Está compuesto por dos moléculas de glucosa.
• Celobiosa: se obtiene por hidrólisis de la celulosa.
2.3 Polisacáridos
Se forman por la unión de largas cadenas de monosacáridos
unidos entre sí por enlaces O-glucosídicos. Las cadenas pueden
ser lineales o ramificadas y tienen un gran tamaño constituyendo
macromoléculas.
Propiedades
Debido a su gran tamaño, los polisacáridos tienen propiedades
distintas a los demás glúcidos. No son cristalizables ni tienen sa-
bor dulce, no son reductores y suelen ser insolubles u originar dis-
persiones coloidales.
Clasificación de los polisacáridos
Según los monosacáridos componentes se distinguen:
• homopolisacáridos, compuestos por un solo tipo de
monosacáridos
• heteropolisacáridos compuestos por dos o más tipos.
Homopolisacáridos de interés biológico
RECUERDA
Monómeros y políme-
ros

Muchas biomoléculas
son polímeros. Están
constituidas por la
unión de muchos mo-
nómeros mediante en-
laces en los que se
desprende una molé-
cula de agua. Estos
enlaces son hidroliza-
bles bien por procesos
químicos o por acción
enzimática (en los se-
res vivos).

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
La función de los homopolisacáridos depende del tipo de anó-
mero componente. Si el anómero es tipo α tienen función de re-
serva energética, y si es tipo βtienen función estructural. Esto se
debe a la diferente resistencia a la hidrólisis de los enlaces O-
glucosídicos que forman. Los tipo α forman enlaces fáciles de hi-
drolizar y moléculas de forma helicoidal mientras que los de tipo β
forman enlaces muy resistentes a la hidrólisis y estructuras exten-
didas.
Almidón
Polisacárido de reserva compuesto por α-D-glucosa caracterís-
tico de las céluas vegetales dónde se encuentra en los amiloplas-
tos. Se almacena en semillas, tallos y raíces. Al no ser soluble en
agua el almidón permite almacenar glucosa sin que se afecte la
presión osmótica (la glucosa disuelta provocaría la entrada de
agua por ósmosis).
Está compuesto por dos moléculas: la amilosa, con cadenas li-
neales helicoidales de glucosas unidas por enlaces α(1-->4) y la
amilopectina con cadenas ramificadas por la aparición de enlaces
α(1-->6) cada doce unidades de glucosa que originan las ramifica-
ciones.
Glucógeno
Polisacárido de reserva en animales y hongos. Aparece forman-
do gránulos en hígado y músculo estriado.
Formado por α-D-glucosa en cadenas similares a la amilopecti-
na pero con mayor abundancia deramificaciones (cada 8 o 10 glu-
cosas).

Estructura del almidón (amilopectina). (www.ecured.cu)

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
Celulosa
Polisacárido estructural característico de la pared celular de las
células vegetales.
Es un polímero formado por miles de unidades de β-D-glucosa
unidas mediante enlaces β(1-->4) que constituyen cadenas linea-
les extendidas no ramificadas.Estas cadenas se unen entre si me-
diante enlaces de hidrógeno

Estructura de la celulosa(portalacademico.cch.unam.mx/)
Quitina
Polímero de moléculas de N-acetil-glucosamina(derivado de la
glucosa) unidas por enlaces β(1-->4). Es el componente funda-
mental de la pared celular de los hongos y del exoesqueleto de los
artrópodos.
Heteropolisacáridos de interés biológico
Existen también en los seres vivos polisacáridos de composi-
ción más compleja, constituidos por más de un tipo de monosacá-
ridos. Destacan las hemicelulosas que forman parte de la matriz
de la pared vegetal, las gomas como la gona arábiga y los mucíla-
gos como el agar-agar que aparecen en vegetales, bacterias y al-
gas, y los mucopolisacáridos de origen animal como el ácido hialu-
rónico del tejido conectivo o la heparina de función anticoagulante.
2.4 Heterósidos
Son moléculas constituidas por una parte glucídica y otra no
glucídica. La asociación de oligosacáridos a lípidos y proteínas
forma glucolípidos y glucoproteínas en la cara externa de la mem-
brana plasmática, con funciones de reconocimientos y antigénicas.
Los peptidoglucanos componentes de la pared bacteriana es-
tán compuestos por cadenas heteropolisacáridas unidas entre sí
por péptidos.

Las bases moleculares de la vida Unidad 1

ACTIVIDADES
6. Indique entre los siguientes monosacáridos que pares son: enantiómeros, epímeros y
anómeros. Justifique la respuesta.

7. ¿Qué glúcidos son más adecuados para almacenar energía, los monosacáridos o los
polisacáridos? Justifique la respuesta.
8. Copie la fórmula lineal de la D-Gulosa e indique la fórmula de la L-Gulosa
9. Indique cómo se relaciona el tipo de isómero constituyente y la función en los homopo-
lisacáridos. ¿A qué se debe esta relación?

Las bases moleculares de la vida Unidad 1

3. Lípidos.
Los lípidos son un tipo de biomoléculas compuestas por C, H, y
O y frecuentemente de P, N y S. Es un grupo muy heterogéneo
químicamente que se carácterizan por ser insolubles en agua y di-
solventes polares y solubles en disolventes orgánicos como ben-
ceno, éter, acetona…
Propiedades:
Los lípidos son sustancias menos densas que el agua, de brillo
graso y untosas al tacto.
Funciones:
• Reserva energética: los ácidos grasos almacenados en
las grasas son las moléculas que su ministran mayor
cantidad de energía al oxidarse en las mitocondrias.
• Estructural: los fosfolípidos son los componentes fun-
damentales de las membranas biológicas en las que
forman la bicapa lipídica. Los esfingolípidos y el coleste-
rol participan también en esta bicapa. Las ceras forman
cubiertas impermeabilizantes tanto en vegetales como
en animales.
• Vitamínica: tienen naturaleza lipídica las vitaminas A, E,
K y D.
• Hormonal: las hormonas de la corteza suprarrenal, las
hormonas sexuales y la hormona ecdisona de artrópo-
dos, son moléculas de naturaleza lipídica.
Clasificación
Los lípidos se clasifican según den o no la reacción de saponifi-
cación:
Lípidos saponificables:
Presentan en su composición
ácidos grasos:
• Ácidos grasos
• Acilglicéridos
• Ceras
• Fosfolípidos
• Esfingolípidos

Lípidos no saponificables:
No presentan en su composi-
ción ácidos grasos:
1. Terpenos
2. Esteroides

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
3.1Ácidos grasos
Los ácidos grasos son ácidos orgánicos monocarbonílicos con
elevado número de átomos de carbonos (entre 12 y 22) siempre
par. No suelen aparecer libres sino formando parte de lípidos sa-
ponificables.
Clasificación:
Se clasifican según la presencia o no de dobles enlaces en:
• Saturados: todos los enlaces C - C son simples. Los más impor-
tantes son: palmítico de 16 C, esteárico 18 C y araquidónico
de 20 C.
• Insaturados: presentan dobles enlaces. Los más importantes
son: oleico, de 18 C y monoinsaturado, y linoleico y linolénico
de 18 C y araquidónico de 20 C, poliinsaturados.

(upload.wikimedia.org/)
Propiedades:
Carácter anfipático: los ácidos grasos presentan una larga ca-
dena hidrocarbonada apolar y portanto hidrófoba y un grupo car-
boxilo o ácido polar e hidrófilo. La presencia de estas dos regiones
de distinto comportamiento en su interacción con el agua hace
que sean moléculas anfipáticas.
Las moléculas anfipáticas al interaccionar con el agua dan lu-
gar a micelas, monocapas o bicapas:
Micelas
Los grupos hidrófilos se disponen hacia el exterior en contacto
con el medio acuoso y las partes hidrófobas quedan agrupadas
hacia el interior.
Monocapa
Se disponen con las zonas hidrófilas en contacto con el medioacuoso y las zonas hidrófobas hacia el exterior de la superficie hi-
drófoba creando una capa de una molécula de espesor.

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
Bicapas
Las partes hidrófobas se disponen enfrentadas y las partes hi-
drófilas en contacto con el medio externo e interno acuosos. Esta
disposición aparece en las membranas biológicas con una bicapa
de fosfolípidos.

Punto de fusión:El punto de fusión de los ácidos grasos aumen-
ta al aumentar el número de átomos de C, ya que se produce un
mayor número de interacciones de Van der Waals entre sus cade-
nas. Por el mismo motivo el punto de fusión es mayor en los satu-
rados que en los insaturados ya que las insaturaciones provocan
un quiebro de la cadena lo que dificulta el empaquetamiento, de
forma que el número de interacciones de Van der Waals es menor.
Depende de la presencia o no de dobles enlaces y de la longi-
tud. A mayor logitud mayor punto de fusión. La existencia de do-
bles enlaces disminuye el punto de fusión.
Reacciones:
Esterificación: los ácidos grasos forman enlace éster entre su
grupo carboxilo -COOH y el grupo hidroxilo -OH de un alcohol des-
prendiéndose una molécula de agua.
Saponificación: es la hidrólisis alcalina (con NaOH o KOH) de un
éster de ácido graso que da lugar a la sal del ácido (jabón) y al al-
cohol.

Las bases moleculares de la vida Unidad 1

(aulas.uruguayeduca.edu.uy/)
3.2Acilglicéridos o grasas
Son ésteres del alcohol glicerina con ácidos grasos. Según el
número de ácidos grasos se distinguen monacilglicéridos, diacilgli-
céridos o triacilglicéridos. Estos últimos pueden ser simples o mix-
tos según contengan unsolo tipo de ácidos grasos o más, son los
más importantes y se denominan grasas neutras.

(lidiaconlaquimica.files.wordpress.com)
Propiedades
Los triacilglicéridos son sustancias apolares por lo que son in-
solubles en agua.
Presentan baja densidad, menor que el agua.
Su punto de fusión depende de los ácidos grasos componentes.
La presencia de ácidos grasos saturados con las cadenas extendi-
das permite un mejor empaquetamiento y aparición de fuerzas de
Van der Waals entre ellos que si los ácidos grasos son insaturados
y presentan cadenas dobladas.
Según su punto de fusión los triacilglicéridos son:
• Aceites: son líquidos a temperatura ambiente ya que conti-
enen ácidos grasos insaturados o de cadena corta, apare-
cen en vegetales en semillas y frutos.

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• Mantecas: son grasas semisólidas como las de cerdo de-
pendiendo de la cantidad de ácidos grasos insaturados que
presenten.
• Sebos: son grasas sólidas como las de buey o carnero ya
que tienen alto contenido de ácidos grasos saturados y de
cadena larga.
Funciones
Las grasas tienen funciones principalmente energéticas ya que,
al presentar muy bajo graso de oxidación, son las moléculas cuya
degradación metabólica genera más energía, 9kcal/g frente a las
3,75 kcal/g de los glúcidos. Además al ser hidrófobas se almace-
nan sin agua y en grandes cantidades. Se encuentran en el tejido
adiposo en animales y en semillas y frutos en vegetales.
3.3Ceras
Son ésteres de un alcohol monohidroxílico y un ácido graso,
ambos de larga cadena hidrocarbonada.
Propiedades
La ausencia de grupos polares en la molécula hace que las ce-
ras sean fuertemente hidrófobas.
Funciones
Su naturaleza hidrófoba hace que tengan funciones estructura-
les impermeabilizantes y protectoras. Aparecen en los tallos, hojas
y frutos de las plantas y en animales en la piel, el pelo, las plumas
y el exoesqueleto de artrópodos. Las abejas utilizan las ceras para
la fabricación de sus panales.

(www.asturnatura.com)

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3.4Fosfolípidos o fosfoglicéridos
Estructura
Son lípidos saponificables de estructura más compleja ya que
están compuestos por:
• Una molécula de glicerina triesterificada con
• Dos moléculas de ácido graso
• Una molécula de ácido fosfórico
• La molécula resultante es el ácido fosfatídico que se
une con un aminoalcohol dando lugar al fosfolípido.
Propiedades
Las moléculas de fosfolípidos presentan dos largas cadenas hi-
drocarbonadas apolares (ác. grasos) fuertemente hidrófobas, y
una región polar (ác. fosfórico y aminoalcohol) fuertemente hidrófi-
la. Esto hace que los fosfolípidos tengan carácter anfipático.
FUNCIÓN
Debido a su carácter anfipático los fosfolípidos son componen-
tes fundamentales de todas las membranas celulares en las que
se organizan formando bicapas con las cabezas hidrófilas hacia el
medio externo e interno acuosos y las colas apolares enfrentadas
entre si.

Estructura de un fosfolípido(www.orthonat.es/)

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
Tipos
Aunque los ácidos grasos componentes pueden variar, las dis-
tintas familias de fosfolípidos dependen del aminoalcohol. Son e-
jemplos las cefalinas o las lecitinas.
3.5Esfingolípidos
Son moléculas componentes de las membranas biológicas
aunque en menor medida que los fosfolípidos. También poseen
carácter anfipático por lo que se insertan en la bicapa pero su es-
tructura presenta el alcohol esfingosina en vez de glicerina y solo
un ácido graso (forman la ceramida). Abundan en el tejido nervio-
so.
Tipos
Esfingomielinas: abundantes en la vaina de mielina que rodea
a los axones de las neuronas.
Glucoesfingolípidos: su parte polar es un glúcido y son impor-
tantes como moléculas de reconocimiento celular (antígenos celu-
lares).
3.6Terpenos
Son un grupo de lípidos no saponificables ya que no presentan
ácidos grasos en su estructura. Son polímeros derivados de la mo-
lécula de isopreno (2-metil-1,3-butadieno).
Son característicos de las plantas y se clasifican según su nú-
meo de moléculas de isopreno:
• Monoterpenos (2 isoprenos): aromas vegetales volátiles
como mentol, alcanfor, genariol...

Estructura de un esfingoglucolípido (ca.wikipedia.org/wiki)

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• Diterpenos (4 isoprenos): el más importnte es el fitol, com-
ponente de la clorofila.
• Tetraterpenos (8 isoprenos): destacan los pigmentos caro-
tenoides que participan en la fotosíntesis absorbiendo luz.
destacan la xantofila (amarilla) y el β-caroteno (naranja) que
además es la molécula presursora de la vitamina A.
• Politerpenos (muchos isoprenos): destaca el caucho natu-
ral.
3.7 Esteroides
Son un grupo de lípidos derivados del esterano, un hidrocarbu-
ro policíclico.
Los distintos esteroides se diferencian por la presencia de do-
bles enlaces en los ciclos y de distintos sustituyentes.
La molécula más importante de este grupo es el colesterol.
Presenta un grupo -OH en el carbono 3 lo que le da carácter anfi-
pático y le permite formar parte de las membranas celulares en la
célula animal.

Molécula de colesterol (bibliotecadigital.ilce.edu.mx)
También son importantes varios derivados del colesterol:
• Hormonas sexuales y corticoides
• Ácidos biliares: permiten la emulsión de las grasas en la
digestión
• El presurso de la vitamina D que se transforma en esta
vitamina por efecto de la luz ultravioleta.

Las bases moleculares de la vida Unidad 1

ACTIVIDADES
10. ¿Por qué las ceras son saponificables y los terpenos no lo son?
11. Realice una tabla poniendo en distintas columnas: funciones que desarrollan los lípi-
dos, un ejemplo de una molécula que desarrolle cada función y su localización.
12. Indique la razón por la que las grasas neutras o triacilglicéridos tienen un comporta-
miento distinto a los glicerofosfolípidos en medio acuoso. Relacione el comportamiento
de ambos tipos de moléculas con su función.

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4. Proteínas.
Las proteínas son biomoléculas orgánicas formadas por C, H, O,
N, generalmente S, frecuentemente P y en muchas ocasiónes
otros elementos como Fe, Cu,Mg… Son las macromoléculas más
importentes y abundantes en la célula, con más del 50% en peso
seco.
Son polímeros lineales formados por la unión de α-aminoácidos
mediante enlaces peptídicos.
4.1 Los aminoácidos.
Son las unidades básicas de las proteínas. Presentan al menos
un grupocarboxilo y un grupo amino. En los aminoácidos de las
proteínas ambos grupos se encuentran unidos al mismo carbono,
denominado carbono alfa (contiguo al carboxilo que es el terminal)
por lo que son -aminoácidos. Este carbono presenta un H y una
cadena lateral o radical que sistingue a los 20 tipos de aminoáci-
dos proteicos. Los distintos aminoácidos reciben nombres particu-
lares: alanina, prolina, serina, etc. Estos nombres se abrevian con
símbolos de tres letras: Ala, Pro, Ser, etc.
Propiedades de los aminoácidos
Debido a su particular naturaleza química los aminoácidos pre-
sentan algunas características importantes:
Fórmula general de un aminoácido
(lidiaconlaquimica.wordpress.com/)

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Isomería
Al estar el carbono alfa unido a cuatro sustituyentes distintos es
asimétrico. Como consecuencia puede presentar dos formas este-
reoisómeras o isómeros espaciales según la disposición de dichos
sustituyentes en el espacio: la forma D con el NH2 a la derecha y la
forma L con el NH2 a la izquierda.

Estereoisomería de los aminoácidos (Biología 2º Ed. Santillana)
Los aminoácidos proteicos son isómeros de la forma L.
Carácter anfótero
La presencia simultánea de los grupos carboxilo y amino en los
aminoácidos permite que se comporten como sustancias anfóte-
ras, ya que pueden desprender H+ de su grupo carboxilo compor-
tándose como ácidos y también pueden aceptar H+ con su grupo
amino y comportarse como bases. En medios fisiológicos el pH su-
ele ser neutro y los aminoácidos aparecen como iones dobles o
zwitteriones.

(www.cienciasfera.com/materiales/biologiageologia)
Clasificación de los aminoácidos
Las proteínas están formadas por 20 aminoácidos distintos.
Los aminoácidos se clasifican en distintos grupos atendiendo a
la naturaleza química de su cadena lateral y su interacción con el
agua:
RECUERDA
Estereoisómeros
La mayor parte de los
monosacáridos que
aparecen en los seres
vivos son estereoisó-
meros de la forma D,
sin embargo los ami-
noácidos son de la
forma L.

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Apolares
Presentan una cadena lateral hidrófoba, pudiendo ser alifáticos
o aromáticos

(www.biologiasur.org)

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
Polares sin carga
Presentan grupos polares en su cadena lateral que les permi-
ten establecer enlaces de hidrógeno.
Polares con carga
Presentan un grupo carboxilo o amino en la cadena lateral, ha-
blándose de aminoácidos ácidos y básicos.
4.2 El enlace peptídico. Péptidos y proteí-
nas.
Los aminoácidos se unen entre si mediante un enlace tipo ami-
da denominado enlace peptídico. En este enlace interaccionan el
grupo carboxilo de un aminoácido y el amino de otro quedando u-
nidos con liberación de una molécula de agua.

Enlace peptídico
(168.176.239.58/cursos/ciencias/mtria_ensenanza)
El enlace peptídico tiene dos propiedades importantes para la
estructura de las proteínas: carácter parcial de doble enlace, lo
que no permite su giro, y polaridad, con carga parcial positiva so-
bre el H y carga parcial negativa sobre el O, lo que permite la for-
mación de enlaces de hidrógeno.
La unión de dos aminoácidos forma un dipéptido, la de tres un
tripéptido... más de diez un oligopéptido y la unión de muchos
aminoácidos forma un polipéptido.

Las bases moleculares de la vida Unidad 1

4.3 Estructura de las proteínas.
Las proteínas están formadas por aminoácidos dispuestos en
cadenas lineales sin ramificaciones unos a continuación de otros.
Sin embargo estas cadenas polipeptídicas rara vez permanecen
extendidas. Por el contrario para llevar a cabo su función debe
adoptar una forma o "conformación" espacial determinada que
supone una serie de plegamientos.La complejidad de estos ple-
gamientos se describe en cuatro niveles estructurales:
Estructura primaria
Es la secuencia de aminoácidos de la cadena polipeptídica. Es-
ta empieza en un aminoácido cuyo grupo amino no está enlazado
(amino libre o terminal) y concluye en un aminoácido cuyo grupo
carboxilo no está enlazado (carboxilo libre o terminal).
La secuencia supone los aminoácidos que componen la cadena
y el orden en que se encuentran y es distinta para cada tipo de
proteína. De esta secuencia dependen los niveles estructurales
superiores.
Estructura secundaria
Se refiere a plegamientos característicos especialmente esta-
bles por la aparición de enlaces de H entre enlaces peptídicos y
que se encuentran en muchas proteínas, muchas veces a la vez.
α-hélice
Se trata de un plegamiento helicoidal de la cadena con giro
dextrógiro y 3,6 aminoácidos por vuelta con las cadenas laterales
orientadas hacia el exterior.
(biologia.laguia2000.com)

Las bases moleculares de la vida Unidad 1

Estructura de α-hélice (my.opera.com/tutoriabiologiaUBAXX)
Se localiza en regiones de muchas proteínas glubulares y en
proteínas filamentosas como las α-queratinas de pelo, plumas,
piel, uñas, picos…
Lámina β, lámina plegada o estructura β.
El plegamiento origina una lámina plegada en zigzag formada
por el acoplamiento de segmentos de la misma cadena o por ca-
denas distintas, casi totalmente extendidas, de forma paralela o
antiparalela.

Estructura de lámina plegada (1.bp.blogspot.com)
Aparece en regiones de la mayoría de las proteínas globulares y
en proteínas filamentosas como las β-queratinas.

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
Triple hélice de colágeno
Es una estructura constituida por tres cadenas helicoidales
trenzadas (más abiertas que la α-hélice) que forman una triple hé-
lice.
Estructura terciaria
Es la configuración espacial de toda la cadena polipeptídica
que constituye la proteína, incluyendo las regiones con estructura
secundaria. Se produce por la aparición de interacciones entre las
cadenas laterales de los aminoácidos y de estas con el medio.
Las fuerzas que mantienen la estructura terciaria son:
• Puentes disulfuro entre grupos -SH del aminoácido cis-
teína
• Fuerzas electrostáticas entre cargas eléctricas opuestas
• Enlaces de hidrógeno entre grupos polares
• Fuerzas de Van der Waals entre regiones apolares
• Interacciones hidrofóbicas en medio acuoso
Esta disposición espacial se denomina conformación y según
como sea se distinguen dos tipos de proteínas:
• Proteínas fibrosas o filamentosas: aparecen extendidas
y ordenadas paralelamente formando fibras resistentes
e insolubles en agua. Suelen tener funciones estructu-
rales.
• Proteínas globulares: la cadena polipeptídica está muy
plegada adoptando una forma esférica o globular com-
pacta. Las cadenas laterales hidrófilas quedan en el ex-
terior por lo que son solubles.

Estructura terciaria de una proteína globular con regiones de estructu-
ra secundaria. La α-hélice aparece como cintas helicoidales y la lámina β
como flechas.. (upload.wikimedia.org/)
Estructura cuaternaria

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
Algunas proteínas están formadas por varias cadenas polipep-
tídicas, iguales o distintas, denominadas subunidades unidas por
interacciones débiles.
Un ejemplo es la hemoglobina formada por dos cadenas α y
dos cadenas β.
4.4 Propiedades de las proteínas.
Solubilidad
Generalmente las proteínas fibrosas son insolubles en agua y
las globulares son solubles. Sin embargo debido a su gran tamaño
forman disoluciones coloidales rodeándose de moléculas de agua
que interaccionan con los grupos polares periféricos de la proteí-
na. Los aminoácidos apolares quedan orientados hacia el interior
de la proteína estableciendo interacciones hidrofóbicas.Especificidad
Las proteínas son específicas de cada especie e incluso de ca-
da organismo. Esto se debe a que la secuencia de aminoácidos de
una proteína viene dada por la información de un gen, son por tan-
to el producto de la información genética que diferencia a las dis-
tintas especies y a los distintos organismos.
Además las proteínas son muy específicas en su función. Cada
proteína desarrolla una función determinada que viene dada por
su conformación. Esta especificidad llega en muchos casos a dis-
tinguir entre distintos estereoisómeros. Así un enzima que actúe
sobre una molécula no lo hará sobre un isómero distinto.
Desnaturalización
La función de las proteínas depende de estructura tridimensio-
nal denominada conformación nativa. La pérdida de esta confor-
mación nativa se denomina desnaturalización y se debe a la rotura
de los enlaces que mantienen las estructuras terciaria y secunda-
ria. Esto puede producirse por un aumento de la temperatura, una
variación del pH o de la concentración salina. La desnaturalización
supone la pérdida de actividad de la proteína.
La desnaturalización de proteínas globulares solubles frecuen-
temente las vuelve filamentosas e insolubles.
En ocasiones este proceso es reversible y es posible la renatu-
ralización de la proteína.

4.5 Clasificación de las proteínas.
Holoproteínas

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
Compuestas únicamente por aminoácidos. Pueden ser globula-
res o filamentosas:
 Globulares: son aproximadamente esféricas y, como ya se
ha indicado, solubles. Hay varios grupos:
• Albúminas con función de reserva y transportadora:
ovoalbúminas, lactoalbúminas y seroalbúminas.
• Globulinas: subunidades a y b de la hemoglobina y g-
globulinas o inmunoglobulinas que son los anticuerpos.

• Protaminas e histonas: proteínas que se asocian al ADN
eucariota.

 Filamentosas o fibrosas: insolubles en agua con función es-
tructural incluye colágenos, queratinas, elastinas y fibroí-
nas.
Heteroproteínas
Además de la parte peptídica denominada grupo proteico, pre-
sentan sustancias no proteicas que constituyen el grupo prostéti-
co. Los distintos grupos se diferencian en la naturaleza del grupo
prostético:
 Glucoproteínas: presentan una parte glucídica, como las glu-
coproteínas de memebrana.
 Lipoproteínas: Son asociaciones de proteínas de la sangre con
lípidos para su transporte.
 Cromoproteínas: Su grupo prostético es coloreado y puede ser:
• Porfirínico como el grupo hemo de hemoglobina y mio-
globina con hierro y color rojo, transportadores de oxí-
geno en vertebrados.
• No porfirínico como la hemocianina con cobre y la he-
meritrina con hierro, transportadores de oxígeno en in-
vertebrados.
 Fosfoproteínas: con ácido fosfórico.
 Nucleoproteínas: se consideraría así a la cromatina en la que
interaccionan las histonas con el ADN.

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
4.6 Funciones de las proteínas.
Las proteínas son las biomoléculas orgánicas más abundantes
y más diversas por lo que llevan a cabo una gran cantidad de fun-
ciones.
Función estructural
Estructuras celulares:
• Glucoproteínas presentes en las membranas
• Actina, filamentos intermedios, tubulina, componente
del citoesqueleto y el huso acromático
• Histonas componentes de los cromosomas
Estructuras de la sustancia intercelular:
• El colágeno del tejido conectivo fibroso que aparece en
tendones, cartílagos y huesos
• La elastina del tejido conectivo elástico que aparece en
ligamentos y vasos sanguíneos
• La queratina de la epidermis que aparece en pelos,
uñas, plumas, garras…
• La fibroína de la seda de arañas y gusanos.
Función enzimática
Los enzimas, biocatalizadores que aceleran y permiten que se
produzcan las reacciones del metabolismo, son proteínas.
Función transportadora
• En las membranas celulares existen proteínas transporta-
doras cuyas carácterísticas se estudiarán en la unidad 2.
• Transportadoras de O2: hemoglobina en sangre de verte-
brados y mioglobina en músculo; hemocianina en inverte-
brados.
• Transporte de ácidos grasos y otras sustancias por la se-
roalbúmina.
• Transporte de colesterol y triacilglicéridos por las lipoproteí-
nas.
• Transporte de electrones por los citocromos.
Función defensiva
Los anticuerpos o inmunoglobulinas son proteínas.
La trombina y el fibrinógeno intervienen en la coagulación san-
guínea protegiendo de las hemorragias.
Función hormonal

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
Existen hormonas de naturaleza proteica como la insulina, el
glucagón, hormona del crecimiento, etc.
Función homeostática
Las proteínas actúan junto con otros sistemas tampón en el
mantenimiento del pH.
Función contractil
La actina y la miosina responsables de la contracción muscular.
La dineína de cilios y flagelos.
Función de reserva
Las proteínas no tienen función energética ni de reserva ener-
gética, pero pueden actuar como reserva de aminoácidos como la
ovoalbúmina en el huevo o la lactoalbúmina en la leche.

ACTIVIDADES
13. Copie las fórmulas de la alanina (Ala) y la serina (Ser) y únalas mediante enlace peptí-
dico formando el dipéptido Ala-Ser.
14. La hemoglobina es una proteína formada por 4 subunidades, dos alfa y dos beta, cada
una con un grupo hemo que contiene hierro (ver figura). Indique los niveles estructura-
les de dicha proteína.
15. Realice una tabla poniendo en distintas columnas cinco funciones que desarrollan las
proteínas, un ejemplo de una molécula que desarrolle cada función y su localización.

Las bases moleculares de la vida Unidad 1

5. Ácidos nucleicos.
Los ácidos nucleicos son biomoléculas orgánicas formadas por
C, H, O, N y P. Son polímeros lineales de unos monómeros deno-
minados nucleótidos.
Existen dos tipos de ácidos nucleicos: el ácido desoxirribonu-
cleico ADN y el ácido ribonucleico ARN.
5.1 Los nucleótidos
Al contrario que los monómeros de glúcidos y proteínas (mono-
sacáridos y aminoácidos) los nucleótidos son monómeros hodroli-
zables ya que se componen de tres elementos:
• Una pentosa (monosacárido)
• Una base nitrogenada
• Una molécula de ácido fosfórico
La pentosa y la base nitrogenada se unen mediante enlace N-
glucosídico formando un nucleósido. El ácido fosfórico se une por
enlace éster con la pentosa.
Pentosa
Se trata de la ribosa o la desoxirribosa según sean ribonucleó-
tidos del ARN o desoxirribonuleótidos del ADN.
Bases nitrogenadas
Son compuestos aromáticos cíclicos con nitrógeno de los que
existen dos tipos:
Púricas: son la adenina (A) y la guanina (G)
Pirimidínicas: son la timina (T), la citosina (C) y el uracilo (U)

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
Ácido fosfórico
Pentosa + base nitrogenada = nucleósido
La unión de la pentosa con la base nitrogenada mediante un
enlace N-glucosidico da lugar a un uncleósido.
El enlace N-glucosídico se produce entre el -OH hemiacetálico
de la pentosa y un grupo amino de la base nitrogenada.
Nucleósido + ácido fosfórico = nucleótido
La unión mediante un enlace éster entre la pentosa y el ácido
fosfórico da lugar a un nucleótido. Este enlace puede producirse
en el carbono 3 o en el 5 de la pentosa que en el nucleótido se
denominan 5' y 3'.
5.2 Polinucleótidos. El enlace nucleotídi-
co.
Los nucleótidos se unen entre si mediante el enlace nucleótidi-
co, enlace éster entre el grupo fosfato en 5' de un nucleótido y el -
OH en 3' de otro.
Al quedar el ácido fosfórico formando enlace éster con las pen-
tosas de ambos nucleótidos este enlace se denomina fosfodiéster.
La unión de nucleótidos sucesivos da lugar a las cadenas poli-
nucleótidicas que forman los ácidos nucleicos. Las distintas bases
nitrogenadas forman la secuencia de la cadena polinucleotídica
que presenta polaridad: en un extremo queda el grupo 5'fosfato li-
bre y en el otro el 3'-OH libre.

Nucleótido
(bibliotecadigital.ilce.edu.mx)Segmento de polinucleótido
(bibliotecadigital.ilce.edu.mx)

Las bases moleculares de la vida Unidad 1

5.3 El ADN
Es un polinucleótido formado por desoxirribonucleótidos con A,
T, G y C pero sin U. Son macromoléculas de elevada masa molecu-
lar y un tamaño enorme. Así por ejemplo todo el ADN de una célula
humana tendría una longitud superior a los 2 m.
El ADN se encuentra en el núcleo formando parte de la croma-
tina y constituye los cromosomas cuando la célula se va a dividir.
Estructura
En el ADN se pueden distinguir tres niveles estructurales:
Estructura primaria: la secuencia nucleotídica
La estructura primaria se refiere a la secuencia de nucleótidos
desde el extremo 5' al extremo 3'. Realmente la única diferencia
entre los distintos nucleótidos es la base nitrogenada por lo que
en la secuencia de un ADN se indican solo estas. En esta
secuencia de bases del ADN se encuentra la información genética.

Secuencia de un segmento de ADN comparado en dsitintas especies
(www.faba.org.ar/fabainforma/417/ABCL.htm)

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
Estructura secundaria: la doble hélice de Watson y Crick
En 1953 los investigadores James Watson y Francis Crick
propusieron su famoso modelo de doble hélice para la disposición
espacial del ADN. Se basaron principalmente en los trabajos de E.
Chargaff y su ley de equivalencia de bases y las imágenes de
difracción de rayos X de R. Franklin y M. Wilkins.
El modelo de la doble hélice presenta las siguientes
carácterísticas:
• La molécula de ADN está constituida por dos cadenas
polinucleotídicas enrolladas helicoidalmente en sentido
dextrógiro cosntituyendo una doble hélice.
• Las dos hebras son antiparalelas, una va ensentido 5' --
>3' y la otra en sentido contrario.
• Los grupos fosfato y las pentosas quedan hacia el
exterior y las bases nitrogenadas hacia el interior
enfrentadas por pares y perpendiculares al eje de la
doble hélice.
• La unión entre las cadenas se realiza mediante la
complementariedad de bases: adenina con timina y
guanina con citosina. Están siempre enfrentadas de
esta manera y unidas mediante enlaces de hidrógeno
(2 y 3 respectivamente) de forma que las secuencias de
ambas cadenas son complementarias.

La doble hélice de ADN
(bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/)

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
Estructuras superiores del ADN: del nucleosoma al cro-
mosoma
La doble hélice del ADN sufre a su vez sucesivos niveles de
empaquetamiento que permiten que pueda acomodarse la
enorme longitud de su cadena en las dimensiones de un núcleo o
de una célula procariota. Para realizar este empaquetamiento
interacciona con un tipo especial de proteínas que son las
histonas.
La unión del ADN con las histonas forma el nucleosoma: un
octámero de histonas en forma de disco alrededor del cual el ADN
bicatenario (la doble hélice) da dos vueltas. La sucesión de
uncleosomas unidos por segmentos de ADN bicatenario da lugar a
la estructura de collar de perlas.
El ADN va tomando distintos niveles de organización estructural
que constituyen la cromatina en el núcleo interfásico y los
cromosomas en el núcleo en división que se estudiarán en la
Unidad 2.

Estructura del ADN: niveles de compactación
(biologiahelena.webcindario.com/libro/c17a.htm)

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
Función
El ADN desempeña dos funciones vitales en los seres vivos:
• La expresión de la información genética que se encuentra
en los genes del ADN. Para que la información se exprese
debe transcribirse primero a ARN y traducirse después a
proteínas.
• Mantener y transmitir la información genética de la célula
madre a las células hijas y de generación en generación.
Para ello el ADN lleva a cabo la replicación, originando dos
copias idénticas a partir de una cadena original, de forma
que cada célula hija pueda poseer la misma información
que la célula madre.
5.4 El ARN
El ácido ribonucleico o ARN es un polinucleótido formado por la
unión de ribonucleótidos formando una cadena. No presentan
formas bicatenarias (salvo algún virus) aunque si pueden presen-
tar segmentos de doble hélice por apareamiento intracatenario.
Tipos de ARN
ARN mensajero (ARNm)
Es un ARN que se forma como copia de un gen. Tiene aspecto
filamentoso ya que solo presenta estructura primaria.
En las bacterias (células procariotas) presenta el extremo 5'
fosforilado.
En células eucariotas se caracteriza por presentar en el extre-
mo 5' una caperuza (metil-guanosin-trifosfato) y en 3' una cola de
poli-A formada por 150 a 200 nucleótidos de adenina. Además los
ARNm de eucariotaspresentan exones, secuencias no codificantes
(que no llevan información para la proteína) intercaladas entre las
codificantes o intrones.Estos exones son eliminados antes de la
traducción o síntesis de la proteína correspondiente en un proceso
denominado maduración.

Estructura del ARNm
(biologia.laguia2000.com/genetica/arn-mensajero)

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
La función del ARNm es transportar la información contenida
en el gen (ADN) hasta el ribosoma para la síntesis de la proteína
correspondiente como se verá en la Unidad 4.
ARN ribosómico (ARNr)
Son moléculas de ARN de diferentes tamalos caracterizadas
por presentar regiones con estructura secundaria y terciaria. For-
ma parte de los ribosomas, orgánulos en los que se realiza la sín-
tesis de proteínas.
ARN transferente (ARNt)
Son moléculas de ARN pequeñas (80 a 100 ribonucleótidos)
con una estructura muy característica.
Presenta regiones de estructura secundaria en forma de doble
hélice por apareamiento intracatenario que delimitan una serie de
bucles y una estructura terciaria en forma de L.
Los ARNt contienen alrededor de un 10% de bases raras y dos
zonas de especial importancia:
• El extremo 3' al que se une el aminoácido.
• El bucle situsdo al otro extremo en el que hay una secuen-
cia de tres bases nitrogenadas denominado anticocón que
es complementario del codón del ARNm. La complemetari-
edad codón-anticodón permite colocar el aminoácido cor-
recto en la secuencia de la proteína como se estudiará en
la Unidad 4.
La función de los ARNt es transportar los aminoácidos hasta el
ribosoma en la síntesis de proteínas.

ARN transferente (www.blogdebiologia.com/)

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
.

ACTIVIDADES
16. Realice una tabla con las diferencias entre el ADN y el ARN.
17. Indique como interviene cada tipo de ARN en la síntesis de proteínas.
18. A partir de la siguiente secuencia de ADN indique cómo será la secuencia complemen-
taria: 5’ATCGGTCATGCCTAACAGC 3’

Las bases moleculares de la vida Unidad 1

6. Biocatalizadores.
Determinados tipos de biomoléculas realizan funciones que
permiten que se lleven a cabo las reacciones bioquímicas de
los seres vivos. Se pueden incluir como biocatalizadores los en-
zimas, las hormonas y las vitaminas, si bien estrictamente los
biocatalizadores son los enzimas.
Los enzimas
Los enzimas son los biocatalizadores que catalizan las reac-
ciones bioquímicas que constituyen el metabolismo. Los bioca-
talizadores son proteínas (salvo algunos tipos de ácidos nuclei-
cos denominados ribozimas).
Los enzimas son catalizadores pero presentan característi-
cas particulares:
• Aceleran enórmemente las reacciones del metabolismo
hasta acerlas casi instantáneas.
• Los enzimas no se consumen durante la reaccióncata-
lizada, aunque si deben ser renovadas periódicamente.
• Actúan sobre la cinética de la reacción rebajando la e-
nergía de activación.
• No actúan sobre la termodinámica de forma que una
reacción no expontánea no se producirá aunque esté cataliza-
da.
• Actúan a temperatura fisiológica.
• Presentan una gran especificidad de forma que actúan
sobre determinados estereoisómeros y no sobre otros.
Los enzimas transforman la molécula de sustrato en el pro-
ducto mediante la formación de una unión transitoria, el com-
plejo enzima-sustrato:

(www.caracteristicas.co/enzimas/)
Las características de los enzimas y su funcionamiento se
estudiarán en la Unidad 2.

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
Las hormonas
Las hormonas son biomoléculas producidas en glándulas
endocrinas que actúan como mensajeros químicos produciendo
un efecto sobre otras células u órganos del organismo.
Aparecen en todos los organismos pluricelulares, incluyendo
los vegetales (fitohormonas).
Según su naturaleza química se pueden clasificar en tres ti-
pos:
Hormonas derivadas de aminoácidos como la tiroxina deri-
vada de la tirosina.
Hormonas de naturaleza peptídica formadas por cadenas de
aminoácidos (oligo péptidos o polipéptidos) como la vasopresi-
na, la insulina o la hormona de crecimiento. Precisan de recep-
tores de membrana en sus células diana.
Hormonas de naturaleza lipídica como la testosterona. Sus
receptores se encuentran en el interior de la células diana ya
que atraviesan la membrana.
Las principales hormonas humanas y sus efectos se estudia-
rán en la Unidad 3.
Las vitaminas
Las vitaminas son biomoléculas de naturaleza y composición
variable imprescindibles para el metabolismo y que no pueden
ser sintetizadas por lo que deben ser ingeridas por la dieta.
Aunque se necesitan en cantidades muy pequeñas su ingesta
es imprescindible para el organismo. Muchas actúan como co-
enzimas.
Las vitaminas se clasifican atendiendo a su solubilidad en
agua en hidrosolubles y liposolubles:
Vitaminas hidrosolubles: son la vitamina C y las del complejo
B (B1, B2, B3, B5, B6, B8, B9 y B12). Todas actúan como coen-
zimas o precursores de coenzimas.
Vitaminas liposolubles: las vitaminas A, D, E y K tienen natu-
raleza lipídica y salvo la K no actúan como coenzimas.
Las vitaminas se estudiarán en la Unidad 2.

Vasopresina
H2N-Cys-Tyr-Phe-
Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-
Gly-COOH
Testosteona
(commons.wikimedia.org)

ACTIVIDADES
19. ¿Qué característica permite clasificar en grupos distintos las vitaminas A, B y C?
20. ¿Qué relación existe entre los enzimas y las vitaminas?

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
SOLUCIONARIO
1. Elevado calor específico: permite que el agua amortigue los cambios de temperaturaen los seres vi-
vos.
Capilaridad: el elevado grado de cohexión y adhesión permite el fenómeno de capilaridad en el agua
debido a que interacciona con las paredes del xilema permitiendo el ascenso de la savia bruta.
Elevada tensión superficial: permite los movimientos citoplasmáticos.
Incomprensibilidad: el alto grado de cohexión que producen los enlaces de hidrógeno en el agua ha-
ce que sus moléculas estén muy juntas y no se compriman ante una presión, esto permite que actúe
como amortiguador mecánico y como esqueleto hidráulico.
Carácter dipolar: le permite interaccionar con distintos tipos de sustancias disolviéndolas, por esto el
agua es un gran disolvente.
2. Las moléculas de agua establecen enlaces de hidrógeno entre sí. Son interacciones electrostáticas
de atracción entre una carga parcial negativa de un oxígeno y una carga parcial positiva de un hidró-
geno. Cada molécula puede establecer hasta cuatro enlaces de hidrógeno. El origen de estas inter-
acciones es el carácter dipolar de la molécula de agua.
3. Un eritrocito (célula animal) en un medio hipotónico incorporaría agua del medio por el fenómeno de
la ósmosis, se hincharía y podría llegar a producirse el estallido celular (lisis osmótica).En un medio
hipertónico la célula perdería agua, se deshidrataría y moriría.
Una célula vegetal tendría un comportamiento distinto debido a la presencia de la pared celular que
protege a la célula equilibrando la presión osmótica. En un medio hipotónico se hincharía y se volve-
ría turgente debido a la presencia de la pared celular. En un medio hipertónico perdería agua, se
deshidrataría y moriría (fenómeno de plasmólisis).
4. El pH es un indicador de la concentración de H+ en agua. Su valor es pH=log 1/[H+]. Al ser una esca-
la logarítmica, un aumento de 10 veces la concentración supone una variación en una unidad y al
ser el log del inverso la variación es a una unidad menos.
5. Las sales minerales pueden encontrarse disueltas o precipitadas. Las disueltas llevan a cabo fun-
ciones fisiológicas en el funcionamiento de enzimas, músculos, nervios… y las precipitadas funcio-
nes estructurales de sostén y protección.
6. A y B son enantiómeros ya que son imágenes especulares (D y L respectivamente). A y C son epíme-
ros ya que se diferencian en un solo carbono asimétrico. D y E son anómeros ya que se diferencian
en el carbono anomérico.
7. Los glúcidos más adecuados para almacenar energía son los polisacáridos ya que al no ser solubles
en agua no afectan a la presión osmótica. Los monosacáridos son las moléculas utilizadas por la cé-
lula para obtener energía, pero se almacenan en forma de almidón o glucógeno y cuando hay nece-
sidad se hidrolizan para obtener glucosa.
8. Las fórmulas son:

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
9. Los homopolisacáridos con anómero alfa realizan funciones de reserva energética (almidón en vege-
tales y glucógeno en animales) mientras que los de tipo beta realizan funciones estructurales (celu-
losa en vegetales y quitina en animales y hongos). Esto se debe a la diferente resistencia a la hidró-
lisis de los enlaces O-glucosídicos la estructura espacial que forman. Los tipo alfa forman enlaces
fáciles de hidrolizar y moléculas de forma helicoidal mientras que los de tipo beta forman enlaces
muy resistentes a la hidrólisis y estructuras extendidas.
10. Las ceras son saponificables porque son ésteres de ácidos grasos con alcoholes monohidroxílicos.
La reacción de saponificación produce la hidrólisis del éster y la formación de la sal del ácido graso.
Los terpenos no contienen ácidos grasos ni enlaces éster.
11. La tabla podría ser semejante a esta:

12. Las grasas neutras o triacilglicéridos son apolares ya que no tienen ningún grupo polar en su estruc-
tura. Por lo tanto son insolubles en agua y se almacenan de forma anhidra. Los glicerofosfolípidos
tienen en su molécula una zona polar y otra apolar por lo que son anfipáticos. Esto hace que formen
bicapas en medio acuoso. La relación con su función es que los triacilglicéridos se almacenen en
grandes cantidades como reserva enrgética a largo plazo sin necesidad de agua mientrs que los gli-
cerofosfolípidos forman la bicapa lipídica que es la base de las membranas biológicas.
13. Las fórmulas aparecen en la figura de los aminoácidos. El enlace se formaría:

14. La hemoglobina es una heteroproteína transportadora de oxígeno que presenta los siguientes nive-
les estructurales:
Estructura primaria: es la secuencia de aminoácidos de cada una de las cadenas. En este caso la
secuencia de las cadenas alfa es distinta de las cadenas beta.
Estructura secundaria: en esta proteína incluye las regiones de alfa hélice que presenta cada una de
las subunidades.
Estructura terciaria: se refiere a la conformación global de cada una de las subunidades, incluyendo
las regiones de alfa hélice y las regiones sin estructura secundaria.
Estructura cuaternaria: es la proteína completa incluyendo las cuatro subunidades.

Las bases moleculares de la vida Unidad 1
15. Tabla: podría ser similar a esta:

16. Tabla:

17. La función de cada ARN es:El ARNm lleva la información para la secuencia de la proteína.
El ARNr forma parte de los ribosomas en los que se realiza la síntesis de la proteína.
El ARNt transporta los aminoácidos adecuados para la síntesis de la proteína.
18. Dada la secuencia 5' ATCGGTCATGCCTAACAGC 3' la secuencia complementaria será inversa
y cumpliendo el apareamiento A-T y G-C 3'TAGCCAGTACGGATTGTCG 5'.
19. Las vitaminas se clasifican según su solubilidad en hidrosolubles y liposolubles. La vitamina A es
liposoluble mientras que las vitaminas del complejo B y la vitamina C son hidrosolubles.
20. La relación entre los enzimas y las vitaminas es que muchas vitaminas actúan como coenzimas,
permitiendo a los enzimas desarrollar su actividad catalítica.

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Aviso legal
El contenido de esta unidadse ha desarrollado de acuerdo a lo establecido en:
- Real Decreto 1147/2011, de 29 de julio, por el que se establece la ordenación ge-
neral de la formación profesional del sistema educativo (Artículo 19, 2 y Artículo
21,2).
- Ley Orgánica 8/2013, de 9 de diciembre, para la mejora de la calidad educativa.

- Resolución de 21 de marzo de 2019, de la Secretaría de Estado de Educación y
formación Profesional, por la que se convoca la celebración de la prueba de acceso
a los ciclos formativos de grado medio y de grado superior de la formación profe-
sional del sistema educativo, en el ámbito de gestión del Ministerio de Educación
y Formación Profesional.
El contenido de esta unidad ha sido elaborado por:

- Juan Carlos Ortega Lázaro

La revisión técnica ha sido realizada por:

- César Martínez Martínez.

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tribución que son de aplicación, acogiéndonos igualmente a los artículos 32.3 y 32.4
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Índice
1. Bioelementos y biomoléculas: los componentes de la materia viva.
1.1 Biolementos
Biolementos primarios
Biolementos secundarios
Oligoelementos
1.2 Biomoléculas
Biomoléculas inorgánicas
Biomoléculas orgánicas
1.3 El agua
Los enlaces de hidrógeno
1.4 Gases
1.5 Sales minerales
2. Glúcidos.
Clasificación
Funciones generales
2.1 Monosacáridos
Enantiómeros o enantiomorfos
Epímeros
Formas cíclicas
Glucosa
Fructosa
Ribosa
Desoxirribosa
Ribulosa
2.2 Oligosacáridos
2.3 Polisacáridos
Almidón
Glucógeno
Celulosa
Quitina
2.4 Heterósidos
3. Lípidos.
Propiedades:
Funciones:
Clasificación
3.1Ácidos grasos
Micelas
Monocapa
Bicapas
3.2Acilglicéridos o grasas
3.3Ceras
3.4Fosfolípidos o fosfoglicéridos
Función
3.5Esfingolípidos
3.6Terpenos
3.7 Esteroides
4. Proteínas.
4.1 Los aminoácidos.
Isomería
Carácter anfótero
Apolares
Polares sin carga
Polares con carga
4.2 El enlace peptídico. Péptidos y proteínas.
4.3 Estructura de las proteínas.
-hélice
Lámina , lámina plegada o estructura .
Triple hélice de colágeno
4.4 Propiedades de las proteínas.
4.5 Clasificación de las proteínas.
4.6 Funciones de las proteínas.
5. Ácidos nucleicos.
5.1 Los nucleótidos
Pentosa + base nitrogenada = nucleósido
Nucleósido + ácido fosfórico = nucleótido
5.2 Polinucleótidos. El enlace nucleotídico.
5.3 El ADN
Estructura primaria: la secuencia nucleotídica
Estructura secundaria: la doble hélice de Watson y Crick
Estructuras superiores del ADN: del nucleosoma al cromosoma
5.4 El ARN
ARN mensajero (ARNm)
ARN ribosómico (ARNr)
ARN transferente (ARNt)
6. Biocatalizadores.