biologia clase 2

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Biomoleculas
INTRODUCCION
Molécula.
(Del dim. del lat. moles, mole).
1. f. Unidad mínima de una sustancia que conserva sus propiedades químicas. Puede estar formada por átomos iguales o diferentes.
Por otro lado las macromoléculas son moléculas que tienen una masa molecular elevada, formadas por un gran número de átomos. Generalmente se pueden describir como la repetición de una o unas pocas unidades mínimas o monómeros, formando los polímeros.
El término macromolécula se refiere a las moléculas que pesan más de 10.000 dalton de masa atómica. Pueden ser tanto orgánicas como inorgánicas, y algunas de gran relevancia se encuentran en el campo de la bioquímica, al estudiar las biomoléculas.
La mayor parte de la masa total de un organismo es agua. Si se evapora el agua, casi todo el peso seco consta de moleculas que contienen atomos de carbono. Cuando se descubrio lo anterior se penso que las moleculas que poseen carbon solo estaban presentes en los organismos vivos y por lo tanto se las denomino moléculas orgánicas para distinguirlas de las moléculas inorgánicas que se encuentran en el mundo inanimado. A medida que los quimicos aprendieron a sintetizar mas y mas moleculas compuestas de carbono en el laboratorio, se perdio el misterio relacionado con los compuestos organicos. Los compuestos producidos por organismos vivientes se conocieron como bioquímicos. Sin embargo para fines practicos de la asignatura continuaremos utilizando esta clasificacion.
MACROMOLECULA INORGANICAS:
Son moléculas que poseen tanto los seres vivos como los cuerpos inertes, están formadas por cadenas de carbono e hidrógeno, son imprescindibles para la vida, como elagua, la molécula inorgánica más abundante, los gases (oxígeno, etc.) y las sales Inorgánicas: aniones como fosfato(HPO4−), bicarbonato (HCO3−) y cationes como el amonio (NH4+)
EL AGUA
La vida se apoya en el comportamiento anormal del agua.
El agua es la sustancia más abundante en la biosfera, dónde la encontramos en sus tres estados y es además el componente mayoritario de los seres vivos, pues entre el 65 y el 95% del peso de de la mayor parte de las formas vivas es agua.
En las medusas, puede alcanzar el 98% del volumen del animal y en la lechuga, el 97% del volumen de la planta. Estructuras como el líquido interno de animales o plantas, embriones o tejidos conjuntivos suelen contener gran cantidad de agua. Otras estructuras, como semillas, huesos, pelo, escamas o dientes poseen poca cantidad de agua en su composición.
El agua fue además el soporte donde surgió la vida. Molécula con un extraño comportamiento que la convierten en una sustancia diferente a la mayoría de los líquidos, posee unas extraordinarias propiedades físicas y químicas que son responsables de su importancia biológica.
Durante la evolución de la vida, los organismos se han adaptado al ambiente acuoso y han desarrollado sistemas que les permiten aprovechar las inusitadas propiedades del agua.
1.1. Estructura del agua
La molécula de agua está formada por dos átomos de H unidos a un átomo de O por medio de dos enlaces covalentes. La disposición tetraédrica de los orbitales sp3 del oxígeno determina un ángulo entre los enlaces H-O-H aproximadamente de 104’5º, además el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace.
El resultado es que la molécula de agua aunque tiene una carga total neutra (igual número de protones que de electrones), presenta una distribución asimétrica de sus electrones, lo que la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa, mientras que los núcleos de hidrógeno quedan desnudos, desprovistos parcialmente de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva. Por eso en la práctica la molécula de agua se comporta como un dipolo (como un imán molecular).
	
	 
Así se establecen interacciones entre las propias moléculas de agua, formándose enlaces o puentes de hidrógeno, la carga parcial negativa del oxígeno de una molécula ejerce atracción electrostática sobre las cargas parciales positivas de los átomos de hidrógeno de otras moléculas adyacentes.
Aunque son uniones débiles, son responsables en gran parte de su comportamiento anómalo como líqido y de la peculiaridad de sus propiedades físicoquímicas.
 
1.2. Propiedades del agua
a) Acción disolvente
El agua es el líquido que más sustancias disuelve, por eso decimos que es el disolvente universal. Esta propiedad, muy importante para la vida, se debe a la polaridad de la molécula de agua y su capacidad para interaccionar con otras sustancias que presenten grupos polares o con carga iónica (alcoholes, azúcares con grupos -OH, aminoácidos y proteínas con grupos que presentan cargas positivas y negativas), lo que da lugar a disoluciones moleculares. También las moléculas de agua pueden disolver sustancias salinas que se disocian formando disoluciones iónicas.
En el caso de las disoluciones iónicas, los iones de las sales son atraídos por los dipolos del agua, quedando "atrapados" y recubiertos de moléculas de agua en forma de iones hidratados o solvatados.
La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones:
 
ü      Ser el medio donde ocurren las reacciones del metabolismo.
ü      Servir como sistema de transporte.
b) Elevada fuerza de cohesión
Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casiincompresible. Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos animales como un esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos perforadores capaces de agujerear la roca mediante la presión generada por sus líquidos internos.
c) Elevada fuerza de adhesión
 
Esta fuerza está también en relación con los puentes de hidrógeno que se establecen entre las moléculas de agua y otras moléculas polares y es responsable, junto con la cohesión del llamado fenómeno de la capilaridad. Cuando se introduce un capilar (tubo muy delagado) en un recipiente con agua, ésta asciende por el capilar como si trepase agarrándose por las paredes, hasta alcanzar un nivel superior al del recipiente, donde la presión que ejerce la columna de agua, se equilibra con lapresión capilar. A este fenómeno se debe en parte la ascensión de la savia bruta desde las raíces hasta las hojas, a través de los vasos leñosos.
 
 
 
 d) Alta tensión superficial
 
Las moléculas de agua, como se ha visto, están muy cohesionadas por acción de los puentes de hidrógeno. Esto produce una película de agua en la zona de contacto del agua con el aire, que cuesta relativamente de romper.
Esto es utilizado por algunos organismos para desplazarse por la superficie del agua sin hundirse.
  e) Gran calor específico
También esta propiedad está en relación con los puentes de hidrógeno que se forman entre las moléculas de agua. El agua puede absorber grandes cantidades de "calor" que utiliza para romper los puentes de hidrógeno por lo que la temperatura se eleva muy lentamente. Esto permite que el citoplasma acuoso sirva de protección ante los cambios de temperatura. Así se mantiene la temperatura constante.
f) Elevado calor de vaporización
Sirve el mismo razonamiento, también los puentes de hidrógeno son los responsables de esta propiedad. Para evaporar el agua , primero hay que romper los puentes y posteriormente dotar a las moléculas de agua de la suficiente energía cinética para pasar de la fase líquida a la gaseosa.
Para evaporar un gramo de agua se precisan 540 calorías, a una temperatura de 20º C.
g) La “irregularidad” en la densidad del agua
En estado líquido, el agua es más densa que en estado sólido. Por ello, el hielo flota en el agua. Esto es debido a que los puentes de hidrógeno formados a temperaturas bajo cero unen a las moléculas de agua ocupando mayor volumen.
   
h) Bajo grado de ionización
 
La mayor parte de las moléculas de agua no están disociadas. Sólo un reducido número de moléculas sufre disociación, generando iones positivos (H+) e ionesnegativos (OH-). En el agua pura, a 25ºC, sólo una molécula de cada 10.000.000 está disociada, por lo que la concentración de H+ es de 10-7. Por esto, el pH del agua pura es igual a 7 (neutron)
1.3. Funciones del agua
Las funciones del agua se relacionan íntimamente con las propiedades anteriormente descritas. Se podrían resumir en los siguientes puntos:
1. Soporte o medio donde ocurren las reacciones metabólicas .
2. Amortiguador térmico.
3. Transporte de sustancias.
4. Lubricante, amortiguadora del roce entre órganos.
5. Favorece la circulación y turgencia.
6. Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos.
7. Puede intervenir como reactivo en reacciones del metabolismo, aportando hidrogeniones o hidroxilos al medio.
2. SALES MINERALES
Además del agua existe otras biomoléculas inorgánicas como las sales minerales. En función de su solubilidad en agua se distinguen dos tipos:insolubles y solubles.
1. Sales insolubles en agua
Forman estructuras sólidas, que suelen tener función de sostén o protectora, como:
· Esqueleto interno de vertebrados, en el que encontramos: fosfatos, cloruros, y carbonatos de calcio.
· Caparazones de carbonato cálcico de crustáceos y moluscos.
· Endurecimiento de células vegetales, como en gramíneas (impregnación con sílice).
· Otolitos del oído interno, formados por cristales de carbonato cálcico (equilibrio).
                             
2. Sales solubles en agua
Se encuentran disociadas en sus iones (cationes y aniones) que son los responsables de su actividad biológica. Desempeñan las siguientes funciones:
· Funciones catalíticas. Algunos iones, como el Cu+, Mn 2+, Mg2+, Zn+,...actúan como cofactores enzimáticos.
· Funciones osmóticas. Intervienen en los procesos relacionados con la distribución de agua entre el interior celular y el medio donde vive esa célula. Los iones de Na, K, Cl y Ca, participan en la generación de gradientes electroquímicos, imprescindibles en el mantenimiento delpotencial de membrana y del potencial de acción y en la sinapsis neuronal.
· Función tamponadora. Se lleva a cabo por los sistemas carbonato-bicarbonato, y también por el monofosfato-bifosfato.
MACROMOLECULAS ORGANICAS
BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS
 
 Las moléculas que forman parte de los seres vivos son sorprendentemente similares entre sí en estructura y función, de hecho todos los organismos que conocemos contienen proteínas, ácidos nucleicos, y todos dependen de agua para sobrevivir. Nuestro parentesco con plantas y bacterias se puede verificar si observamos que sus moléculas y las muestras tienen mucho en común.
 
 Los elementos que forman parte de los seres vivos se conocen como elementos biogenèsicos y se clasifican en bioelementos primarios y secundarios. Los bioelementos primarios son indispensables para la formación de las biomolèculas fundamentales, tales como carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Estos elementos constituyen aproximadamente 97% de la materia viva y son: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre. Los bioelementos secundarios son todos los elementos biogenèsicos restantes. Se pueden distinguir entre ellos los que tienen una abundancia mayor a 0.1% como el calcio, sodio, potasio, magnesio, cloro y los llamados oligoelementos, los cuales se encuentran en concentraciones por debajo de 0.1% en los organismos, esto no significa que sean poco importantes, ya que una pequeña cantidad de ellos es suficiente para que el organismo viva, sin embargo la ausencia de alguno puede causar la muerte.
 
 Los CARBOHIDRATOS son moléculas biológicas muy abundantes. Se les conoce con el nombre de azúcares y están formadas por carbono, hidrógeno y oxigeno. Los carbohidratos o azúcares se pueden encontrar en diferentes formas:
 
Monosacáridos.- Son la unidad más pequeña de los azúcares.
Oligosacàridos.-Estos carbohidratos están formados por la unión de dos a diez unidades de azúcar.
Polisacáridos.- Como su nombre lo dice, son largas cadenas formadas por varias unidades de azúcar, incluso cientos.
 
 Los monosacáridos están formados por una cadena de tres a siete átomos de carbonos. De acuerdo al número de carbonos se les llama triosa (3 carbonos), tetrosa (4 carbonos), pentosa (5 carbonos) y así sucesivamente, la glucosa que está formada por 6 carbonos, es una hexosa, lo mismo que la fructosa o azúcar de las frutas. La glucosa no se encuentra en la naturaleza en forma lineal, sino que tiende a formar anillos
Algunos ejemplos de monosacáridos son:
-Ribosa.- es una pentosa que forma parte del ARN o acido ribonucleico, que participa en los procesos de elaboración de proteínas.
-Desoxirribosa.- Es también una pentosa y forma parte del ADN, la molécula de la herencia.
Fructosa.- Es el azúcar de de las frutas, se encuentra en la miel y se utiliza como edulcolorante de muchos refrescos.
-Glucosa.- Es el monosacárido más abundante en los seres vivos, esta formada por seis carbonos, se produce por la fotosíntesis de las plantas, circula en nuestra sangre y la encontramos en muchos productos dulces.
-Galactosa.- Es una hexosa que forma parte del azúcar de la leche.
 
 Oligosacàridos la sacarosa es el azúcar que ponemos en la mesa todos los días, se obtiene de la caña de azúcar o remolacha. Los disacáridos están formados por dos monosacáridos. En la sacarosa se une una molécula de glucosa y una de fructosa. Otro disacárido familiar es la lactosa, que es el azúcar de la leche, está formada de la unión de la glucosa y la galactosa. La maltosa está formada por la unión de dos moléculas de glucosa.
 
 
 Polisacáridos.- son polímeros formados por la unión de muchos monosacáridos, algunos funcionan como reserva energética tanto en plantas como en animales mientras que otros cumplen funciones estructurales, es decir, que dan forma y firmeza a ciertos organismos por ejemplo:
 
Almidón.- Es el polisacárido de reserva de las plantas está formado por cientos de unidades de glucosa. Cuando las células de las hojas producen azúcares mediante la fotosíntesis, almacenan una parte de ella como almidón y otra la envían a las raíces y a las semillas, a las semillas les proporciona la energía que necesitan para germinar y crecer. Cuando consumimos productos como papa, trigo, maíz, aprovechamos esa reserva energética de las plantas y la convertimos en glucosa por medio de la digestión.
 
Glucógeno.- está formado por la unión de moléculas de glucosa formando una estructura muy ramificada, el azúcar que ingerimos en los alimentos se convierte en glucosa, el exceso se envía hacía el hígado y se almacena en forma de glucógeno, en su regulación participa la hormona insulina.
 
Celulosa.- contiene moléculas de glucosa enlazadas de manera distinta, es fibrosa y cumple función estructural, los polímeros de glucosa forman fibrillas que dan forma a los tallos y hojas de las plantas. La celulosa se encuentra en las paredes de las células vegetales. La utilizamos en las prendas de algodón, en los muebles de madera y forman parte de las hojas de papel. Está no es digerible para los seres humanos.
 
Quitina.- Éste polisacárido se encuentra en el exoesqueleto de cangrejos, langostas e insectos, y también forman parte de la pared celular de los hongos. Si has pisado un insecto, has sentido cómo truena su cubierta externa. Este es un polisacárido estructural y cada unidad de glucosa contiene además un grupo amino (-NH2). Los enlácese entre las moléculas de quitina son como los de la celulosa, y el ser humano no los puede digerir.
 
LÍPIDOS
 Los lípidos se conocen también como grasas, son insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos no polares como el éter, el cloroformo o el benceno. Están formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, funcionan como reservas energéticas de la que se obtiene más energía que de los carbohidratos (un gr. de carbohidratos proporciona 3.79 kcal, un gr. de grasa 9.3 kcal), aíslan del frío, así las ballenas y mamíferos marinos tienen una capa importante de grasa debajo de la piel. Se dividen en:Lípidos simples.- Sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. En este grupo se encuentran los aceites, grasas y ceras. Su función es de reserva energética, muchas de las grasas naturales se forman de la unión de una molécula de glicerol con tres ácidos grasos y se llaman triglicéridos. Muchos de ácidos grasos tienen 16 a 18 átonos de carbono por molécula. Los ácidos grasos pueden ser saturados si los enlaces entre los átomos de carbono de su larga cadena son sencillos, o insaturados si existe algún doble enlace entre ellos. Forman grasas y ceras que forman cubiertas aislantes que protegen, piel, pelaje, plumaje, hojas y frutos.
 
Lípidos compuestos.- además contiene otros elementos como fósforo y nitrógeno a este grupo pertenecen los fosfolípidos, los cuales contienen un grupo fosfato asociado a un lípido, el grupo fosfato se convierte en la cabeza polar de la molécula que va a ser hidrofilica y las cadenas de ácido graso se convierten en las colas hidrofóbicas, esta propiedad hace que los fosfolípidos al contacto con el agua se sitúen formando dos capas en las que las cabezas miran hacia el agua y las colas se esconden en medio, son componentes de la membrana celular.
 
 
Esteriodes.- se componen de cuatro anillos de carbono fusionados. Un ejemplo es el colesterol que es un componente vital de las membranas de las células animales y también participa en la síntesis de otros esteroides como las hormonas sexuales femeninas y masculinas, o la aldosterona, hormona que controla los niveles de sal.
 
 Las PROTEÍNAS son moléculas muy grandes formadas por la unión de monómeros llamados aminoácidos. Un aminoácido contiene un carbono central al que se une un grupo amino, un grupo carboxilo, un hidrogeno y un grupo radical. Hay veinte aminoácidos diferentes que forman parte de los seres vivos, la diferencia entre ellos está en el grupo R, con estos veinte aminoácidos se forman todas las proteínas que hay en la naturaleza. Cada organismo produce varios cientos de proteínas características de su especie. 
 
 Las proteínas son los elementos fundamentales de un organismo, las uñas así como los diminutos vellos que hay en ella están formados por queratina, una proteína estructural; la piel que la envuelva contiene colágeno, una proteína que le da forma; por debajo de la piel están los músculos formados por actina y miosina, proteínas contráctiles, es decir móviles. Si llegamos a los vasos sanguíneos, la sangre contiene proteínas, entre ellas la hemoglobina, que transporta el oxígeno que respiras , y varias hormonas que regulan las funciones del organismos, por ejemplo la insulina que regula el nivel de azúcar en la sangre. Si sufres una herida rápidamente se presentan los anticuerpos, proteínas de defensa, además en todo momento dentro de cada célula, están en acción cientos de enzimas para llevar a cabo las reacciones químicas que mantiene la vida.
 
ACIDOS NUCLÉICOS
 
 Los ácidos nucleicos son polímeros formados por nucleótidos. Un nucleótido esta formado por una base nitrogenada, una molécula de azúcar y un fosfato, en el caso el ácido desoxirribonucleico (ADN), el azúcar es la desoxirribosa.
 
Las bases nitrogenadas que forman parte del ADN son: bases púricas (adenina y guanina), y bases pirimídicas (timina y citosina). El ADN es la molécula de la herencia, en él se codifica la información necesaria para el desarrollo y el funcionamiento de un organismo, siendo el responsable de su transmisión hereditaria. El ADN superenrollado (estructura terciaria) constituye a los cromosomas
 
El modelo de estructura en doble hélice del ADN, fue propuesto en 1953 por James Watson y Francis Crick , demostraron que en el ADN existía siempre la misma proporción de adenina y timina, y la concentración de guanina era la misma que la de citosina. Esto junto con otras evidencias permitieron saber que la molécula del ADN es una doble cadena en forma de hélice, en la que las bases nitrogenadas se enlazan por medio de puentes de hidrógeno: adenina con timina y citosina con guanina (es decir una base púrica con una pirimídica).
 
La función del ARN o ácido ribonucleico es interpretar la información codificada en el ADN y realizar el proceso de síntesis de proteínas que se requieren en determinado momento en un organismo. Recuerda la molécula de ARN, también está formada por nucleótidos, pero en este caso el azúcar es ribosa y en las bases nitrogenadas, en lugar de timina, hay uracilo. Además no olvides que el ARN esta formado de una sola cadena.
Relacionar ADN, código genético y síntesis de proteínas, para comprender la continuidad y evolución de las especies.
 
El ADN contiene toda la información hereditaria de un ser vivo, es decir, tiene las instrucciones exactas de cómo construir las proteínas de cada organismo. Esto significa que cada organismo mantiene las características propias de su especie gracias a su ADN. La información genética se encuentra en el núcleo. Cuando llega el momento de reproducirse, es en el núcleo donde se produce una copia fiel del ADN para la formación de las células hijas, por medio de la replicación del ADN.
 
Cuando una célula se va a reproducir necesita duplicar su información genética. Al proceso de copia mediante el cual se forma una nueva molécula de ADN se le llama REPLICACIÓN. Este proceso se realiza en tres pasos:
 
1.- La enzima helicasa rompe los puentes de hidrógeno que unen las dos cadenas de la doble hélice de ADN.
2.- cada cadena va a servir de molde para que en ella se coloquen nucleótidos y se forme una nueva cadena complementaria. La enzima ADN polimerasa empieza a colocar los nucleótidos que corresponden a la secuencia de la cadena de ADN (guanina –citosina; adenina-timina).
3.- Los nucleótidos de cada cadena forman puentes de hidrógeno y la molécula toma la forma de doble hélice (participa la enzima ADN ligasa). Y se liberan dos moléculas de ADN, cada una conserva una cadena original y tiene una cadena nueva recién elaborada, por esto la replicación de ADN es semiconservativa. 
 
SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
La síntesis de proteínas es un proceso esencial en los seres vivos, y para que se lleve a cabo se requiere la participación del ARN o ácido ribonucleico. El ARN lleva a cabo su función en dos etapas:
 
 
Transcripción.- El ARNm obtiene la información contenida en el ADN, esto consiste en la copia del ADN, por el ARN mensajero, molécula que se encargará posteriormente de dirigir la síntesis de proteínas que se requieren en la célula. En resumen, los procesos que se llevan a cabo en el núcleo son:
 
Traducción.- Se interpreta la información que el ARN mensajero copió del ADN y se construye una proteína.
 
 
El segmento de ADN que codifica para la síntesis de una proteína se llama gen, es decir el ADN está formado por varios miles de genes. El primer paso para la TRANSCRIPCIÓN consiste en que el ADN se abra para permitir ser copiado, después la enzima ARN polimerasa va colocando los nucleótidos necesarios para formar una molécula de ARN mensajero, complementaria a la cadena de ADN que se esta copiando (guanina con citosina y adenina con uracilo), el ARN mensajero se desprende, y sale del núcleo. 
 
Para la TRADUCCIÓN de ADN, es necesaria la participación del ARN ribosomal, el cual forma los ribosomas, ahí es donde se lleva a cabo la síntesis de proteínas, y se inicia la interpretación del mensaje. La información del ARN mensajero se lee por tripletes (paquete de tres letras) llamado codón o triplete. Los ARN de transferencia acarrean aminoácidos componentes de las proteínas (cada codón forma un aminoácido) y los van colocando en el orden correspondiente, de acuerdo con la información que contiene el ARN mensajero. En cada codón del ARNm se va a colocar el ARNt que tenga el anticodón correspondiente y colocará el aminoácido que trae consigo. Los aminoácidos acarreados y colocados en el ribosoma se van uniendo por enlaces peptídicos y dan lugar a la cadena de proteína. Cuando termina de interpretarse el mensaje la proteína se libera delribosoma.
 
 
· Actividad:
· 1er grupo 11 am CCNN
· Reunirse en grupos investigar, analizar y discutir Composición química del Trifosfato de Adenosín (ATP) y su importancia biológica. Trabajo se expondra durante la proxima clase.
· Objetivos: 
· Comprender la composición química del Trifosfato de Adenosín (ATP) y su importancia biológica.
Definir la composición química del Trifosfato de Adenosín (ATP) y su importancia biológica.
Comprender el character fundamental del Trifosfato de Adenosín en la transferencia de energía en los seres vivos.
· 
2do grupo 2:40 pm Lengua y Literatura
· Reunirse en grupos investigar, analizar y discutir sobre las Teorías del origen y evolución de los seres vivos. Teorías idealistas y materialistas acerca de los seres vivos. Trabajo se expondra durante la proxima clase.
Objetivos: 
Explicar las diversas teorías acerca del origen y evolución de los seres vivos en la tierra. 
Determinar la teoría más acertada acerca del origen y evolución de los seres vivos hoy en día. 
· 
Introduccion
Objetivos
Cuerpo del trabajo 
Referencias bibliograficas.