Los elementos químicos que forman los seres vivos son muy parecidos en tipos y proporciones en todos los organismos.

Son muy diferentes de la litosfera e hidrosfera en la que se desarrolla la vida.

Unos 70 elementos se encuentran presentes en los seres vivos.

 

Son llamados bioelementos o elementos biogénicos los que forman las moléculas indispensables en todos los eres vivos.
Un determinado ser vivo tiene unos 20 ó 30 elementos químicos diferentes necesarios para su funcionamiento.

Biomoléculas

Variedad de compuestos en los seres vivos

Cada célula contiene muchísimos compuestos químicos diferentes.
La gran mayoría de estos compuestos son compuestos orgánicos.

Muchos son macromoléculas. Entre 5.000 a 50.000 tipos en un organismo concreto
Estas macromoléculas son diferentes en cada especie (sobre todo ácidos nucléicos y proteínas)
Son más parecidos en especies próximas
Muchas son iguales en la misma especie
En total en la biosfera debe haber miles de millones o billones de proteínas y ácidos nucleicos diferentes

Muchos compuestos formados por moléculas más sencillas. Polímeros formados por monómeros.

Cada molécula tiene alguna función biológica. Las pequeñas a veces varias.

No hay molécula sin función (Salvo pocas excepciones)

Los seres vivos tienen las mínimas moléculas posibles. Principio de economía celular.
Evolutivamente es un lastre tener moléculas afuncionales.

La mayoría de las biomoléculas son formadas por los propios seres vivos.

Los seres vivos son máquinas químicas a presión y temperatura constante. Pocas máquinas humanas trabajan así.

La información para formar las biomoléculas se encuentra en el ADN (En humanos 6 x 10 E-12 g de información para todo) y es realizada por proteínas denominadas enzimas (o por el ribosoma en el caso de proteínas)

A pesar de su enorme número las biomoléculas pueden asignarse a grupos con propiedades bien determinadas.

Compuestos celulares . (Clasificación simplificada)
Compuesto		Estructura	Función	Tipo
Agua		H2O	Transporte Disolvente Reacciones químicas	Inorgánicos
Sales minerales		Iones Na. K. Ca. Mg ... PO4. CO3. Cl .	Reacciones eléctricas celulares Mensajeros Esqueletos
Proteínas		Polímeros de aminoácidos	Reacciones químicas celulares Transportadores de membrana Movimientos Estructuras celulares Defensa .....	Orgánicos
Glúcidos	Monosacáridos	Polialcoholes	Obetención de energía Formación de polisacáridos
	Polisacáridos	Polímeros de monosacáridos	Reserva de monosacáridos (Glucógeno) Estructurales
Lípidos	A. Grasos	Variada pero insolubles en agua	Formar las mambranas celulares Reserva de energía
	Lipidos Complejos
	Terpenos
	Esteroides
Ácidos nucleicos		Polímeros de nucleótidos	Información celular

 

Agua

Es una molécula esencial para la vida y la más abundante en todos los seres vivos.
Es abundante en la superficie terrestre.
Los seres vivos surgieron en agua y mantienen grandes cantidades de agua pasa su funcionamineto en el interior de la célula y en el medio interno.

Es un factor limitante para la vida en zonas con escasez de agua líquida.

Funciones principales

• Disolvente
• Reactivo químico . Hidrolisis
• Transportadora
• Estructural . Volumen ny forma a las células y a organismos
• Lubricante
• Termorreguladora

Sales minerales

Son compuestos iónicos que se encuentran disueltos en agua
Hay un número importante de iones con función en los seres vivos.
Los más importantes: K+ Na+ Mg++ Ca++ PO4--- CO3-- Cl-

Funciones principales

• Reguladores osmóticos.
• Mensajeros celulares.
• Reacciones eléctricas celulares.
• Tampones de pH.
• Esqueletos.
• Fuente de elementos para sintetizar compuestos orgánicos

Gases disueltos y otros compuestos inorgánicos

Funciones principales

• Respiración (O2)
• Fotosíntesis y quimisíntesis (CO2)
• Obtención de N para compuestops orgánicos (N2)
• Mensajeros celulares (NO . H2S)

Proteínas

Son polímeros lineales de aminoácidos Normalmente de 50 a 200 aminoácidos aunque las hay más pequeñas (péptidos) y más grandes Existen 20 aminoácidos diferentes pero iguales para todos los seres vivos La secuencia (orden) de aminoácidos determina las características de las proteínas Forman moléculas tremendamente variables en propiedades y funciones Enzimas: Catalizan reacciones químicas Trasportadoras de membrana : Salida y entrada de sustancias en las células Movimientos Trasportadores en líquidos Estructurales en células y tejidos Mensajeras Regulación genética Receptoras de estímulos Toxinas y defensa frente a infecciones Coaguladoras Cada célula forma sus propias proteínas a partir de los aminoácidos Lo hacen en unos orgánulos llamados ribosomas

Glúcidos

Monosacáridos o polímeros de monosacáridos Los monosacáridos son compuestos de entre 3 y 7 carbonos con grupos alcohol y aldehido o cetona Son mucho menos variables que los aminoácidos. El más importanete es la Glucosa. Tanbién la Ribosa, Fructosa ... Se pueden combinar en cadens lineales o ramificadas dando lugar a Oligosacáridos . 2 a 10 restos : Fructosa . Lactosa Polisacáridos. Cadenas largas de hasta miles de restos Lineales estructurales: Celulosa . Quitina Ramificadas reserva : Almidón . Glucógeno

 

Lípidos

Compuestos insolubles Bastante variados Ácidos grasos : Cadenas hidrocarbonadas ácidas Forman lípidos complejos: Triglicéridos y fosfolópidos Fuente concentrada de obtención de energía Triglicéridos: Tres ácidos grasos y colesterol Reserva de ácidos grasos Líquidos: aceites . Sólidos: grasas o mantecas Fosfolípidos: Complejos peros llevan ácidos grasos Forman membranas celulares Colesterol: Molécula de gran tamaño muy insoluble Estabiliza membrana plasmática celular. Forma otros esteroides Otros esteroides Hormonas Disolventes de grasas

Ácidos nucleicos

Polímeros de nucleótidos Muy variables en tamaño; de decenas a muchos millones Relacionados con la inforación genética ADN Doble cadena de nucleótidos. En ella se encuentra la información genética Forma los cromososmas, cada uno es una cadena de ADN unido a proteínas ARN Paso de la información del ADN a las células Varios tipos con funciones muy diversas ARNm ARNt ARNr .... Los nucleótidos aislados, especialmente el ATP son los responsables del traspaso de energía en las células

Otros

Existen muchos otros compuestos celulares derivados de los anterores o completamente diferentes

 

Se denomina prótidos a los aminoácidos y a los polímeros lineales de aminoácidos.

Aminoácidos

Son compuestos orgánicos que llevan un grupo amino (-NH2) y un grupo carboxilo (-COOH)
De todos los posibles aminoácidos hay 20 encargados de formar las proteínas.
Son los mismos 20 aminoácidos los que utilizamos todas las células
Esto es una prueba del origen común de los seres vivos
Pregunta : ¿por qué no los hemos cambiado?
Qué tengamos los mismos aminoácidos nos permite utilizar los de otros organismos para fabricar nuestras proteínas.

Las principales funciones de los aminoácdos son:

• Formar péptidos y proteínas
• Formar otras sustancias de interés para la célula o el organismo (hormonas, neurotrasmisores...)
• En casos de exceso en la dieta o escasez de energía pueden utilizarse como fuente de enrgía con un rendimiento similar al de la glucosa.

Péptidos y proteínas

Son polímeros lineales de aminoácidos
Normalmente de 50 a 200 aminoácidos aunque las hay más pequeñas (péptidos) y más grandes.
La secuencia de aminoácidos determina las características de las proteínas.(como las letras de un texto determinan una frase)

Son moléculas tremendamente variables en propiedades y funciones
las utilizan los seres vivos para realizar la mayoría de las funciones celulares:

• Enzimas: Catalizan reacciones químicas
• Trasportadoras de membrana : Salida y entrada de sustancias en las células
• Movimientos
• Trasportadores en líquidos
• Estructurales en células y tejidos
• Mensajeras
• Regulación genética
• Receptoras de estímulos
• Toxinas y defensa frente a infecciones
• Reserva de aminoácidos
• Coaguladoras
  

Cada célula forma sus propias proteínas a partir de los aminoácidos
Lo hacen en unos orgánulos llamados ribosomas
Los aminoácidos se toman del exterior o algunos, si es necesario, se sintetizan en las células
La falta de aminoácidos causa graves trastornos a las células y al organismo

What is a protein ? by PDB100

Proteins - One minute Earth

Prótidos en Biología de 2º de Bachillerato

Monosacáridos o polímeros lineales o ramificados de monosacáridos

Monosacáridos

Son compuestos de entre 3 y 7 carbonos con grupos alcohol y aldehido o cetona
Son mucho menos variables que los aminoácidos.
El más importanete es la Glucosa. Tanbién la Ribosa, Fructosa ...

Sus funciones celulares son:

• Obtención de energía celular (principalmente se utiliza glucosa)
• Formación de polisacáridos de reserva
• Formación de polisacáridos estructurales o de reconocimiento

Oligosacáridos

Son polímeros cortos, de 2 a 10 restos, de monosacáridos
Suelen ser reserva o fuente de energía para determinados organismos
- Sacarosa en plantas como la caña de azúcar y la remolacha
- Lactosa en leche de mamíferos

Polisacáridos

Son polímeros largos de monosacáridos (hasta muchos miles de restos)
Los de reserva son ramificados
Los estructurales son lineales

• Estructurales : Forman la pared celular de plantas (Celulosa), protistas y hongos (Quitina)
• Reserva de glucosa: Glucógeno en animales, Almidón en plantas
  

Compuestos insolubles
Bastante variados

Para este curso nos interesan:

Ácidos grasos

Cadenas hidrocarbonadas ácidas
Forman lípidos complejos: Triglicéridos y fosfolópidos
Fuente concentrada de obtención de energía

- Saturados - Sin dobles enlaces. Sólidos a temperatura ambiente
- Insaturados - Con dobles enlaces . Líquidos a temperatura ambiente

Lípidos complejos (saponificables)

Triglicéridos

Ésteres de tres ácidos grasos y glicerina
Si son líquidos se denominan comunmente aceites, si son sólidos grasas o mantecas
Su función principal es la reserva de ácidos grasos

Fosfolípidos

Moléculas complejas formadas por ácidos grasos, alcoholes, fosfato y sustancia polar
Son moléculas anfipáticas
Forman membranas celulares

Terpenos

Moléculas hidrocarbonadas de tamaño variable
Funciones varadas sobre todo en plantas

Esteroides

Colesterol

Molécula de gran tamaño muy insoluble
Estabiliza la membrana plasmática celular en animales
Forma otros esteroides

Otros esteroides

Hormonas frecuentes en animales
Disolventes de grasas

Polímeros de nucleótidos
Muy variables en tamaño; de decenas a muchos millones de nucleótidos
Relacionados con la inforación genética

ADN

Doble cadena de nucleótidos.
En ella se encuentra la información genética
Forma los cromososmas, cada uno es una cadena de ADN unido a proteínas

ARN

Paso de la información del ADN a las células
Varios tipos con funciones muy diversas ARNm ARNt ARNr ....
Los nucleótidos aislados, especialmente el ATP son los responsables del traspaso de energía en las células

Existen muchos otros compuestos celulares derivados de los anterores o completamente diferentes

Muchos los sintetizan las células pero los que no pueden sintetizar reciben el nombre de vitaminas. Hacen falta en pequeñas cantidades y sin ellas no podemos vivir

Composición química de algunos seres vivos