Saint Gaspar College MISIONEROS DE LA PRECIOSA SANGRE Formando Personas Integras

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1 Saint Gaspar College MISIONEROS DE LA PRECIOSA SANGRE Formando Personas Integras Departamento de Ciencias y Tecnología Guía de estudio BIOMOLÉCULAS Orgánicas Nombre del alumno(a): I BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS Son un grupo constituido básicamente por polímeros de carbono e hidrógeno principalmente. Existen 4 grupos: Los CARBOHIDRATOS, LÍPIDOS, PROTEÍNAS, ÁCIDOS NUCLEICOS. Las moléculas biológicas constituyen la mayor parte de las células, algunas de ellas se necesitan para la integridad estructural, otras para suministrar energía y otras regulan el metabolismo. Los carbohidratos y los lípidos son las principales fuentes de energía química, las proteínas son elementos estructurales y también funcionan como enzimas (catalizadores) y reguladores de procesos celulares. Los ácidos nucleicos son de capital importancia en el almacenamiento y transferencia de la información genética. LOS CARBOHIDRATOS O GLÚCIDOS Son compuestos que contienen tres tipos de elementos químicos: Carbono, Hidrógeno y Oxígeno, comúnmente se les conoce como azúcares, se encuentran en todos los seres vivos cumpliendo funciones tales como: A. Energética rápida La glucosa puede ser utilizada rápidamente, es una de las razones por la cual puede ser suministrada por la sangre o vía intravenosa, otras moléculas deben ser digeridas antes de ser utilizadas. B. Energética de reserva: El Almidón es un glúcido que sirve de reserva energética, las papas o tubérculos tienen una gran cantidad de almidón, como la planta tiene que fotosintetizar, cuando no lo puede hacer utiliza el almidón de su tubérculo. En el caso de los animales se utiliza el glucógeno del cual se obtiene glucosa. C. Estructural: La corteza de los árboles está formada por celulosa y el papel que se extrae de ellas también (esta corteza alguna vez fueron células, al morir estas dejan sus paredes firmes de celulosa). D. Informativa: Permiten que las células se reconozcan entre ellas. Los glúcidos se clasifican en 3 grupos dependiendo de cuantas unidades posean, en MONOSACÁRIDO, OLIGOSACARIDO Y POLISACÁRIDOS. - LOS MONOSACÁRIDOS: La fórmula general es: (CH 2 O)n donde n indica el número de carbonos (siendo n mayor o igual a 3). Para nombrar genéricamente a los monosacáridos se coloca al principio el número de carbonos y luego la terminación osa, considera los siguientes ejemplos: Un glúcido de 3 carbonos: TRIOSA Un glúcido de 4 carbonos: TETROSA. Un glúcido de 5 carbonos: PENTOSA. Un glúcido de 6 carbonos: HEXOSA. - LOS POLISACÁRIDOS: Están formados por muchos monosacáridos. Son polímeros de los monosacáridos, algunos de ellos funcionan como reserva energética por ejemplo en las plantas el polímero de reserva energética es el almidón y en los animales el glucógeno, otros tienen un papel estructural en las plantas como el almidón

2 LOS LÍPIDOS Se designan con el término de lípidos (del griego lypos, grasa) a un conjunto de sustancias que tienen como característica común, el ser insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos como el cloroformo, etanol, éter. Los lípidos se encuentran distribuidos ampliamente en el reino vegetal y animal, están compuestos por Carbono, Hidrógeno y Oxígeno en bajas proporciones. Sus principales funciones son: 1. Energética, son fuentes de energía de uso lento. 2. Cubierta protectora sobre la superficie de organismos, aislante térmico (evita la pérdida de calor) 3. Componente estructural de las membranas biológicas (membrana plasmática/fosfolípidos) Los acilglicéridos o glicéridos, son lípidos constituidos por una molécula de glicerol (alcohol) a la cual se le pueden unir; uno (monoglicérido), dos (diglicéridos) o tres moléculas de ácidos grasos (triglicéridos). Los triglicéridos se clasifican según su estado físico, en aceites y grasas. Los aceites son líquidos a temperatura ambiente, pues los ácidos grasos presentes en el son del tipo insaturado y de cadena corta, de origen vegetal; en cambio las grasas son sólidas a temperatura ambiente, pues los ácidos grasos presentes en el son del tipo saturado y de cadena larga, principalmente de origen animal. Los glicéridos son de importancia biológica debido a sus múltiples funciones entre ellas se encuentran: reserva energética: A diferencia de muchas plantas, los animales sólo tienen una capacidad limitada para almacenar carbohidratos. En los vertebrados, cuando los azúcares que se ingieren sobrepasan las posibilidades de utilización o de transformación en glucógeno, se convierten en grasas. De modo inverso, cuando los requisitos energéticos del cuerpo no son satisfechos por la ingestión inmediata de comida, el glucógeno y posteriormente la grasa son degradados para llenar estos requerimientos. Las grasas y los aceites contienen una mayor proporción de enlaces carbono-hidrógeno ricos en energía que los carbohidratos y, en consecuencia, contienen más energía química. En promedio, las grasas producen aproximadamente 9,3 kilocalorías por gramo, en comparación con las 3,79 kilocalorías por gramo de carbohidrato, o las 3,12 kilocalorías por gramo de proteína. aislantes térmicos: Contra las bajas temperaturas. El tejido adiposo (que almacena grasa) está particularmente bien desarrollado en los mamíferos marinos. amortiguador: Grandes masas de tejido graso rodean a algunos órganos como, por ejemplo, a los riñones de los mamíferos, y sirven para protegerlos de una conmoción física. Estos depósitos de grasa permanecen intactos, aún en épocas de inanición. Los fosfolípidos corresponden a una familia de lípidos anfipáticos que por sus particulares propiedades físicas estructuran membranas celulares. Se trata de lípidos polares que, en presencia de agua, espontáneamente adoptan la estructura de bicapas lipídicas. Poseen, en su estructura, un grupo fosfato y dos ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol. Dato: El colesterol es un componente de las membranas animales, pero está ausente en las células vegetales y procariontes. Existen algunos ácidos grasos que deben ser ingeridos en la dieta, ya que nuestro organismo no es capaz de sintetizarlo. Ejemplos: ácidos grasos omega-3 y omega-6.

3 Fosfolípido LAS PROTEÍNAS Las proteínas son los constituyentes esenciales de la materia viva y, por lo tanto se encuentran en todas las células, tanto en animales y vegetales. Cumplen una función estructural, ya que junto con los glúcidos y lípidos constituyen el armazón de todas las estructuras celulares, tanto animales como vegetales. Pero la importancia biológica radica principalmente en unas proteínas llamadas enzimas, catalizadores biológicos de importancia. Casi todas las enzimas son proteínas, y estas son extremadamente importantes para que ocurran las reacciones químicas ya que sin ellas no podrían realizarse, y por lo tanto la vida no sería posible. Además las proteínas poseen una función energética importante ya que pueden oxidarse produciendo energía utilizable por el organismo. En ciertas condiciones como por ejemplo el ayuno esta función adquiere mayor importancia ya que el organismo obtiene de sus propias proteínas, la energía necesaria para subsistir. ESTRUCTURA: Las proteínas se organizan en cuatro niveles: A. Estructura primaria: Indica la secuencia de aminoácidos y la composición de la cadena polipeptídica. B. Estructura secundaria: Es la forma de espiral que toma la estructura primaria. C. Estructura terciaria: Indica el plegamiento que tiene la estructura secundaria debido a los enlaces que se establecen entre los aminoácidos cercanos. D. Estructura cuaternaria: Corresponde a la asociación de dos o más cadenas polipeptídicas en forma terciaria, estas se unen mediante enlaces débiles o no covalentes FUNCIONES: A. Enzimática: Participan en las transformaciones químicas, síntesis de moléculas, ruptura de moléculas durante la digestión y obtención de energía. Aceleran las reacciones químicas, disminuyen la energía necesaria para romper y formar enlaces químicos. Ej. Lipasa pancreática, Sintetasas. B. Transporte: Participan en el transporte en la membrana celular y sangre (Ej. La hemoglobina transporta O 2 ) C. Defensa: Los anticuerpos o inmunoglobulinas son proteínas que reconocen partículas extrañas a nuestro cuerpo. D. Movimiento: Participan en la contracción muscular. E. Hormonal: Señales que permiten la comunicación celular. F. Estructural: Forman tejidos Dato: Un individuo necesita de un aporte constante de aminoácidos para la síntesis de sus proteínas. En los organismos heterótrofos algunos de éstos pueden ser sintetizados por el propio organismo a partir de otras moléculas; otros, en cambio, tienen que ser incorporados en la dieta. Los aminoácidos que deben ser incorporados se conocen como aminoácidos esenciales. En el caso de la especie humana son diez (Arginina, Histidina, Isoleucina, Leucina, Lisina, Metionina, Fenilalanina, Treonina, Triptófano, Valina).

4 FUNCIÓN ESTRUCTURAL HORMONAL DEFENSIVA TRANSPORTE CONTRÁCTIL RESERVA ENZIMÁTICA EJEMPLOS DE PROTEÍNAS Ciertas glucoproteínas forman parte de las membranas y participan como receptores o facilitan el transporte de sustancias. Las proteínas del citoesqueleto, de las fibras del huso, de los cilios y flagelos. Nucleoproteínas (ácidos nucleicos + proteínas) es el caso de cromosomas, ribosomas y nucleolos. Proteínas que confieren resistencia y elasticidad a los tejidos, como el colágeno del tejido conjuntivo fibroso, la elastina del tejido conjuntivo elástico y la queratina de la epidermis. La insulina y el glucagón (que regulan la glicemia), la hormona del crecimiento y la calcitonina (que regula la calcemia). Las Inmunoglobulinas actúan como anticuerpos. La trombina y el fibrinógeno participan en la formación de coágulos, y por ende evitan las hemorragias. La hemoglobina transporta O2, en vertebrados y la mioglobina, en el interior de la célula muscular. Las lipoproteínas transportan lípidos en la sangre y las proteínas transportadoras de la membrana plasmática regulan el paso de solutos y agua a través de ella. La actina y la miosina son parte del músculo, responsables de la contracción muscular. La ovoalbúmina del huevo y la gliadina del grano de trigo, entre otras, son la reserva de aminoácidos utilizadas en el desarrollo del embrión. Las enzimas son catalizadoras de las reacciones químicas dentro de las células, es decir, aceleran la velocidad de las mismas. Son numerosas y altamente específicas. Son ejemplos de enzimas: la amilasa que cataliza la digestión del almidón y la lipasa cataliza la digestión de los lípidos y la pepsina que cataliza la digestión de las proteínas. Aminoácido ENZIMAS Las enzimas son proteínas que actúan como biocatalizadores, es decir, aceleran las reacciones químicas que ocurren tanto en el medio intra como en el extra celular.

5 ACIDOS NUCLEICOS En las células se encuentran dos variedades de ácidos nucleicos: el ácido ribonucleico (ARN) y el ácido desoxirribonucleico (ADN). El ADN forma genes, el material hereditario de las células, y contiene instrucciones para la producción de todas las proteínas que el organismo necesita. El ARN está asociado a la transmisión de la información genética desde el núcleo hacia el citoplasma, donde tiene lugar la síntesis de proteínas, proceso al cual está estrechamente relacionado. Hay tres tipos de ARN que actúan en el proceso de síntesis de proteínas: ARN mensajero (ARNm), ARN de transferencia (ARNt) y ARN ribosómico (ARNr). Su nombre se origina del hecho de que la primera vez que se identificaron se observó que eran ácidos, además de que fueron identificados por primera vez en el núcleo celular. Nucleótidos: subunidades de los ácidos nucleicos Dato: El ADN (ácido desoxirribonucleico) es el material genético de la célula y aparece en forma de filamentos débilmente entrelazados a modo de ovillo, denominados cromatina, en el núcleo de cada célula. Justo antes de que la célula se divida, la cromatina se espiraliza y se forman los cromosomas. La molécula de ADN es una larga doble hélice enrollada sobre sí misma, semejante a una escalera de caracol. En ella, dos ramales compuestos de moléculas de azúcar (desoxirribosa) y fosfatos, se conectan gracias al apareamiento de cuatro moléculas denominadas bases, que forman los eslabones de la escalera. En los eslabones, la adenina se aparea con la timina y la guanina con la citosina. Un nucleótido está conformado entonces, por un grupo fosfato, la pentosa (desoxirribosa) y una base nitrogenada(a, C, G o T). Un gen es un segmento de ADN que tiene una determinada función y está constituido por una secuencia específica de bases. Bibliografía: Extraído y adaptado de: Biología, Mader, 9 edición; Biología I medio sm; Páginas Web: Actividades. 1.- La molécula orgánica más abundante en el organismo es el (la): A) maltosa. B) almidón. C) celulosa. D) proteína. E) glucosa

6 2.- Cuál de las siguientes afirmaciones es INCORRECTA? A) La fructosa es fuente de energía para los espermios. B) Los carbohidratos sirven como aislante térmico. C) La celulosa forma parte de la pared de la célula vegetal. D) La lactosa es un disacárido presente en la leche materna. E) La sacarosa es un disacárido formado por la unión de glucosa y fructosa. 3.- El agua en el organismo actúa como I) lubricante. II) aislante térmico. III) termorregulador. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) I, II y III 4.- De las siguientes opciones, cuál de ellas representa a un monómero y a un polímero, respectivamente? A) Aminoácido nucleótido B) Proteína aminoácido C) Glicógeno glucosa D) Glucosa almidón E) ADN nucleótido 5.-Qué tienen en común las proteínas y los ácidos nucleicos? I. La presencia de nitrógeno en su estructura. II. La presencia de azufre en su estructura. III. Las funciones de herencia que desarrollan. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) I y II E) II y III 6.- Qué elemento tiene por función servir de esqueleto básico a las moléculas orgánicas? A) Carbono B) Calcio C) Oxígeno D) Hidrógeno E) Nitrógeno 7.- Los aminoácidos esenciales son aquellos que A) deben consumirse en exceso. B) se pueden unir por enlaces peptídicos. C) sólo son sintetizados por los heterótrofos. D) poseen más de un grupo amino en su estructura. E) no pueden ser sintetizados por células humanas. 8.- Qué alternativa es verdadera respecto a la celulosa? A) Es de origen animal B) Está formada por glucosas unidas C) Tiene función energética D) Es un lípido E) Permite la fotosíntesis 9.- Construya una tabla, que establezca diferencias y semejanzas entre ADN y ARN