Clase 3. Composición química de la célula

Transcripción

1 Clase 3. Composición química de la célula

2 Frederich Wöler 1828 Puedo sintetizar urea sin necesidad de un riñón ni de un animal, sea un hombre o un perro.

3 Vitalismo las reacciones biológicas se producían por la acción de una fuerza vital misteriosa

4 Eduard y Hans Buchner 1897 los extractos de células de levadura destruidas (y completamente muertas) pueden llevar a cabo el proceso de la fermentación del azúcar hasta el etanol

5 1926, J.B. Sumner In 1946, James Batcheller Sumner ( ) won the Nobel Prize in Chemistry for crystallizing the enzyme urease from jack bean [see: Dealing with Uric Acid and Monday's Molecule #48]. This was definitive proof that enzymes were proteins, something that was still controversial back when the work was done in the early 1920's. In vitro In vivo

6 Elementos que se encuentran en los organismos Elemento Primer Nivel: Carbono (C) Hidrógeno (H) Nitrógeno (N) Oxígeno (O) Segundo Nivel: Calcio Cloro Magnesio Fósforo Potasio Sodio Azufre Tercer Nivel: Cobalto Cobre Hierro Manganeso Zinc Cuarto Nivel Aluminio; Arsénico; Boro; Cromo; Flúor;Galio; Yodo; Molibdeno; Comentario Los más abundantes en todos los organismos. Mucho menos abundantes pero se encuentran en todos los organismos Metales presentes en pequeñas cantidades en todos los organismos. Son esenciales para la vida Se encuentran o son necesarios en algunos organismos en cantidades mínimas

7 Elementos que se encuentran en los organismos Elemento Primer Nivel: Carbono (C) Hidrógeno (H) Nitrógeno (N) Oxígeno (O) Segundo Nivel: Calcio (Ca) Cloro (Cl) Magnesio () Fósforo () Potasio () Sodio () Azufre() Comentario Los más abundantes en todos los organismos. Mucho menos abundantes pero se encuentran en todos los organismos Elemento Tercer Nivel: Cobalto () Cobre () Hierro () Manganeso () Zinc () Cuarto Nivel Aluminio Arsénico Boro Cromo Flúor Galio Yodo Molibdeno Níquel Selenio Silicio Wolframio Vanadio Comentario Metales presentes en pequeñas cantidades en todos los organismos. Son esenciales para la vida Se encuentran o son necesarios en algunos organismos en cantidades mínimas

8 Los seres vivos siguen las mismas leyes físicas y químicas que el resto de la naturaleza Átomos Moléculas Macromoléculas (Biomoléculas) Seres vivos

9 2.1. Del átomo a la célula: Componentes químicos de las células. 1. Elementos químicos. Nomenclatura 2. Átomo: Estructura. Orbitales atómicos

10

11 Núcleo Átomo Neutrones Sin carga (masa atómica) Protones Orbitales Electrones Partículas cargadas (nº atómico) El átomo es neutro

12 Número de electrones por orbital Primero Segundo Tercero Cuarto... Último Completo Incompleto Estable Inestable (Reactivo)

13 Los seres vivos compuestos por átomos inestables C N H O -Sus propiedades físico químicas los han convertido en los más adecuados para formar seres vivos.

14 Completar tabla 1. Cuántos enlaces puede formar el C, N, S y el P? Represéntalos.

15 Enlaces Químicos Concepto Tipos Covalentes No covalentes Iónicos Fuerzas de van der Waals Fuerzas Hidrofóbicas Puentes de Hidrógeno

16 Enlace Covalente Se comparten electrones entre átomos Se necesita mucha energía para formarse y desprende mucha energía al romperse Los átomos unidos por enlaces covalentes tienen una disposición tridemensional precisa

17 1 H 1N 1+ 1N 1+

18 H2 1N 1+ 1N 1+

19 Enlace Iónico Los enlaces químicos débiles tienen menos de 1/20 de la fuerza de un enlace Covalente.

20 17 Cl 2=15 17N =15-8 =7 17+

21 11 Na 11-2=9 11N 11-2=9-8 =1 11+

22 Cl Na Nº at= 17 Nº at= 11

23 1. Cuáles son los principales elementos químico en los que se basan los compuestos orgánicos? Estos elementos los podemos encontrar en los compuestos inorgánicos? 2. Qué es una molécula? y una biomolécula? 3.Por qué algunos elementos químicos son abundantes en los seres vivos y otros no? Ejemplo. 4.Dibuja el átomo de carbono. Cuántos tipos de enlaces covalentes es capaz de formar? 5.Dibuja el átomo de O y el H. 6. Qué es una reacción de oxidación-reducción?

24 El Agua 80% composición química de los seres vivos Molécula Polar

25 8 0 1 H 1N 1+ 8N 8+ 1N 1+ 1 H

26 - 8N N 1+ 1N 1+

27 En el agua líquida se están formando y rompiendo continuamente enlaces de Hidrógeno

28

29 En el agua líquida se están formando y rompiendo continuamente enlaces de Hidrógeno

30

31

32 El Agua Las sustancias que se disuelven fácilmente en agua se llaman HIDROFÍLICAS. Están formadas por iones o por moléculas polares que atraen a las moléculas de agua por efecto de sus cargas. Las sustancias no polares no son solubles en agua son HIDROFÓBICAS Todas las reacciones fisiológicas se realizan en medio acuosos

33 OH- 1P H30+ = H +

34 H2O + - H + OH

35 ph ácido H + OH - > ph básico < H + OH -

36 alcohol Los ésteres se forman al combinar un ácido y un alcohol,. Se combinan sus grupos hidroxilos y se desprende una molécula de agua. Representa la reacción aldehído cetona acido carboxílico ph Completa los recuadros

37 Iones y sales más abundantes en las células Cl - = cloro - HCO3 = Bicarbonato SO 3-4 = Sulfato Na + = sodio K + = potasio Ca 2 + = calcio NO3 - = Nitrato PO4 3- = Fosfato Ca 3 (PO4 ) 2 y CaCO3 Sólidas (forman los esqueletos)

38 Funciones: Formar estructuras como el hueso Regular el equilibrio ácido-base (tampones). Causantes de corrientes eléctricas Etc

39 Sistemas tampón o amortiguadores de ph Formado por un ácido débil (con poca tendencia a disociarse) y una sal débil - HCO3 ( Bicarbonato) + H + H 2 CO3 CO2 + H 2 O Si el ph de la sangre se hace ácido el equilibrio de la reacción se desplaza para la derecha y si se hace básico, hacia la izquierda

40 2.3. Compuestos de Carbono: Unidades de construcción de la célula Azúcares: Fuente de energía y unidades de los polisacáridos Los ácidos grasos. Triacilglicéridos, fosfolípidos, mielina y esteroides Los aminoácidos: Precursores de transmisores. Unidades de las proteínas. Las enzimas Los nucleótidos: nucleótidos más abundantes en la célula. Nucleótidos y material genético.

41 Monómeros Enlaces covalentes Polímeros

42 Azúcares También llamados Monosacáridos (Triosas, pentosas, hexosas ) (CH 2 O)n

43

44

45 Disacáridos

46 Oligosacáridos y Polisacáridos Glucógeno

47 Lípidos

48 Ácidos grasos: Ácidos carborxílicos con largas cadenas hidrocarbonadas COOH-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 - -CH 3

49 Ácido esteárico Con un doble enlace INSATURADO Ácido oléico Sin dobles enlaces SATURADO

50 TRIACILGLICEROLES Reserva energética (grasa y aceites)= 3 ácidos grasos + 1 Glicerol

51 Fosfolípidos O O P O O - Grupo hidrofílico (un alcohol) CH 2 CH CH 2 Colas hidrofóbicas Son los constituyentes principales de las membranas celulares

52 MICELAS MEMBRANA CELULAR

53 ESTEROIDES Los lípidos son moléculas celulares Insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos.

54

55 Las células contienen una dotación enormemente diversa de moléculas proteícas, cada una de las cuales está constituída por una cadena lineal de aminoácidos unidos entre sí covalentemente Péptido, cadena peptídica o proteína

56

57 Representa el tripéptido: Glu-Tyr-Trp (ácido glutámico-tirosina-triptófano) Representa el dipéptido: Cys-Cys (Cisteína-Cysteína) con un enlace disulfuro

58 Los aminoácidos Apolares Polares Acidos Básicos

59

60 Las Proteínas: Niveles de organización 1.Estructura primaria 2.Estrucctura secundaria 3.Estructura terciaria 4.Estructura cuaternaria

61 Estructura primaria Secuencia de los aminoácidos a-b-a-a-c-b-b-c-c-d-d a-a-b-d-d-a-b-b-c-c-c 3a, 3b,3c, 2d Cada tipo de proteína tiene una secuencia determinada de aminoácidos que determina tanto su forma tridimensional como su actividad biológica

62 Estructura secundaria Puentes de hidrógeno α-hélice

63 Estructura terciaria

64 Estructura cuaternaria Varias subunidades

65 La función biológica de una proteína depende de las propiedades Químicas de su superficie y de cómo se une a otras moléculas llamadas ligandos

66 Las enzimas son proteínas que primero se unen íntimamente a moléculas determinadas, llamadas sustratos, y luego catalizan en esta moléculas la formación o la rotura de enlaces covalentes. En el lugar activo de la enzima

67 Regulación de la actividad de una proteína: -Ciclos de fosforilación y de desfosforilación. - Estados alostéricos - Retroalimentación negativa.

68 Si cambia su forma cambia su función

69 Los nucleótidos Un nucleótido está formado por una base nitrogenada, un azúcar de cinco carbonos y uno o más grupos fosfato

70 Las bases nitrogenadas son compuestos que contienen anillos nitrogenados pueden ser de dos tipos Purinas Pirimidinas

71 Los azúcares son dos pentosas

72 Base Nucleósido Abr. adenina adenosina A guanina guanosina G citosina citidina C uracilo uridina U timina timidina T

73

74

75 Los nucleótidos por sí mismos tienen muchas funciones 1. Transportadores de energía

76 2. NADPH (dinucleótido) = TRANSPORTAN ELECTRONES RICOS EN ENERGÍA

77 3. Moléculas señalizadoras en la célula: AMPc GMPc 4. Coenzimas

78 Se unen entre sí formando cadenas de ácidos nucléicos. La secuencia lineal de los nucleótidos en una cadena de ácido nucleico se abrevia con un código de una sóla letra A-G-C-T-T-A-C-A

79 Los ácidos nucléicos: ADN y ARN

80 ARN 3 tipos: ARNm ARNr ARNt

81 Doble cadena de ácidos nucléicos enrrolladas en hélice