Apuntes de Biología: Niveles de Organización de la Vida y Biomoléculas, Apuntes de Biología

¡Descarga Apuntes de Biología: Niveles de Organización de la Vida y Biomoléculas y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity! BIOLOGÍA - APUNTES Parcial 12 1 - La vida y sus niveles de organización 1.1 - Las características de los seres vivos La composición molecular de los seres vivos es bastante uniforme: estos están formados por un número limitado de moléculas, con el elemento principal siendo el carbono. Estas moléculas presentan un alto grado de complejidad y se organizan en estructuras formando células. Además, los seres vivos realizan las tres funciones vitales: la nutrición (intercambian materia y energía con el medio), la reproducción (son capaces de originar nuevos seres con sus mismas características) y la relación (son capaces de recibir info, tanto del medio interno como del externo, en forma de estímulos). 1.2 - Los niveles de organización Cada nivel presenta nuevas propiedades con respecto al nivel anterior. Se distinguen los siguientes niveles: -Nivel atómico y molecular: las partículas subatómicas forman átomos, que se unen y forman moléculas, algunas pueden alcanzar masas moleculares tan grandes que son macromoléculas. Algunos complejos supramoleculares se agrupan formando orgánulos. -Nivel celular: la asociación de orgánulos celulares constituye la célula, unidad estructural y funcional de los seres vivos. -Nivel orgánico: los tejidos, conjuntos de células que realizan funciones, se agrupan formando órganos, los cuales forman aparatos y sistemas, que constituyen un organismo. -Nivel_de población: los seres vivos/organismos se relacionan formando una población. Distintas poblaciones habitando en una zona, son comunidades, las cuales interactúan con el medio, formando ecosistemas. La biosfera es el conjunto de todos los organismos vivos. 2 - Los bioelementos y las biomoléculas 2.1 - Los bioelementos Se clasifican en tres grupos: bioelementos primarios, bioelementos secundarios y oligoelementos. -Bioelementos primarios: 99% de la masa de las células. Son C, H, O y N y, en menor proporción, S y P. - C, H y O forman parte de todas las biomoléculas orgánicas. - N es componente fundamental en proteínas, ácidos nucleicos, clorofila, y grupos de glúcidos y lípidos. - S está en muchas proteínas y es responsable de la actv. catalítica de varios enzimas. - P forma parte de fosfolípidos, ácidos nucléicos y, en forma de fosfatos, en esqueletos y dientes. -Bioelementos secundarios: no superan el 2,5% de la masa total del organismo. Son Na, Ca”, K*, Mg? y Cl. - Na*, K* y Cr transmiten el impulso nervioso. - Ca” participa en la contracción muscular. - Mg?' está presente en la molécula de clorofila. -Oligoelementos: Aparecen en cantidades inferiores al 0,1%, pero son esenciales para el correcto funcionamiento de los seres vivos. Su deficiencia produce enfermedades y su exceso provoca intoxicaciones. Se conocen unos 60 oligoelementos, pero solo 5 están en todos los seres vivos: Fe, Cu, Zn, Mn y Co. 2.2 - Las biomoléculas Se clasifican en dos grupos: biomoléculas inorgánicas y biomoléculas orgánicas. -Biomoléculas inorgánicas: presentan una estructura química sencilla y además aparecen en el medio inerte. Son el agua y las sales minerales. -Biomoléculas orgánicas: exclusivas de la materia viva, formadas por cadenas hidrocarbonadas. El bioelemento principal de estas es el carbono. Este elemento químico tiene tres características que ayudan a la formación de gran variedad de moléculas distintas: - Tiene cuatro orbitales enlazantes en dirección a los vértices de un tetraedro, lo que permite su unión con otros 4 átomos. - Es capaz de formar largas cadenas con dobles y triples enlaces y anillos. - Puede unirse al hidrógeno, al oxígeno o al nitrógeno, dando lugar a diferentes grupos funcionales. Hay una gran variedad de biomoléculas orgánicas; se caracterizan por: - Son moléculas lineales, ramificadas o cíclicas. Formadas por cadenas de átomos de C unidos por enlaces covalentes a átomos de H. - La mayoría son macromoléculas (polímeros). Formadas por la unión de moléculas más sencillas (monómeros). - Todas realizan una función en los organismos (depende de su tamaño y forma). Las biomoléculas orgánicas son los glúcidos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucléicos. 3 - El agua y las sales minerales 3.1 - El agua Es la molécula más abundante en los seres vivos. También es donde se encuentran disueltas y dispersas el resto de biomoléculas y donde se producen la mayoría de las reacciones químicas del metabolismo. La materia viva contiene un 70% de agua (esto varía entre organismos). -La estructura del agua: está formada por un átomo de O y dos átomos de H, pero aunque presenta carga neutra, es una molécula dipolar. Esto genera dos cargas negativas en la zona del O y una carga positiva en cada uno de los H. La presencia de estas cargas permite que se establezcan enlaces débiles (puentes de hidrógeno). -Propiedades del agua y sus funciones biológicas: - Gran poder disolvente (sustancias son transportadas por el organismo disueltas en agua). - Alta reactividad química (proporciona los H* y OH para las reacciones de hidrólisis, y Oz y los H, en las reacciones de oxidación-reducción). - Alto calor específico (absorbe calor sin sufrir aumento importante de su temperatura. Amortiguador térmico en los seres vivos). - Elevado calor de vaporización (permite a los seres vivos disminuir su temperatura al evaporarse el agua. Ej: sudar) Los aminoácidos pueden comportarse como ácidos o bases gracias a la presencia de los grupos carboxilo y amino (anfóteros). Además, los aminoácidos se unen mediante un tipo de enlace covalente llamado enlace peptídico. Si 2 aminoácidos se unen, se obtiene un dipéptido; al unirse 3, un tripéptido, etc... Cuando se unen muchos aminoácidos, la estructura se llama polipéptido. Las proteínas son polipéptidos formados por un n* elevado de aminoácidos y estructura tridimensional definida. 6.2 - La estructura de la proteína De la secuencia de aminoácidos depende la configuración espacial (forma) de una proteína determinada, y de esa configuración depende su función biológica. 6.3 - Las funciones de las proteínas Algunas de las funciones de las proteínas más importantes son estas: -Función estructural: estructuras celulares y orgánicas (las glucoproteínas de las membranas celulares). -Función de reserva: reserva de aminoácidos (la ovoalbúmina del huevo). -Función de transporte: transportar sustancias (la hemoglobina transporta oxígeno). -Función de defensa: defiende al organismo de sustancias extrañas (los anticuerpos, que neutralizan sustancias extrañas). -Función contráctil: confieren a los organismos la capacidad de desplazarse o cambiar de forma (la actina y miosina responsables de la contracción muscular). -Función hormonal: algunas hormonas son proteínas (la insulina, que regula el metabolismo de la glucosa). 6.4 - Los enzimas En las reacciones enzimáticas, están los sustratos, las moléculas que reaccionan, y los productos, las sustancias formadas. Los enzimas se caracterizan por su elevada especificidad, lo que significa que cada enzima es capaz de actuar sobre uno o muy pocos sustratos. La unión del enzima y el sustrato se produce en una zona específica del enzima, el centro activo, que presenta una estructura tridimensional complementaria con la del sustrato. 7 - Los ácidos nucleicos Son las moléculas portadoras de la info genética (ADN y ARN). 7.1 - Los nucleótidos Están formados por una pentosa, una molécula de ácido fosfórico y una base nitrogenada. Las bases nitrogenadas pueden ser: púricas (adenina y guanina), O pirimidínicas (citosina, timina y uracilo). Los nucleótidos que forman el ADN (desoxirribonucleótidos) contienen como azúcar la desoxirribosa, y como bases nitrogenadas, A, G, C y T. Los nucleótidos que forman el ARN (ribonucleótidos) contienen como azúcar la ribos, y como bases nitrogenadas, A, G, C y el uracilo (U) sustituye a la T. -El enlace fosfodiéster: este es el enlace mediante el cual se unen los nucleótidos, y que originan los ácidos nucleicos. 7.2 - Estructura de los ácidos nucleicos El AND y el ARN se diferencian en la composición de sus nucleótidos y en su estructura. -Estructura del ADN: está formada por 2 cadenas de desoxirribonucleótidos de A, G, C y T, enrolladas en forma de doble hélice. El esqueleto de la doble hélice está constituido por moléculas de desoxirribosa y fosfatos, y los peldaños por las bases nitrogenadas. Las dos cadenas son antiparalelas y se mantienen unidas por puentes de hidrógeno que se establecen entre las bases (siempre A con T, y G con C). -Estructura del ARN: formado por una única cadena de ribonucleótidos de A, G, Cy U, que en algunos casos puede plegarse sobre sí misma y establecer estructuras de doble hélice. Hay 3 tipos de ARN: - El mensajero (ARNm) - El transferente (ARNt) - El ribosómico (ARNr) 7.3 - Funciones de los ácidos nucleicos -Funciones vitales: hay 2 funciones principales: - De generación en generación ( la información genética se transmite gracias al proceso de la replicación. - Expresión en la propia célula (síntesis de proteínas). -La replicación del ADN: es un proceso semiconservativo, esto significa que cuando las dos hebras de la doble hélice se separan, cada una sirve de molde para la síntesis de una nueva hebra, lo que provoca que las moléculas hija contengan una hebra original y otra de nueva síntesis. Este proceso de replicación lo realiza el enzima ADN polimerasa, que lee la hebra original y coloca desoxirribonucleótidos complementarios en la nueva hebra.