Tema Biología Molecular 1º Bachillerato Internacional (IB/BI), Resúmenes de Biología

¡Descarga Tema Biología Molecular 1º Bachillerato Internacional (IB/BI) y más Resúmenes en PDF de Biología solo en Docsity! ANÁLISIS ESTADÍSTICO Mutualismo: relación entre dos especies para beneficio propio. Pueden vivir el uno sin el otro. Simbiosis: relación entre dos especies para beneficio propio. No pueden vivir el uno sin el otro. Media: medida de la tendencia central. Desviación típica: dispersión de los datos en representación a la media. Test-t: determina la diferencia entre las medias de dos series de datos. Aceptamos H, = no hay diferencia significativa. Rechazamos Hy= hay diferencia significativa. 2.1 MOLÉCULAS PARA EL METABOLISMO La biología molecular explica los procesos vivos aludiendo a las sustancias químicas implicadas. LA SÍNTESIS DE LA UREA Vitalismo: teoría que explicaba que los seres vivos se diferencian de los seres inanimados porque los seres vivos tienen un elemento o principio vitalista no físico (alma) que hace que los compuestos químicos de los seres vivos solo puedan producirse en los propios seres vivos. UREA - — Componente de la orina. - Se produce cuando hay un exceso de aminoácidos en el cuerpo para excretar el nitrógeno de los aa. 1. Para ello utiliza un ciclo de reacciones catalizadas por enzimas, en el higado. 2. A continuación, la urea es trasladada por el torrente sanguineo a los riñones, donde se filtra y se expulsa a través de la orina. Es un compuesto orgánico que forma parte de la orina y que se produce en el riñón. El químico alemán Wóhler, sintetizó urea artificialmente por primera vez a partir de compuestos inorgánicos. Esta prueba experimental ayudó a comprobar que la teoría del vitalismo es incorrecta, ya que se había creado sin un principio vital. DESECHOS NITROGENADOS Cuando los aminoácidos y ácidos nucleicos se metabolizan, el subproducto inmediato es el amoníaco, que es muy tóxico para el organismo, pero que puede ser eliminado: - Como amoniaco (a través de las branquias de los peces). - Se convierte en urea (caso de los mamiferos). - Se convierte en ácido úrico (caso de las aves y reptiles terrestres). COMPUESTOS CARBONADOS Los átomos de carbono pueden formar cuatro enlaces covalentes, y permiten asi la existencia de toda una serie de compuestos estables. Elementos químicos presentes en los seres vivos = bioelementos - BIOELEMENTOS PRIMARIOS C,H, O,N,P y S Constituyen el 96% del total de la materia viva. - BIOELEMENTOS SECUNDARIOS Na, K, Ca, Mg, Cl y Fe Constituyen el 3,9% del total de la materia viva. - OLIGOELEMENTOS Cu, Zn, Mn, L Ni y Co Constituyen el 0,1% del total de la materia viva. Los bioelementos suelen enlazarse entre sí mediante enlaces covalentes (fuertes). ENLACE: Simple Doble Triple El carbono puede formar hasta 4 enlaces covalentes. Forman uñas, músculos, piel... ÁCIDOS NUCLEICOS: Monómero: nucleótidos Polímero: ácidos nucleicos (ADN Y ARN) (Recuerda: desoxirribosa y ribosa) DIBUJO MOLÉCULAS Dibujo de diagramas moleculares de la glucosa, la ribosa, un ácido graso saturado y un aminoácido común. GLUCOSA (Có H12 Os) HEXOSA CH¿OH ! O YA ONI APRA Aj ó H OH RIBOSA (Cs H1o Os) PENTOSA “NS Ay y/o Cc: Cc ! OH OH ÁCIDO GRASO O 4 CH (CH Jn ES DS OH AMINOÁCIDO R H Oo N—Cc—C LON, H h OH IDENTIFICACION DE MOLÉCULAS Proteínas -------- C,H,OyN Glúcidos y lípidos ------- C_HO METABOLISMO El metabolismo es el conjunto de todas las reacciones catalizadas por enzimas en una célula o un organismo. las enzimas rompen los polímeros bend q— sustrato ino MED. tra E, e pas. brecd sao SOM 7? Y ad bleea | mois metabolitos a intecmedios in » . blink roducro Pinal . RUTAS METABÓLICAS (anabolismo y Ue O “E catabolismo) Productos finales pobres en energía Macromoléculas Moléculas de la célula precursoras Proteínas Aminoácidos Polisacáridos Monosacáridos Lípidos Ácidos grasos Ácidos nucleicos Nuelcótidos ANABOLISMO El anabolismo es la síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas más simples. Consume energía. Condensación. EJEMPLOS: - La síntesis de proteinas mediante los ribosomas. - La síntesis de ADN durante la replicación. - La fotosintesis, incluyendo la producción de glucosa a partir de dióxido de carbono y agua. - La síntesis de glúcidos o hidratos de carbono complejos como almidón, celulosa o glucógeno. CATABOLISMO El catabolismo es la descomposición de moléculas complejas en moléculas más simples. Libera energía. Hidrólisis. EJEMPLOS: - La digestión de,la comida en la boca, en el estómago y en el intestino delgado. - — La respiración celular en la cual la glucosa o los lípidos son oxidados hasta dióxido de carbono y agua. - La digestión de los compuestos de carbono complejos presentes en la materia orgánica muerta por los descomponedores (bacterias y hongos saprótrofos). - La degradación de aminoácidos y nucleótidos hasta amoníaco, urea o ácido Úrico. 2.2 AGUA PUENTES DE HIDRÓGENO EN EL AGUA Las moléculas de agua son polares y entre ellas se forman puentes de hidrógeno. Tienden a formar el mayor número de puentes de hidrógeno. Puente de hidrógeno: atracción o fuerza intermolecular que se produce entre un átomo de H y una molécula polar. Enlace débil. El oxigeno ejerce una atracción sobre los electrones compartidos ya que su núcleo tiene un número mayor de protones (8 cargas+) que el hidrógeno (1 protón=1 carga +): + En consecuencia, el extremo del oxigeno es ligeramente negativo: $ — e Y el extremo de cada hidrógeno es ligeramente positivo: $ + Una sustancia se dice que es ácida si añade H+ a la disolución (y el pH baja) y es básica si se combina con ellos y los elimina (y el pH sube). SUSTANCIAS HIDRÓFILAS Y HIDROFÓFICAS Hidrófilas: atracción por el agua (azúcar) = lipófobo Hidrofóbicas: repulsión por el agua (aceite) COMPARACIÓN ENTRE EL AGUA Y EL METANO Comparación de las propiedades térmicas del agua y las del metano. Metano — producto de desecho de la respiración anaeróbica de arqueas procariotas. ENFRIAMIENTO DEL CUERPO CON EL SUDOR Uso de agua como refrigerante al sudar. Método para enfriar el cuerpo: El sudor es secretado por las glándulas sudoríparas de la piel a través de estrechos conductos extendiéndose por la superficie. El calor necesario para la evaporación del agua del sudor es tomado de los tejidos de la piel, reduciendo su temperatura. En consecuencia, la sangre que fluye por los capilares bajo la piel se enfría. La secreción del sudor es controlada por el hipotálamo del cerebro. Cuenta con receptores que controlan la temperatura de la sangre. Hay métodos de refrigeración distintos de la sudoración, aunque estos también se basan en la pérdida del calor debido a la evaporación del agua. Jadeo en perros y aves. TRANSPORTE EN EL PLASMA SANGUÍNEO Modos de transporte de la glucosa, a.a., colesterol, grasas, oxigeno y el cloruro de sodio en la sangre en relación con su solubilidad en agua. La sangre está compuesta principalmente por agua. + CLORURO DE SODIO Soluble en agua. + AMINOÁCIDOS Solubles en agua, pero su solubilidad varía de su grupo R. 10 e GLUCOSA Soluble en agua. + OXÍGENO Una cantidad moderada se puede disolver en agua. Si la temperatura de agua se eleva — solubilidad del oxigeno baja. Este problema se soluciona a través de la hemoglobina, una proteína que tiene sitios de unión para el oxigeno y aumenta la capacidad de transportarlo en sangre. + LÍPIDOS Insolubles en agua. Transportados por la sangre en el interior de complejos macromoleculares denominados lipoproteínas. - — Lipoproteínas de baja densidad (LDL): MALO transportan el colesterol en la sangre hacia las células que lo necesitan para fabricar membranas. Un exceso de estas se puede depositar en las paredes arteriales y taponarlas impidiendo la circulación sanguínea. - — Lipoproteínas de alta densidad (HDL): BUENO Captan el exceso de colesterol que haya en sangre y lo trasladan al hígado para su destrucción. AFIRMACIONES CIENTÍFICAS Y PSEUDOCIENTÍFICAS Homeopatía: lo igual cura lo igual. 2.3 GLÚCIDOS Y LÍPIDOS Los monómeros de monosacáridos se unen entre sí por reacciones de condensación para formar disacáridos y polímeros de polisacáridos. GLÚCIDOS GLUCIDOS: Monómero: Monosacarido estructura glúcidos. [glucosa, fructosa, galactosa] Disacárido: dos monosacáridos [sacarosa, maltosa, lactosa] (sacarosa = glucosa + fructosa) 11 (maltosa = glucosa + glucosa) (lactosa = galactosa + glucosa) Oligosacárido: 3 a 9 monosacáridos unidos. Polímero: Polisacárido: más de 9 monosacáridos unidos [almidón, glucógeno, celulosa quitina] FUNCIÓN - Energética: principal fuente de energía para las células [glucosa] - — Estructural: formando estructuras [paredes celulares: celulosa] [exoesqueletos de algunos animales: quitina] MONOSACÁRIDOS FÓRMULA DESARROLLADA Glucosa: Galactosa: Fructosa: LO NI CH¿0H . Í (=0 10M e 7 A Ho bu HOH — 4 ¿ 0H HO—¿—H PEOR Hom H-4—OH H—C—0H CH,OH CH,OH CH¿OH FÓRMULA ESTRUCTURAL Glucosa: Galactosa: Fructosa: CH¿OM CH¿OM Om HO 12 Glucógeno — polisacárido que se utiliza para almacenar glucosa en el hígado. Cuando los niveles de glucosa en sangre son altos, el páncreas libera la hormona de la insulina la cual hace que el higado capture glucosa de la sangre y las una entre sí para formar glucógeno, mediante reacciones de condensación. Cuando disminuye la glucosa en la sangre, el páncreas produce la hormona glucagón que hace que el glucógeno se hidrolice y libere glucosas a la sangre. Las personas diabéticas o no producen insulina o esta no tiene efecto sobre el higado, por ello se la inyectan. El glucógeno es una reserva energética a corto plazo; el glucógeno se hidroliza en el higado y la glucosa se moviliza a través de la sangre rápidamente, pudiendo ser utilizada en la respiración aerobia y en la anaerobia, para producir ATP, en cualquier parte del cuerpo. El glucógeno se almacena en el higado y en los músculos. + Función estructural: las paredes de las células vegetales se construyen a partir de fibras de celulosa ordenadas en capas. LÍPIDOS Los triglicéridos se forman por condensación a partir de tres ácidos grasos y una molécula de glicerol. FUNCIONES: - Aislamiento térmico - Flotabilidad - Protección - Hormonas - Función nerviosa - Membrana plasmática - Almacén energético TIPOS ÁCIDOS GRASOS: - — Saturados: todos los enlaces C-C son sencillos y la cadena está extendida. - — Insaturados: uno o más enlaces C=C son dobles y la cadena presenta uno o más giros. 15 SATURADO INSATURADO AL xo Triglicéridos: grupo de lípidos al que pertenecen los aceites y las grases. Se forman por la condensación de una molécula de glicerol con tres ácidos grasos. Reserva energética, puede liberarse la energía mediante la respiración celular anaeróbica. Condensación en triglicéridos: se forman tres enlaces éster. enlace ber NS enlace ber enlace éster LÍPIDOS CON ÁCIDOS GRASOS: Fosfolípidos: elementos estructurales de las membranas celulares. LÍPIDOS SIN ÁCIDOS GRASOS: Terpenos y esteroides. 16 ÍNDICE DE MASA CORPORAL masa (kg) IMC= laltura(m)J2 IMC ESTADO <18,5 Bajo peso 18,5-24,9 Normal 25,0-29,9 Sobrepeso 30< Obesidad Nomograma: forma de obtener el IMC. Unir en una recta el peso (en kg) con la altura (en cm) y el valor aparece en la intersección con la escala central ÁCIDOS GRASOS Los ácidos grasos pueden ser saturados, monoinsaturados o poliinsaturados. - Las grasas animales son sólidas a temperatura ambiente y líquidos a la temperatura corporal (los ácidos grasos saturados se empaquetan mejor y son más estables). ENLACES SIMPLES - Los aceites vegetales son liquidos a temperatura ambiente (los ácidos grasos insaturados se empaquetan peor y son menos estables). ENLACES DOBLES ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS Los ácidos grasos insaturados pueden ser isómeros cis o trans. Ácido graso trans >. Ácido graso cis : 17 ESTRUCTURA PRIMARIA —» encadenamiento dt los 0.0. por entace pephHdico (aaiviaas Que hice con Paola) SEGANDARIA —e st piegan. Unión entre os grupos CO y Ni del entace peprídico qye piega la molécula da polipéptidos. AAA TERCIARIA —» plegamicnto fino) de la mmolíguda ds Yo codira polireprídica gracias a dx radicin que e infieren su estruorura Hridimensionol (forma) y por 4anto su funcionalidad biológica. (AQUÍ MABLAMOS DE PROTEÍNAS). (SOLO LLEGAN HASTA AQUÍ ) pora reoliror Su CUATERNARIA > mínimo 2 codenas Polipepridicos unidas " a Función RESULTADO ESTRUCTURA TERCIARIA: Olobular —> enzimas [soLusue En AGuAj Fibrosa —> kerarina del pelo [imsoLostz em agua] DESNATURALIZACIÓN DE LAS PROTEÍNAS Se pueden desnaturalizar por el calor o por desviación del pH. Desnaturalizar: es un cambio irreversible en la conformación irreversible de la proteína al perder sus propiedades biológicas. - ALTAS TEMPERATURAS: la energía calorífica hace que aumente la vibración de las moléculas rompiendo sus interacciones débiles intramoleculares - CAMBIOS DE PH: por aumento de la acidez o la basicidad del medio los puentes de hidrógeno se rompen. FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS - CATALISIS : aumentan la velocidad de las reacciones químicas en las que participa. - COAGULACIÓN DE SANGRE: algunas actúan como factores de coagulación haciendo más espesa la sangre en las heridas. - HORMONAS: muchas hormonas son proteínas. 20 - INMUNIDAD: los anticuerpos/inmunoglobina son producidas por los glóbulos blancos y permiten actuar frente a las infecciones. EJEMPLOS PROTEÍNAS RUBISCO, INSULINA, INMUNOGLOBINA, RODOPSINA, SEDA DE ARAÑA. PROTEOMAS El proteoma es el conjunto de proteínas producidas por una célula, un tejido o un organismo, mientras que el genoma es el conjunto de sus genes. 2.5 ENZIMAS SITIOS ACTIVOS Y ENZIMAS Las enzimas tienen un sitio activo al que se unen sustratos específicos. El sustrato y el sitio activo deben encajar estructuralmente (encajan fisicamente) y químicamente (que se atraigan) Las enzimas son proteinas globulares que funcionan como catalizadores biológicos o biocatalizadores: que aceleran espectacularmente la velocidad de las reacciones bioquímicas sin alterarse ellas mismas. ANCLAJE QUÍMICO Y FÍSICO —— susmaso A | cetro ha) activo > MD Se obtiene un produo Entima TIPOS DE ENZIMAS: - Hidrolasa — hidrolizar/romper - — Ligasa — ligar/unir - — Transferasas — transferir las enzimas rompen los polímeros A a” A£. BE. pS, Sostrabo ul ona ms NC mE 21 FACTORES QUE AFECTAN A LA ACTIVIDADA ENZIMÁTICA - TEMPERATURA - SENSIBLE AL pH - CONCENTRACION DE SUSTRATO (mucho sustrato) 2.6 ESTRUCTURA DEL ADN Y ARN La estructura del ADN permite un almacenamiento eficiente de la información genética. ÁCIDOS NUCLEICOS Y NUCLEÓTIDOS Los ácidos nucleicos ADN y ARN son polímeros de nucleótidos. La actividad celular depende de la producción de numerosas proteínas, cada una con su secuencia de aminoácidos. La información necesaria para producir estas proteínas es transmitida a los descendientes, y reside en los ácidos nucleicos. DOS TIPOS PRINCIPALES: - ADN: ácido desoxirribomucleico - ARN: ácido ribomucleico TRES COMPONENTES Un azúcar de 5C, una pentosa. Un grupo fosfato, ácido, con cargas negativas. Una base, que contiene nitrógeno y uno o dos anillos en su estructura. Gp (fosfato) Saber representar cio) Base desta moro Arogerada. Representación simplificada de un nucleótido 22 ADN polimerasa (énsabuniades <niardas) .n u a Cadena riginal (molde) — Nuevas cadenas — complementarias n E Im Cadensorignal(molde) Este proceso puede durar unas horas. TRANSCRIPCIÓN La transcripción es la síntesis de ARNm copiado de las secuencias de bases del ADN por la ARN polimerasa. La enzima ARN polimerasa se une al ADN en la región del gen donde se va a iniciar la transcripción. La enzima se mueve a lo largo del gen separando las dos cadenas del ADN. Los nucleótidos libre se van clocando por emparejamiento frente a los nucleótidos de una de las cadenas del ADN. Ahora es cuando la citosina y la guanina se unen y la adenina se une con uracilo. La ARN polimerasa enlaza uno a uno los nucleótidos libres mediante el enlace fosfodiéster originando así una cadena de ARN. Conforme la ARN polimerasa avanza, el ARN se separa y el ADN vuelve a adoptar la forma de doble hélice. TRADUCCIÓN La traducción es la sintesis(unir) de polipéptidos en los ribosomas. La traducción es necesario para la sintesis de un polipéptido, en él se utiliza la información del ARN mensajero para sintetizar una proteína (una cadena polipeptidica). La secuencia de aminoácidos del polipéptido viene determinada por la secuencia de nucleótidos del ARNm, que a su vez viene determinada por la secuencia de nucleótidos de un gen del ADN. SÍNTESIS DE LAS PROTEÍNAS La traducción depende del apareamiento de bases complementarias entre los codones en el ARN mensajero y los anticodones en el ARN transferente. 1. ACTIVACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS Tiene lugar en el citoplasma no en los ribosomas. 25 Las moléculas de ARNt se unen a sus aminoácidos especificos, cada uno se une a un ARNt diferente. Reacción catalizada por una enzima sintetasa. Los ARNt tienen brazos y difieren unos de otros por una secuencia de tres bases localizadas en un extremo de la molécula y se denomina anticodón, cada uno tiene su codón complementario en el ARNm. 2. INICIO DE LA SÍNTESIS El ARNm se une a la subunidad pequeña del ribosoma empezando por el extremo 5”. 3. FORMACIÓN DEL ENLACE PEPTÍDICO Y ELONGACIÓN Formación del enlace con el siguiente codón correspondiente del ARNm que aparece en el sitio A. El primer a.a. forma un enlace peptídico con el segundo. 4. TRASLOCACIÓN El ribosoma se desplaza, el primer ARNt se libera y entra un tercer ARNt con un nuevo aa. Se forma un nuevo enlace entre el dipéptido y el nuevo a.a. El proceso se repite y la cadena polipeptidica se elonga en dirección 5”-3”, a medida que se van uniendo sucesivos a.a. 5. TERMINACIÓN Y LIBERACIÓN La cadena polipeptidica termina cuando aparece un codón de parada del ARNm en el sitio A del ribosoma. Se separan todos los elementos participantes: ribosoma, ARNm, ARNt y la proteína. 2.8 RESPIRACIÓN CELULAR Proceso catabólico (libera energía) que ocurre en la mitocondria de todos los organismos donde se oxida la glucosa para obtener energía y como producto de desecho produce CO (dióxido de carbono). 26 EL ATP ES UNA FUENTE DE ENERGÍA La respiración celular es “la liberación controlada de energía a partir de compuestos orgánicos en las células para formar ATP”. ANAERÓBICA Ausencia de oxigeno (O») Bajo rendimiento en ATP Se realiza cuando: - Se necesita una pequeña cantidad de ATP pero rápido. - — Cuando el suministro de oxígeno empieza a escasear. - — Cuando no hay nada de oxigeno en el medio. FERMENTACIÓN LACTICA En humanos — la glucosa es convertida en ácido láctico. ALCOHÓLICA En levaduras y plantas — la glucosa es convertida en etanol y CO» (dióxido de carbono). AERÓBICA Presencia de oxígeno (O») Alto rendimiento de ATP CO»es una sustancia de desecho 2.9 FOTOSÍNTESIS Proceso anabólico el cual convierte la materia inorgánica (agua, sales minerales y dióxido de carbono) en materia orgánica (glúcidos, lipidos, ácidos nucleicos y proteínas) para que organismos como las plantas puedan realizar sus funciones vitales. 27