BIOLOGIA
BLGO. JAVIER CARDENAS TENORIO
FAC. CIENCIAS DE LA SALUD
PRIMERA CLASE
+
?
Características de la materia viva
• Complejidad.
• Variedad.
• Intercambio de materia y energía con el
medio ambiente.
• Reproducción
La lógica de la materia viva.
• La materia viva, está compuesta por moléculas
inanimadas; al igual que la materia inerte.
• La materia viva, es algo más que la suma de sus
partes.
• En la organización molecular de la vida, existe una
simplicidad fundamental.
• La identidad, de cada variedad biológica de las
especies la dan las proteínas y los ácidos nucléicos.
Los reinos de la vida
• Reino Monera: procariontes, unicelulares, sin núcleo y sin
organelos.
• Reino Protista: eucariontes, unicelulares, con núcleo y
organelos.
• Reino Fungi: eucariontes, unicelulares, con núcleo y
organelos.
• Reino Animalae: eucariontes, pluricelulares, con núcleo y
organelos.
• Reino Plantae: eucariontes, pluricelulares, con núcleo y
organelos.
La materia viva, está compuesta por moléculas
inanimadas, al igual que la materia inerte.
(% del número total de átomos)
•
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•
•
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•
•
•
Corteza Terrestre.
02 47.00
Si 28.00
Al 7.90
Fe 4.50
Ca 3.50
Na 2.50
K
2.50
Mg 2.20
Ti
0.46
H2
0.22
C
0.19
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Cuerpo Humano.
H2
63.00
O2
25.50
C
9.50
N
1.40
Ca
0.31
P
0.22
Cl
0.08
K
0.06
S
0.05
Na
0.03
Mg
0.01
Bioelementos
• Elementos de la materia orgánica:
Carbón (C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O),
Nitrógeno (N), Fósforo (P) y Azúfre (S).
• Iónes:
Sodio (Na+), Potasio (K+), Calcio (Ca +2),
Magnesio (Mg +2) y Cloro (Cl -).
• Elementos Traza:
Mn, Fe, Co, Cu, Zn, B, Al, V, Mo, I, Si,Ni, Cr,
Se, F.
¿Qué es la vida?
La lógica molecular de los organismos vivos (Lehninger)
• Los sujetos vivos están formados por materia inanimada, ¿cómo
funcionan las biomoléculas?
• Atributos particulares:
– Alta complejidad y organización
– Especificidad funcional (a veces por componentes)
– Extracción, transformación y utilización de enegía (nutrientes o luz solar)
• Transporte de membranas
• Mantenimiento de estructuras
• Locomoción
– Autorreplicación
• La mayor parte de los componentes químicos en organismos vivos
son compuestos orgánicos (en base al carbono, con enlaces
covalentes con otros carbonos, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno).
EL METABOLISMO
CELULAR
La célula es una máquina que
necesita energía para realizar sus
trabajos
FASES DEL METABOLISMO
• CATABOLISMO
Reacciones destructivas
Moléculas orgánicas
complejas (del ext.
Heterótrofos)
(Fabricación propia
Autótrofos)
Se obtiene energía ATP.
Se producen moléculas
sencillas de desecho.
• ANABOLISMO
Reacciones constructivas
Precursores sencillos se
convierten en
moléculas complejas
Se gasta energía ATP.
CATABOLISMO DE AZÚCARES
Es la primera fase del Catabolismo de
los azúcares, tiene lugar en el
citoplasma de la célula y no necesita la
presencia de Oxígeno = Es un
proceso Anaerobio.
Lo realizan todas las células vivas =
PROCARIONTES Y
EUCARIONTES
Ciclo de Krebs
El producto más importante de la degradación de los
carburantes metabólicos es el acetil-CoA, (ácido acético
activado con el coenzima A), que continúa su proceso de
oxidación hasta convertirse en CO2 y H2O, mediante un
conjunto de reacciones que constituyen el ciclo de Krebs
punto central donde confluyen todas las rutas catabólicas
de la respiración aerobia. Este ciclo se realiza en la
matriz de la
mitocondria
El ciclo de krebs
La cadena transportadora de electrones:
fosforilación oxidativa.
LA CADENA TRANSPOTADORA
DE ELECTRONES
Las enzimas de la cresta mitocondrial transportan los H
hasta el Oxigeno formándose agua.
Hipótesis quimiosmótica
1.
La ATP sintetasa es un gran complejo
proteico con canales para protones que
permiten la re-entrada de los mismos.
2.
La síntesis de ATP se produce como
resultado de la corriente de protones
fluyendo a través de la membrana:
ADP + Pi ---> ATP
3.
Los protones son transferidos a través de la
membrana, desde la matriz al espacio
intermembrana, como resultado del
transporte de electrones que se originan
cuando el NADH cede un hidrogeno. La
continuada producción de esos protones
crea un gradiente de protones.
CATABOLISMO DE LÍPIDOS
En el citoplasma los triglicéridos
son hidrolizados por las lipasas en
Glicerina+ Ácidos Grasos.
La glicerina se transforma en
Gliceraldehido 3P y se incorpora a
la Glucolisis.
Los Ácidos Grasos van liberando
fragmentos de 2 carbonos en la
matriz mitocondrial en forma de
Acetil CoA en un proceso llamado:
CATABOLISMO DE PROTEÍNAS
No se utilizan normalmente
como fuente de energía.
1.Hidrólisis de la proteína
produciendo aminoácidos
libres.
2.Desaminación : el NH2 se
elimina de diversas formas.
3.Esqueleto carbonado:
Acetil CoA
METABOLISMO
A
A
a
B
a'
C
c
D
G
g
H
b
ATP
d
E
e
h
I
F
F
METABOLISMO
TRANSFORMACION DE LA ENERGIA
ingreso de
nutrientes
a la célula
degradación
enzimática
energía
ADP
+
Pi
energía para
trabajo
ATP
sustancias
de desecho
energia liberada
METABOLISMO
• Conjunto de reacciones químicas que ocurren dentro de
la célula , cada una de las cuales es catalizada por una
enzima.
• Tipos:
• Anabolismo: Síntesis de moléculas complejas a
partir de sustancias simples. Ej.: proteínas a partir de
aa, polisacáridos a partir de monosacáridos.
• Son reacciones que requieren de energía (endergónicas).
• Catabolismo: Degradación de moléculas complejas
en moléculas simples. Ej.: degradación de proteínas en
aa, o polisacáridos en monosacáridos.
• Son reacciones que liberan energía ( exergónicas).
CATABOLISMO Y ANABOLISMO
ATP
Energía
consumida
Polisacárido
Anabolismo
Energía
liberada
Catabolismo
Glucosa
Catabolismo
CO2 + H2O
Energía
liberada
RELACION REACIONES
CATABOLICA Y ANABOLICA
E
E
E
ATP +
H20
e1
E1
+ G ADP
+ Pi
Reacción catabólica
(exergónica)
e2
E2
ADP
+ Pi
Reacción anabólica
(endergónica)
ATP Y ADP
CLASIFICACION DE LAS CELULAS SEGÚN
SUS CARACTERISTICAS METABOLICAS
I. Según la fuente de Energía que utilizan:
• a) Fototróficas: Obtienen la energía de la luz: células
vegetales.
luz
A
+
e
B -------------> C
CLASIFICACION DE LAS CELULAS SEGÚN
SUS CARACTERISTICAS METABOLICAS
• b) Quimiotróficas: Obtienen la energía de la
oxidación de los alimentos: c. animales.
SH2 +
D---------> S + DH2
e
A
+
B -------------> C
CLASIFICACION DE LAS CELULAS SEGÚN
SUS CARACTERISTICAS METABOLICAS
II.Según la fuente de Carbono que utilizan:
• a) Autotróficas: Utilizan CO2 como fuente de C para
formar sus moléculas orgánicas. Se alimentan a sí
mismas. : c. vegetales y algunas bacterias.
AUTOTROFOS
CO2
+ H2O ---------> CH2O + O2
CLASIFICACION DE LAS CELULAS SEGÚN
SUS CARACTERISTICAS METABOLICAS
• b) Heterotróficas: Utilizan moléculas previamente
elaboradas por los autótrofos: Se alimentan de otros:
células animales y microorganismos.
AUTOTROFOS
HETEROTROFOS
CH2O
+ O2 ---------> CO2 + H2O
CELULAS HETEROTROFICAS
2SH2
+ O2 ---------> 2S + 2H2O
E
CLASIFICACION:
• a) Aeróbicas: Utilizan el O2 como
aceptor final de hidrógeno y obtienen
mucha energía.
CELULAS HETEROTROFICAS
• b) Anaeróbicas: Utilizan moléculas orgánicas
como aceptores finales de hidrógeno y obtienen
poca energía.
SH2
+ B ---------> S + BH2
e
B = molécula orgánica
CELULAS HETEROTROFICAS
• Células Anaeróbicas:
• Tipos:
• b1) Anaeróbicas facultativas: pueden
usar el O2 si esta disponible y si no otros
aceptores de H.
• b2) Anaeróbicas estrictas: no pueden usar
el O2 por ser tóxico para ellas.
METABOLISMO
CELULAS AUTOTROFAS Y FOTOTROFAS
Energía
lumínica
Sales
minerales
NO3, NH3,
SO4, PO4
Energía
ATP
química
PROTEINAS
ACIDOS
NUCLEICOS
construcción
GLUCIDOS
LIPIDOS
ATP
destrucción
Sales
minerales
NH4, PO4,
SO4
CO2
H2O
CO2
H2O
ANABOLISMO
Actividades
vitales
CATABOLISMO
METABOLISMO
CELULAS HETEROTROFAS Y QUIMIOTROFAS
ATP
PROTEINAS
Aminoácidos
ACIDOS
monosacáridos
NUCLEICOS
ác. grasos
construcción
GLUCIDOS
glicerina
LIPIDOS
ANABOLISMO
ATP
Actividades
vitales
NH3, urea,
PO4, SO4
destrucción
CATABOLISMO
CO2
H2O
• Elementos: Reactantes o
sustratos y productos.
• Las moléculas reactantes
en una solución están en
movimiento y poseen un
instante un determinado
nivel de energía.
• Si tienen la suficiente
energía para colisionar
alcanzarán el estado de
transición llevándose a
cabo una rx. química.
REACCIONES
QUIMICAS
E
n
e
r
í
a
l
i
b
r
e
Estado de
transición
Energía de
activación
S
P
Avance de la Rx
.La cantidad de E que hay que aplicar para que gran # de moléculas
alcancen el estado de transición se llama Energía de activación.
REACCIONES QUIMICAS
• Mecanismos para  la velocidad de una rx. química:
• 1. Aumentar la [de los reactantes ]: más moléculas
alcanzan el estado de transición.
• 2. Aumentar la T: Incrementa el movimiento térmico de
la moléculas permitiendo que alcancen el estado de
transición.
• 3. Adición de un catalizador: Disminuye la E. de
activación lo que facilita que se alcance el estado de
transición. Los catalizadores pueden ser :
• a) inorgánicos: Pt, Mg.
• b) orgánicos : enzimas.
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EL METABOLISMO CELULAR