BLOQUE 3. ¿De qué estamos
hechos?
Bioelementos.
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Son elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Los
seres vivos están constituídos por unos 70 tipos diferentes de
átomos, que curiosamente son los mismos elementos químicos que
existen en la Tierra exceptuando los gases nobles. Según su
importancia pueden ser:
Bioelementos primarios, que constituyen el 96,2% del total de la
materia viva. Son C, H, O, N, P, S. Son indispensables para la
formación de glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
Bioelementos secundarios que son todos los restantes y pueden
ser indispensables si están en todos los seres vivos en cantidades
pequeñas, o variables si faltan en algunos organismos. Son
indispensables Ca, Na, K, Cl, Mg, Fe, Si, Cu, Mn, B, F, I. Son
variables el resto (Br, Zn, Ti, V, Pb, etc).
Oligoelementos que son bioelementos que se encuentran en
proporciones inferiores al 0,1%, así una pequeña cantidad de ellos
es suficiente para que todo el organismo funcione correctamente
y si alguno faltara el organismo moriría.
Bioelementos.
 Los bioelementos primarios establecen
entre sí enlaces covalentes estables pero
susceptibles de romperse con facilidad y
originar otras moléculas.
Bioelementos.
Bioelementos primarios.
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


El átomo de carbono tiene cuatro electrones de valencia por
lo que puede formar enlaces covalentes dirigidos hacia los
cuatro vértices de un imaginario tetraedro. Esto le permite
adoptar estructuras tridimensionales. Pero el átomo de
silicio también tiene ésta propiedad y además es más
abundante en la corteza terrestre. Entonces, ¿porqué la
vida en la Tierra se basa en la química del carbono?
El átomo de oxígeno es muy electronegativo por lo que al
formar un enlace covalente será polar y estable.
Los átomos de azufre y fósforo no son tan electronegativos
por lo que sus enlaces no son tan estables pudiéndose
romper con facilidad.
El átomo de nitrógeno forma parte de las proteínas y los
ácidos nucleicos.
El átomo de hidrógeno está presente en casi todos los
compuestos orgánicos.
Bioelementos secundarios.
 Pueden tener diversas funciones como por
ejemplo: los iones Na+, Cl-, K+ y Ca2+ intervienen
en la transmisión del impulso nervioso, el Mg 2+
es un componente de muchas enzimas y de la
clorofila, el Fe está en la hemoglobina, los
citocromos y otras enzimas que intervienen en la
respiración celular, el I forma las hormonas
tiroideas, el Cu forma la hemocianina, el F forma
el esmalte dental y los huesos, el silicio forma el
caparazón de las algas diatomeas, las espículas de
algunas esponjas y da rigidez al tallo de equisetos
y gramíneas, el Li favorece la estabilidad del
estado de ánimo, etc etc.
Biomoléculas.


Al reunirse y asociarse los bioelementos mediante diversos
tipos de enlaces atómicos se forman estructuras mayores
denominadas biomoléculas o principios inmediatos. Así las
biomoléculas son las moléculas de la vida . Estas
biomoléculas pueden ser de dos tipos:
Biomoléculas simples si están formadas por átomos del
mismo tipo como puede ser el O .
Biomoléculas complejas si están formadas por átomos de
distinto tipo. Son casi todas, y a su vez pueden ser:
2

Inorgánicas si están presentes en los seres vivos pero también
fuera de ellos. Son agua, sales minerales y dióxido de carbono.
 Orgánicas si son exclusivas de los seres vivos. Son glúcidos,
lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
¿Porqué los científicos que buscan vida extraterrestre, buscan
indicios de la existencia de biomoléculas orgánicas?

Agua.
Agua.
Agua
 El agua es la biomolécula más abundante en los seres
vivos, hasta tal punto que la vida, tal y como la
conocemos, sería imposible sin ella.
 Sus principales propiedades son:
 Se encuentra en estado líquido en condiciones
normales de presión y temperatura, aunque puede
encontrarse en la Tierra en los tres estados físicos.
 Se trata de una molécula bipolar, lo que permite que
las moléculas de agua se unan mediante puentes de
hidrógeno momentáneos y así que se presente en
estado líquido, la disolución de moléculas polares y
con carga, pero no de moléculas apolares como las
grasas.
Agua
Agua
 Tiene una elevada tensión superficial que
permite que sus moléculas se adhieran a
las paredes de tubos finos y asciendan en
contra de la gravedad, razón por la que la
savia puede ascender en plantas, y por la
que les da forma y volumen a las células.
 Es el disolvente universal debido a su
naturaleza polar, gracias a lo cual es el
medio en el que se realizan todas las
reacciones químicas en las células, y el
medio de transporte en el interior del
organismo.
Agua
 Elevado calor específico, ya que para
elevar su temperatura un grado hace
falta mucho calor por lo que es un
excelente estabilizante térmico a nivel
orgánico y climático.
 Es más densa en estado líquido que
en estado sólido, lo que permite la
vida acuática en climas fríos.
Sales minerales.
 Pueden encontrarse bajo tres formas en los
seres vivos: disueltas, precipitadas, o
asociadas a moléculas orgánicas.
 Las que están precipitadas forman
estructuras sólidas insolubles con función
esquelética como por ejemplo el carbonato
cálcico en conchas de moluscos, el fosfato
tricálcico en el esqueleto de vertebrados, el
sílice en algas diatomeas y gramíneas.
Sales minerales.
 Las que están disueltas originan cationes
(Na+, Ca2+, K+, Mg2+) o aniones (Cl-,
SO42-,etc) que mantienen un grado de
salinidad constante en el organismo y
ayudan también a mantener constante el
pH; forman disoluciones tampón.
 Las que están asociadas a moléculas
orgánicas pueden unirse a proteínas
(fosfoproteínas), a lípidos (fosfolípidos), a
glúcidos (agar-agar), o a ácidos nucleicos
(esqueleto de azúcar fosfato).
Glúcidos.
 Son biomoléculas orgánicas conocidas
también con el nombre de
carbohidratos, azúcares o hidratos
de carbono formadas básicamente
por C, H, y O en una proporción
Cn H2nOn. Se trata de átomos de
carbono enlazados a grupos alcohol
(-OH) e hidrógeno (-H). Ejemplo:
Glúcidos.
Glúcidos.
 Se clasifican en:
 Monosacáridos u osas de tres a ocho átomos de C. Ej.
Glucosa
 Oligosacáridos o uniones de dos a diez
monosacáridos. Ej. Sacarosa
 Polisacáridos o uniones de más de diez
monosacáridos. Ej. Glucógeno, almidón, celulosa,
quitina
Glúcidos.
Glúcidos.
 Glucosa
Glúcidos.
 También pueden haber glúcidos
asociados a otras moléculas como las
glicoproteínas y los glicolípidos.
Glúcidos.




Las principales funciones de los glúcidos son:
Función energética, ya que hay glúcidos que al romper sus
enlaces proporcionan energía en el catabolismo. Aquí se
incluyen principalmente la glucosa, así como los
polisacáridos de almacenaje intracelular de glucosa como
son el glucógeno (animal) y el almidón (vegetal).
Función estructural formando estructuras celulares como la
membrana plasmática (glicolípidos y glicoproteínas), la
pared celular vegetal (celulosa), el exoesqueleto de los
Artrópodos (quitina), el esqueleto de las cadenas de los
ácidos nucleicos (ribosa y desoxirribosa), la pared
bacteriana (peptidoglicanos y ácidos teicoicos), etc.
Otras funciones: antibiótica (estreptomicina), vitamina
(vitamina C), anticoagulante (heparina), hormonal (FSH,
LH), inmunológica (anticuerpos o inmunoglobulinas), etc.
Lípidos.
 Son biomoléculas orgánicas compuestas
básicamente por C, O, e H, aunque algunos
además pueden contener P, N, y S. Son un
grupo muy heterogéneo de sustancias que
sólo tienen en común dos cosas:
 Son insolubles en agua y otros disolventes
polares.
 Son solubles en disolventes orgánicos
(apolares) como acetona, éter, cloroformo,
etc.
Lípidos.
 Se clasifican en:
 Ácidos grasos que son largas cadenas
hidrocarbonadas lineales de carácter
anfótero: cabeza polar y cola apolar.
Pueden ser saturados si sólo
presentan enlaces simples o
insaturados si presentan enlace
múltiples.
Lípidos.
Lípidos.

Lípidos saponificables son aquellos que realizan
reacciones de saponificación para formar jabones ya que
en su composición tienen ácidos grasos, y de
esterificación. Los más importantes son los acilglicéridos
(mono, di, tri) y los céridos.
Lípidos.
 Lípidos insaponificables ya que no
poseen ácidos grasos en su
composición, por lo que no originan
jabones. Los más importantes son los
terpenos (formados por la repetición
de moléculas de isopreno), los
esteroides (formados por
ciclopentanoperhidrofenantreno), y
las prostaglandinas (formadas por
prostanoato).
Lípidos.
Lípidos.
 Las principales funciones de los lípidos son:
 Función de reserva energética, siendo la principal
reserva del organismo(1 gr proporciona 9,4 Kcal).
 Función estructural ya que forman las membranas
celulares (colesterol y fosfolípidos), recubren tejidos
(ceras).
 Función térmica proporcionando calor en climas fríos
(acilglicéridos).
 Función de protección mecánica como los tejidos
adiposos (acilglicéridos).
 Función catalizadora interviniendo en procesos
metabólicos como las vitaminas liposolubles,
hormonas esteroideas, ácidos biliares, y
prostaglandinas.
Proteínas.
 Son biomoléculas orgánicas
compuestas básicamente por C, H, N,
O, aunque también pueden contener
S y en menor proporción P. Las
proteínas son polímeros de
aminoácidos. Si sólo están
compuestas por aminoácidos son
holoproteínas, si hay aminoácidos y
otras moléculas diferentes hablamos
de heteroproteínas.
Proteínas.
 Los aminoácidos son compuestos
orgánicos formados por un grupo
carboxilo (R-COOH) y un grupo amino
(R-NH2):
Proteínas.
 Los aminoácidos se unen entre sí
mediante el enlace peptídico:
Proteínas.
 Los aminoácidos tienen una cadena
lateral (R) que puede ser abierta
(aminoácidos alifáticos), cerrada
(aminoácidos heterocíclicos), o
cerrada y relacionada con el benceno
(aromáticos). Ejemplos: alifático
como la glicina, heterocíclico como el
triptófano, o aromático como la
fenilalanina.
Proteínas.
 Aminoácidos.
Glicina
Triptófano
Fenilalanina
Proteínas

La secuencia de aminoácidos es la estructura primaria de una
proteína, y va a determinar el resto de estructuras proteínicas
y con ello la función de la proteína.
Proteínas.

La disposición espacial de esta estructura primaria en el
espacio formará la estructura secundaria proteínica, y puede
ser en alfa hélice o beta laminar.
Proteínas.

Al asociarse diferentes regiones proteicas con estructura
secundaria se obtiene una proteína con estructura terciaria,
que puede ser filamentosa (alargadas e insolubles en agua)
como el colágeno o la queratina, o globular (solubles en agua)
como las albúminas.
Proteínas.
 Colágeno
Albúmina
Proteínas.

Al unirse dos o más cadenas peptídicas (cadenas proteínicas)
mediante enlaces débiles se forma una proteína con estructura
cuaternaria. Ej Hemoglobina.
Proteínas.
 Las heteroproteínas, según su parte no aminoacídica
(grupo prostético) pueden ser:
 Cromoproteínas si su grupo prostético es una
sustancia coloreada por lo que también se denominan
pigmentos. Ej. Hemoglobina, clorofila, hemocianina,
etc.
 Glucoproteínas si su grupo prostético es un glúcido.
Ej. FSH, LH, Anticuerpos, etc.
 Lipoproteínas si su grupo prostético es un ácido graso.
Ej. HDL, LDL, etc.
 Nucleoproteínas si su grupo prostético es un ácido
nucleico. Ej. Histonas asociadas al ADN.
 Fosfoproteínas si su grupo prostético es ácido
fosfórico. Ej. Caseína de la leche, etc.
Proteínas.








Las principales funciones de las proteínas son:
Estructural ya que forman membranas, citoesqueleto,
cromatina, etc. Ejs. Queratina, colágeno, glucoproteínas,
etc.
Transporte a través de la membrana (permeasas) o por el
organismo (hemoglobina, lipoproteínas, etc).
Enzimática al favorecer y acelerar las reacciones químicas
celulares. Ejs. Rubisco, catalasa, etc.
Hormonal actuando por todo el organismo. Ejs. Insulina,
Hormona tiroidea, etc.
Defensiva ya que atacan sustancias extrañas que logran
penetrar en el organismo. Ejs. Inmunoglobulinas o
anticuerpos.
Contráctil al permitir movimientos. Ejs. Actina y miosina.
Reserva energética si se almacenan para tal caso. Ejs.
Ovoalbúmina, caseína, etc.
Ácidos nucleicos.
 Son biomoléculas orgánicas formadas
por C, H, O, N, y P. Carecen de S. Son
polímeros cuyos monómeros son los
nucleótidos, que a su vez están
constituidos por una molécula de
ácido fosfórico, una pentosa (ribosa o
desoxirribosa), y una base
nitrogenada.
Ácidos nucleicos.
 Nucleótidos:
Ácidos nucleicos.

Los nucleótidos pueden ser desoxirribonucleótidos si se unen
ácido fosfórico, pentosa desoxirribosa, y una base nitrogenada
que puede ser adenina, timina, guanina, o citosina.
Ácidos nucleicos.

Si lo que se unen son ácido fosfórico, pentosa ribosa, y una
base nitrogenada del tipo Adenina, Guanina, Citosina, o
Uracilo, obtenemos ribonucleótidos.
Ácidos nucleicos.

La unión de una cadena de nucleótidos forma un
polirribonucleótido o ARN.
Ácidos nucleicos.

La unión de dos cadenas complementarias y antiparalelas de
desoxirribonucleótidos origina una doble hélice conocida como
ADN.
Ácidos nucleicos.
 Ambas hebras de ADN son
complementarias, es decir que aparean G
con C y T con A, de manera que si existe
una hebra de ADN, y siempre con el
aparato enzimático necesario, ésta servirá
de molde para sintetizar la
complementaria: Ejercicio: decir la hebra
complementaria de la siguiente monohebra
de DNA:….ATGGTAGTGGACCCTAG….
Ácidos nucleicos.
 El ADN se presenta asociado a proteínas
que lo empaquetan en el núcleo celular.
Éstas son las histonas y dependiendo de la
etapa del ciclo celular, puede estar
desespiralizado en forma de cromatina
asociado sólo a histonas en el núcleo en
reposo, o bien empaquetado asociado a
histonas y proteínas de andamiaje
cromosómico formando cromosomas
durante la división celular.
Ácidos nucleicos.
 El ARN es casi siempre
monocatenario, aunque en
determinadas regiones puede tener
estructura secundaria en doble hélice
por complementariedad de bases, e
incluso terciaria si se asocia a
proteínas. Según su función pueden
existir: ARNm (mensajero), ARNr
(ribosómico), ARNt (transferente), y
ARNn (nucleolar).
Ácidos nucleicos.

El ARNt tiene forma de hoja de trébol y con una zona donde se
sitúa el anticodon. Su función es transportar aminoácidos
específicos hasta los ribosomas en función de la secuencia
anticodon que posea.
Ácidos nucleicos.

El ARNm suele tener solo estructura primaria y va desde el
núcleo celular hasta los ribosomas (citoplasma) donde
transforma la información genética transcripta en una
secuencia de aminoácidos (traducción) que originará una
proteína.
Ácidos nucleicos.

El ARNr se encuentra asociado a proteínas formando los
ribosomas, por lo que su función consiste en dar soporte físico
para la síntesis de proteínas.
Ácidos nucleicos.

El ARNn se encuentra en el nucleolo y es el precursor de las
ribonucleoproteínas que formarán después los ribosomas.
Ácidos nucleicos.
 Así pues las funciones de los ácidos
nucleicos las podemos resumir en:
 Almacén y perpetuación de la
información genética y hereditaria por
parte del ADN (y el ARN en algunos
virus).
 Transmisión de dicha información
genética en un lenguaje de
aminoácidos por parte del ARN
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