Bioelementos y Biomoleculas

BIOELEMENTOS Y BIOMOLECULAS

Dra. Gladys Romero, Blga. Leslie Castillo, Blga. Liliana Zegarra

CURSO: QUÍMICA BIOLÓGICA 2010-I

Competencias a desarrollar

Conocer los principales bioelementos y las

biomoléculas y sus respectivas funciones en el

organismo.

Analizar y destacar la importancia de los bioelementos y biomoléculas.


V IIIPG I I II V V V VI I I I I I

1

2

3

4

5

6

7

H H

Na

K

Mg

Ca V Cr

Mo

Mn Fe Co Ni Cu Zn

B C N O F

Si P S Cl

Se

Sn I

W

LOS ELEMENTOS DE LA MATERIA VIVA

BIOELEMENTOS

C H O N

P

• Elementos biogénicos o biogenésicos:

¿Qué son los Bioelementos?


CLASIFICACIÓN DE LOS BIOELEMENTOS

BIOELEMENTOS

BIOELEMENTOS PRIMARIOSC,H,O,N,P,S

BIOELEMENTOSSECUNDARIOSNa, K,Mg,Ca,Cl

OLIGOELEMENTOSMn,Fe,Co,Cu,ZnB,Al,V,Mo,I,Si,Li


BIOELEMENTOS

Bioelementos % en la materia viva

Átomos

Primarios 96% C, H, O, N, P, S

Secundarios

3,9% Ca, Na, K, Cl, Mg,

Oligoelementos 0,1% Fe,Cu, Zn, Mn, Co, Mo, Li, I,Al, Si...


OXÍGENO

SILICIO

ALUMINIO

HIERRO

47

28

8

5

OXÍGENO

CARBONO

HIDRÓGENO

NITRÓGENO

63

20

9,5

3

CORTEZA (%) SERES VIVOS (%)

LOS ELEMENTOS QUÍMICOS MÁS ABUNDANTES EN LA CORTEZA TERRESTRE Y EN LOS SERES VIVOS ( EN % EN PESO)

ELEMENTOSELEMENTOS


Forman entre ellos enlaces

covalentes muy estables,

compartiendo pares de

electrones. El carbono,

oxígeno y nitrógeno pueden

formar enlaces dobles o

triples.

Facilitan la adaptación de los

seres vivos al campo

gravitatorio terrestre, ya que

son los elementos más ligeros

de la naturaleza.

BIOELEMENTOS PRIMARIOS


El carbono, hidrógeno y oxigeno (respiración aerobia incorpora electrones) constituyen la estructura básica de las moléculas orgánicas.

El nitrógeno participa en la construcción de proteínas y ácidos nucleicos.

El fósforo forma parte de los ácidos nucleicos y sus enlaces son utilizados en la obtención de energía (ATP).

El azufre constituye parte de la mayoría de las proteínas.

FUNCIONES DE LOS BIOELEMENTOS PRIMARIOS


BIOELEMENTOS SECUNDARIOS

Aparecen en una

proporción

próxima al 3,3%.

Son: calcio, sodio,

potasio, magnesio

y cloro,

desempeñando

funciones de vital

importancia en

fisiología celular.

MAGNESIO Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador, junto con las enzimas , en muchas reacciones químicas del organismo

CALCIO Forma parte de las estructuras esqueléticas. En forma iónica interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso.

SODIO Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular

POTASIO Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular

CLORO Es el anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre.


FUNCIONES DE LOS OLIGOELEMENTOS

HIERRO Fundamental para la síntesis de la mioglobina y hemoglobina.

MAGNANESO Interviene en la función estructural enzimática.

IODO Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo.

FLUOR Forma parte del esmalte dentario y de los huesos.

COBALTO Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina .

SILICIO Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramíneas

CROMO Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre.

ZINC Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo.

LITIO Actúa sobre neurotransmisores y en la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estados de depresiones.

BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULASBIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS

LípidosGlúcidos A. NucleicosProteínas

como

Orgánicas

Oligoelementos(Ca, Na, K, I, Fe, etc)

Primarios(C, H, O, N, P, S)

Biomoléculas

forman

S.inorgánicas

Propiedadesfísico- químicas

Funcionesbiológicas

DisolventeBioquímicaTransporte

presenta

Elevada fuerza de cohesiónAlto calor específicoAlto calor de vaporizaciónAlta constante eléctricaMayor densidad en estado líquido

como como

se encuentran

Disueltas(Na+, Cl-)

Precipitadas(CaCO3)

Inorgánicas

S.mineralesAgua

como

pueden ser


LOS GLÚCIDOSLOS GLÚCIDOS

Aldosas

GLÚCIDOS

GALACTOSAGLUCOSARIBOSADESOXIRRIBOSA

Monosacáridos GlucoconjugadosPolisacáridosOligosasacáridos

Cetosas

RIBULOSAFRUCTOSA

LactosaSacarosaMaltosa

Homopolisacáridos

Vegetales Animales

Heteropolisacáridos

PectinaAgar Agar

Goma arábiga

PeptidoglucanosGlucoproteínas

Glucolípidos

EnlaceO-glucosídico

se unen por

formando

son

ejemplos ejemplos

se clasifican

ejemplos

se clasifican

Disacáridos

Reserva

CelulosaAlmidón Quitina Glucógeno

Estructural

ejemplos


cloroplasto almidón

1 µm

amilosa

Almidón: polisacárido de plantas

amilopectina

• Almidón: almacén de plantas → monómeros de glucosa

• Almidón en gránulos dentro de cloroplastos y otros plastidios


mitocondria gránulos de glucógeno

0.5 µm

glucógeno

Glucógeno: un polisacárido animal

• Glucógeno: PS de almacén en animales

• Almacenado en el hígado y células musculares


alfa Glucosa

estructuras de anillo de alfa y beta glucosa

beta Glucosa

Almidón: enlaces 1–4 de monómeros de alfa glucosa

Celulosa: enlaces 1–4 de beta glucosa

Polisacáridos estructurales

• Celulosa: paredes vegetales

• Polímero de glucosa

• Diferencia entre almidón y celulosa: alfa () y beta () glucosa


Quitina: PS estructural (artrópodos y hongos) Hilo quirúrgico

La quitina forma el exoesqueleto de los artrópodos. La cigarra muda: deja su antigua coraza y emerge en forma adulta

Estructura de la quitina

La quitina se usa para fabricar hilo quirúrgico flexible y resistente, que se descompone luego que la herida cierra

LOS LÍPIDOSLOS LÍPIDOS

Ácidos grasos InsaponificablesSaponificables

Lípidos complejosLípidos simples

Esteroides

Insaturados

Estructural

Prostaglandinas

Saturados

Terpenos

Sebos

Reserva

Aceites

GlucolípidosCerasAcilglcéridos

formados por

Membranas celulares

GangliósidosFosfoglicéridos Fosfoesfingolípidos Cerebrósidos Hormonas esteroideasEsteroles

HormonasSuprarrenales

HormonasSexuales

AldosteronaCortisona

ProgesteronaTestosterona

ColesterolCarotenoidesVitamina A,E,K

Fosfolípidos

Relación celular

se clasifican

función función se encuentran iimplicados

ejemplos

ejemplo

ejemplos ejemplos

Vitamínica Estructural Regulación

función función

función

LÍPIDOS


LAS PROTEÍNASLAS PROTEÍNASPROTEÍNAS

ESTRUCTURA CLASIFICACIÓNFUNCIONES

Estructural

Enzimática

Hormonal

Defensa Transporte

Reserva

ContráctilAminoácidos

Enlacepeptídico

Péptidos oproteínas

Organizaciónestructural

unidos por

formando

tienen

E. terciaria

E. cuaternaria

E. secundaria

E. primaria

Plegamientoespacial

Proteínasoligoméricas

Secuencia deaminoácidos

hélice

Conformación

definida por

es la

sólo en

20(según R)

se distinguen

Heteroproteínas

Holoproteínas

Fibrosas

Globulares

Colágeno

Actina/Miosina

Ej

Nucleoproteínas

Lipoproteínas

Fosfoproteínas

Glucoproteínas

Cromoproteínas

Caseína

Cromatina

HDL, LDL

FSH, TSH...

Proteoglucanos

Hemoglobina

Ej.

Ej.

Ej.

Ej.

Ej.

Ej.Albúminas

Globulinas


LAS LAS ENZIMASENZIMAS

ENZIMAS

CLASIFICACIÓN

OxidorreductasasTransferasasHidrolasasLiasasIsomerasasLigasas

FUNCIÓN

Biocatalizadores

Energía activación

velocidadreacción

Cinéticaenzimática

Concent. sustrato

TemperaturapH Inhibidores

actúan

ESTRUCTURA

Inorgánica

Holoenzima Estrictamenteproteica

Cofactor Apoenzima

puede ser

formada

naturalezade naturaleza

Coenzimas

Orgánicallamados

Liposolubles(A, D, E, K)

Hidrosolubles(B, C)

Vitaminas

por ejemplo

se clasifican en

actúan como


LOS ÁCIDOS NUCLEICOSLOS ÁCIDOS NUCLEICOSAc. fosfórico

+ Nucleósido

(Azúcar pentosa + Base nitrogenada)

ARNADN

polimeros de A, G, C, Upolimeros de A, G, C, T

NUCLEÓTIDOS

Cromosomabacteriano

Nucleosoma

Collar de Perlas

Fibra de cromatina

Bucles radiales

Cromosoma lineal

En procariotas En eucariotas

Enrrollamientoen superhélice

Niveles de empaquetamientocrecientes

RibozimasARNmARNrARNt

Síntesis de proteínas

Función catalítica

ATP, cAMP, GTP, ...

Funciones varias(segundos mensajeros, energética, ...)

NÚCLEO

ADN

CITOPLASMA

mARN

mARN

Ribosoma

Aminoácidos

Síntesis demARN en el núcleo

Movimiento de mARNen el citoplasma via un poro nuclear

Síntesis de proteínas

Polipéptido


Competencias a desarrollar por el alumno

Analizar y resumir las principales funciones de las

biomoléculas y bioelementos.

Analizar y resumir las principales funciones de las

biomoléculas y bioelementos en diferentes células del

cuerpo humano.

Analizar la contribución y el estudio de los bioelementos y

biomoléculas en la odontología.


Referencias bibliográficas:

Robertis y Robertis. Biología Celular y Molecular. Lodish. Biología Celular y Molecular. Bruce Alberts.,Biología Molecular de la Célula.


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Bioelementos y Biomoleculas