tema 1 biomoléculas

1

Tema 1As bases da vida: A NATURALEZA BÁSICA DA VIDA

I.E.S. AS TELLEIRASBioloxía e Xeoloxía 1º Bacharelato

Curso 2011-12

2

3

¿que é a vida?

MECANICISTAS VITALISTAS

Os seres vivos non son diferentes da materia inanimada

Os organismos vivos presentan propiedades que non poden explicarse simplemente dende o punto de vista físico-químico

4

Na actualidade a opinión maioritaria:

- Os mecanicistas teñen razón ao dicir que a ESCALA MOLECULAR, a vida pode explicarse segundo os principios da física a e química.

- Os vitalistas teñen razón ao dicir que os organismos teñen características que os diferencian da materia inerte.

O paradigma dominante:ORGANICISMO

(pretende recolle-las dúas propostas)

5

Características diferenciais dun ser vivo

Complexidade molecular

Niveis de organización

automantemento

reprodución

Ciclo vital

sensibilidade

1

2

3

4

5

6

6

1.COMPLEXIDADE MOLECULAR

Os séres vivos están formados por átomos e moléculas, coma a materia inerte,

Sen embargo forman MACROMOLÉCULAS, que non

aparecen na materia non viva( por ex.: proteínas e ac. Nucleicos)

7

2. Niveis de organización:

A materia viva ten unha organización XERÁRQUICA, de complexidade crecente:

Da interacción entre os compoñentes dun nivel xordennovas propiedades:p. EMERXENTES

8

3. AUTOMANTEMENTO:

Os seres vivos incorporan MATERIA e ENERXÍA para realiza-los seus procesos vitais:

O METABOLISMO é o conxunto de procesos químicos mediante os que se utiliza a materia incorporada.

9

4. REPRODUCIÓN:

É a capacidade de orixinar copias de si mesma

Maniféstase tanto a nivel celular como a nivel de organismos.

Pode ser sexual e asexual.

Adoita producir un aumento no número de individuos

Na reprodución prodúcense dous fenómenos:- herdanza: mantén as características dunhaxeneración á seguinte,- variación: aparición de diferenzas nadescendencia.

10

5. CICLO VITAL:

Os seres vivos pasan por diferentes etapas ao longo da súa vida

Cigoto ou célula ovo

Fases larvarias ou embrionarias

adulto

11

6. SENSIBILIDADE:

Tódolos organismos responden a CAMBIOS QUE SE PRODUCEN NO SEU CONTORNO: ESTÍMULOS AMBIENTAIS

Estas respostas poden ser moi simples ou moi complexas

A posibilidade de resposta permite aos seres vivosa capacidade de

AUTORREGULACIÓN

12

A unidade química dos seres vivos Ao analiza-la composición

química dos seres vivos, destaca:

- A súa materia está formada por uns poucos elementos químicos,

- Tódolos organismos teñen unha composición química moi semellante

13

Bioelementos:

Son os elementos químicos que forman os seres vivos:

C, H, O, N, K, P, Si, Mg, S, …

14

Bioelementos:PODEMOS DIFERENCIAR:- Aqueles que aparecen en cantidades importantes: C, H, O, N, P e S, (constitúen o 98% do peso), chámanse bioelementos PRIMARIOS.- Aqueles que aparecen en pequenas cantidades: Ca, K, Na, Mg, Fe ou Cl,( constitúen o resto do peso corporal), son os bioelementos SECUNDARIOS. Dentro deles, algúns non acadan o 0,1% , chámanse OLIGOELEMENTOS, aínda asi son imprescindibles para o funcionamento do organismo

15

Biomoléculas ou principios inmediatos

B. inorgánicas B. orgánicas

-Auga

- sales minerais

-glícidos,

-Lípidos,

-Proteinas e

-Ácidos nucleicos

16

A auga

É o composto máis abundanteNos seres vivos

60-90%

E electronegatividade do osíxeno

Desigual distribución de carga

Cargas parciais

POLARIDADE

Pontes de hidróxeno

IMPORTANCIA BIOLÓXICA:

1. DISOLVENTE BIOLÓXICO,

2. ELEVADA CAPACIDADE TÉRMICA,

3. ACADA A SÚA MÁXIMA DENSIDADE AOS 4º C

17

18

Enlace de hidróxeno

19

GLÍCIDOS:(hidratos de carbono ou azucres)

Son compostos de carbono, hidróxeno e osíxeno

CnH2nOn- átomos de carbono unidos a grupos alcolicos (-OH)(HIDROXILOS)e a radicais hidróxeno.- presentan sempre un grupo cetónico (-CO-) ou aldehído (-CHO)

20

21

Clasificación dos glícidos:

glícidos

Osas ou

monosacáridos

ósidos

Aldosas y cetosas

holósidos

heterósidos

Triosas: tres átomos de C

Tetrosas: 4

Pentosas: 5

Hexosas: 6

Heptosas: 7

Octosas. 8

oligosacáridos

polisacáridos

Disacáridos

trisacáridosHomopolisacáridos

heteropolisacáridos

Glicoproteínas

Glicolípidos

Glícidos dos ac. nucleicos

22

Glícidos: monosacáridos

Son os glícidos máis simples.

Maior importancia biolóxica: 4, 5 ou 6 C.

Pentosas (ribosa e desoxirribosa), hexosas (glicosa, fructosa) forman moléculas cíclicas

23

24

Glícidos: enlace glicosídico

O-glicosídico(1- 4)

O-glicosídico (1- 6)

25

Glícidos: disacáridosResultan da unión mediante un enlace glicosídico de dous monosacáridos

Os máis comúns son:

Maltosa

( gli+gli)

Lactosa ( gli+gal)

Sacarosa (gli+fru)

26

Glícidos: polisacáridos Unión de moitos monosacáridos ( adoita se-la glicosa) Non teñen sabor doce Poden ser lineais: celulosa, quitina ou ramificados: amidón, glicóxeno

27

Glícidos: polisacáridos

28

Glícidos: funcións Combustible celular: a glicosa é a ppal. fonte de

enerxía nas células. Reserva enerxética: amidón nas plantas e

glicóxeno nos animais. Compoñente estructural:- Ribosa e desoxirribosa nos ac. Nucleicos,- Celulosa nas paredes vexetais- Quitinas: fungos e artrópodos

29

Os lípidos Son compostos formados por C, H e O. Son apolares ou de baixa polaridade. Son insolubles en auga e solubles en

disolventes orgánicos (eter ou cloroformo). Os ÁCIDOS GRAXOS, son raros libres, pero

forman parte de moitos tipos de lípidos: son longas cadeas hidrocarbonads (14-24C) cun grupo funcional CARBOXILO: --COOH.Se carecen de dobres enlaces: Ac. G. saturadosSe presentan dobres enlaces: Ac. G. insaturados

30

Lípidos: ac graxos

Ac. palmítico

31

32

Lípidos: ac graxos

33

Lípidos: clasificación

É moi complexa. Podemos diferenciar:1. graxas: glicerina+ ac. graxos2. Ceras: monoalcol+ ac. Graxos3. Fosfolípidos: glicerina+ grupo fosfato+ ac.

Graxos.4. Esteroides: derivados do

cicloperhidropentanofenantreno

34

GRAXAS:- Formadas pola unión mediante un enlace covalente tipo ester de :a. Glicerina (un trialcol)b. Unha, dúas ou tres moléculas de ac. Graxos.- segundo sexan os ac. Graxos, as graxas serán:

1. saturadas: en animais, sólidas.2. insaturadas: aceites vexetais, líquidas

35

36

CERAS: Semellantes ás graxas Formadas por un monoalcol de cadea longa e

un ac. Graxo de cadea longa. Exemplo:

cera de abellacutinasuberina

37

Fosfolípidos:- Formados por:alcol (glicerina)+grupo fosfato+ac. Graxos- estrutura bipolar: un extremo apolar (hidrófobo) e un polar (hidrófilo). Dise que a molécula é ANFIPÁTICA.- BICAPAS LIPÍDICAS

38

39

40

41

Derivados do:cicloperhidropentanofenantrenoson compostos insolubles en augateñen gran importancia biolóxica:

- colesterol,- vitamina D,- hormonas sexuais

ESTEROIDES:

42

colesterol

43

Funcións dos lípidos:

Reserva enerxética,Estructural,reguladora

44

AS PROTEINAS:- Son biomoléculas orgánicas formadas

por átomos de C, H, O e N.(pode haber outros elementos)

- Son polímeros , producto da unión de monómeros chamados AMINOÁCIDOS (aa)

- Os aa únense por medio de enlaces PEPTÍDICOS

45

Os aminoácidos:

un aminoácido posúe:- Un grupo amino: NH2

- Un grupo carboxilo: -COOH- Un radical R, diferente para

cada un dos 20 aminoácidos.- Estes tres grupos únense a

un carbono chamado carbono alfa (α)

46

47

Enlace peptídico:

O enlace petídico fórmase entre o grupo carboxilo dun aa e o grupo amino doutro, liberándose unha molécula de auga

48

As proteinas:

Unha cadea de amminoácidos é un PÉPTIDO Se o péptido ten poucos aa, fálase de

OLIGOPÉPTIDOS.( 0-10:dipéptidos,tri-,tetra-) Cando ten moitos aa fálase de polipéptido uo

cadea polipeptídica (máis de 10, ata centos de aa) Unha PROTEÍNA pode estar formada por unha

ou varias cadeas polipeptídicas

49

Estructura tridimensional das proteínas:

Cada proteína ten unha estructura tridimensional da que depende a súa función.

Diferáncianse catro niveis de complexidade na organización dunha molécula proteica:

- Estructura primaria,- Estructura secundaria,- Estructura terciaria e - Estructura cuaternaria.

50

Estructura tridimensional das proteínas: primaria É a secuencia ordenada de aa que forman a cadea

polipeptídica.

51

Estructura tridimensional das proteínas: secundaria

a cadea polipeptídica prégase en forma helicoidal ou en forma de folla pregada

52

Estructura tridimensional das proteínas: terciaria

As proteínas préganse sobre si mesmas, dando formas filamentosas ou globulares. Débesea enlaces débiles entre os grupos –R de aa que están alonxados na cadea

53

Estructura tridimensional das proteínas: cuaternaria- Implica a asociación de varias cadeas polipeptídicas para dar unha

molécula complexa.- Unha proteína prégase no espacio sempre coa mesma estructura

tridimensional característica

54

Estructura tridimensional das proteínas:

Os cambios no medio ( pH, Tª…) provocan a desnaturalización das proteínas: perde a súa estructura tridimensional e polo tanto as súas propiedades e a súa función.

55

Funcións das proteinas: ESTRUCTURAL: coma o coláxeno, proteina

fibrilar que da resistencia e elasticidade aos ósos e cartilaxes, a queratina das uñas ou pelo.

TRANSPORTADORA: coma a hemoglobina, que transporta O2 no sangue ou as proteinas plasmáticas, que transportan o colesterol.

REGULADORA: hai hormonas de naturaleza proteica, coma a insulina (regulas os niveis de azucre en sangue) ou a a hormona do crecemento (GH)

56

Funcións das proteinas:

CONTRÁCTIL: a actina e a miosina son proteinas fibrilares que interaccionan entre si, producindo asi a contracción muscular.

DEFENSA INMUNITARIA: os anticorpos neutralizan as substancias extrañas que penetran no organismo.

ENZIMÁTICA: os enzimas son proteinas que actúan como biocatalizadores.

57coláxeno

58

59

AS PROTEINAS ENZIMÁTICAS: os enzimas son proteinas que actúan como

catalizadores biolóxicos. Son moléculas globulares, cunha zona da súa

superficie, CENTRO ACTIVO, diferente para cada enzima.

Noméanse co sufixo –asa e o nome do substratoex.: lipasa, rompe os lípidos

sacarasa, rompe a sacarosa en fructosa e glicosa

60

MODO DE ACCIÓN DAS ENZIMAS: 1. un substrato únese ao centro activo dun enzima específico formando

o COMPLEXO ENZIMA-SUBSTRATO, 2. esta unión é débil e rompe rápidamente, 3. durante a duración da unión prodúcese a reacción química e o

enzima recupérase intacto.

61

Ácidos nucleicos:Son biomoléculas formadas por C,

H, O, N e P.Son polímeros, formados por

subunidades chamadas NUCLEÓTIDOS.

62

Ácidos nucleicos: NUCLEÓTIDOS

Un nucleótido é unha molécula formada pola unión de :

- Un grupo fosfato,- Unha pentosa e- Unha base nitroxenada

63

Ácidos nucleicos: grupo fosfato

64

Ácidos nucleicos: pentosas

Pode se-la ribosa ou a desoxirribosa

65

Ácidos nucleicos: bases nitroxenadas

- Son moléculas con estructura cíclica que contén NITRÓXENO ademáis de carbono.- hai dous tipos de bases:a) pirimidínicas, derivadas da pirimidina. Teñen un único anel. Son a CITOSINA(C), a TIMINA (T) e o URACILO(U),b) púricas, derivadas da purina. Teñen dous aneis unidos. Son a ADENINA(A) e a GUANINA(G)

66

Ácidos nucleicos:

67

Ácidos nucleicos:tipos, ARN e ADN

Ácido desoxirribonucleico

Ácido ribonucleico

68

Ácidos nucleicos:

Un ac. nucleico é un polinucleótido, Unión de nucleótidos por enlaces

FOSFODIESTER, O fosfato únese ao carbono 3´da

pentosa dun nucleótido e ao carbono 5´da pentosa do seguinte

69

ÁCIDOS NUCLEICOS:

CADA POLINUCLEÓTIDO CARACTERÍZASE POLA SÚA SECUENCIA PARTICULAR DE BASES NITROXENADAS,

O EIXE BÁSICO DE PENTOSA E FOSFATO É CONSTANTE

70

Estructura do ADN: Na maior parte dos casos o ADN é unha DOBRE

HÉLICE, que consiste en:a. Dúas cadeas helicoidais de nucleótidos cun eixo

común,b. As cadeas son ANTIPARALELASc. as pentosas e os grupos fosfato forman un

esqueleto externo e as bases diríxense ao interior,d. A molécula é estable por que se establecen

enlaces entre as bases nitroxenadas COMPLEMENTARIAS: ADENINA-TIMINA e CITOSINA-GUANINA

71

Ácidos nucleicos:

72

Funcións do ADN: O ADN é o portador da información

hereditaria. A información está CODIFICADA en

forma de secuencia de bases. O ADN ten capacidade para duplicarse

. (proceso complexo) A información contida no ADN é

utilizada polas células para elabora-las súas propias proteínas

73

Estructura do ARN:

O ARN adoita estar formado por unha soa cadea de nucleótidos.

74

Tipos de ARN: ARN mensaxeiro (ARNm): copia a

información do ADN para levala ata os ribosomas,

ARN ribosómico (ARNr): forma parte da estructura dos ribosomas,

ARN transferente (ARNt): transportan os aa ata os ribosomas para sintetizar as proteínas

75

A orixe da vida:¿ ómo apareceu a materia viva?¿como se produciu o primeiro ser vivo?

1ª teorías: a xeneración espontánea, segundo a cal os seres vivos xurdían directamente da materia inerte.

Débese a deficientes observacións Foi unha idea moi estendida ate o

século XIX

76

Xeneración espontánea:As principais investigadores que intentaron desbota-la teoría da xeneración espontánea foron:

-Francesco Redi (1668)

-John Needham (1748)

-Lazaro Spallanzani (1767)

-Louis Pasteur (1861)

77

Francesco Redi:

Foi o primeiro que intentou rebati-la idea da xeneración espontánea

O seu traballo non foi suficiente

78

Jonh Needham:

Logo do descubrimento dos microorganismos intentou demostra-la xeneración espontánea.

O seu experimento tiña erros graves

79

Lazzaro Spallanzani:

Repetíu os experimentos de Needahm dun xeito máis rigoroso: pechou herméticamente os fras cos e feervíunos.

Os partidarios da xeneración espontánea decian que o exceso de calor eliminba o “ principio vital”

80

Louis Pasteur: A fin da xeneración espontánea

81

Síntese prebiótica: A.I. Oparin e J.B.S. Haldane Propoñen un modo de aparición da

vida en etapas:a. Asociación progresiva de moléculas

inorgánicas para dar moléculas orgánicas sinxelas,

b. Condensación destas para dar macromoléculas : o “ caldo” primordial,

c. Formación de agregados moleculares: “coacervados”

82

O experimento de S. Miller:

83

Ideas actuais sobre a orixe da vida:

A uniformidade estructural e funcional que presentan tódolos seres vivos indican unha orixe común de todos eles

Sobre a síntese prebiótica:

- A atmósfera non sería tan reductora,

- Concentración das moléculas simples. Absorción en arxilas

Fontes hidrotermais submarinas