Composición química de la

célula

Objetivo: Comprender que las células están constituidas por diferentes moléculas biológicas que cumplen funciones específicas del metabolismo.

Moléculas:

• Los seres vivos están compuestos por moléculas y biomoleculas las cuales, si se examinan individualmente, cumplen con todas las leyes físicas y químicas que describen el comportamiento de la materia.

Las biomoleculas se dividen en 2

grupos:

• Las moléculas inorgánicas

> Agua (70 y 90% de la masa)

> Algunas sales minerales

• Las moléculas orgánicas

> Glúcidos

> Lípidos

> Proteínas

> Ácidos nucleicos

Biomoleculas inorgánicas

• Las biomoléculas inorgánicas son aquellas en las que no está presente el carbono, o este se encuentra en baja proporción, como es el caso del dióxido de carbono (CO2).

Agua:

• Es la biomolécula más abundante en los seres vivos, y se caracteriza por ser un excelente disolvente y medio de suspensión para una gran variedad de moléculas presentes en las células. Otra importante propiedad del agua es su capacidad termoestabilizadora, que impide los cambios bruscos de temperatura.

Sales minerales

Las sales minerales se encuentran enel organismo en pequeñascantidades. Algunas están al interiorde las células (medio intracelular) yotras fuera de ellas (medioextracelular). Cuando las sales sedisuelven forman iones, como elsodio (Na+), el potasio (K+) y el cloro(Cl-). Los iones mantienen el gradode salinidad del organismo y regulanla acidez corporal, entre otrasfunciones.

Gases:• En nuestro cuerpo hay una

constante incorporación, producción y eliminación de gases. A través del sistema respiratorio, por ejemplo, inhalamos grandes volúmenes diarios de oxígeno (O2) y eliminamos dióxido de carbono (CO2). Estos gases son los más abundantes en nuestras células, y están involucrados en reacciones químicas de producción de energía.

Biomoleculas orgánicas:

• Las biomoléculas orgánicas son importantes constituyentes estructurales y funcionales de las células. Las biomoléculas orgánicas se caracterizan por tener abundancia de carbono en su estructura molecular.

• Los glúcidos.

• Los lípidos.

• Las proteínas.

• Los ácidos nucleicos.

Los glúcidos o hidratos de carbono:

• Los hidratos de carbono, también llamados glúcidos o azúcares, constituyen una de las reservas energéticas de los organismos y son componentes de diversas estructuras, como por ejemplo, forman la pared celular en los vegetales y el esqueleto externo de ciertos insectos.

Monosacáridos:

• Son los carbohidratos más simples, constituyen la unidad básica (monómero) de los azúcares más complejos. Su estructura consiste en una cadena carbonada, abierta o cerrada, que puede tener de tres a siete átomos de carbono.

La glucosa es un monosácarido formado poruna cadena carbonada constituida por 6 átomosde carbono. Los monosácaridos pueden teneruna estructura lineal o de anillo.

Glucosa:

Los disacáridos se forman por la unión de dosmonosacáridos a través de un enlace covalenteentre dos grupos OH de monómeros adyacentes,con la liberación de una molécula de agua.

A esta unión se le denomina enlace glucosídico.

Disacáridos:

Constituida por una molécula de glucosa y una de galactosa, está presente en la leche.

Lactosa:

Sacarosa

Formada por una molécula de glucosa y una defructosa, se encuentra en la caña de azúcar y laremolacha, de las que se obtiene el azúcar de mesa.

Maltosa:

Compuesta por dos moléculas

de glucosa, se encuentra en los granos de cebada germinada.

Son polímeros que se forman por la unión de muchosmonosacáridos mediante enlace glucosídico. Deacuerdo a la función que desempeñan se clasificanen:

Polisacáridos de reserva energética, tales comoel almidón, que forma gránulos en el interior de lascélulas vegetales, y el glucógeno, que es elpolisacárido de reserva más importante de las célulasanimales, abunda en el hígado y en el músculoesquelético.

Polisacáridos

Polisacáridos de reserva energética

Polisacáridos estructurales como lacelulosa, polisacárido que forma la pared celularde las plantas y la quitina, que es componente delas paredes celulares de hongos y del exoesqueletode ciertos artrópodos.

Los lípidos

• Los lípidos también denominados grasas, son otro tipo de moléculas orgánicas compuestas principalmente por carbono, hidrógeno y pequeñas proporciones de oxígeno; también pueden presentar fósforo, azufre y nitrógeno. Son moléculas insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos, como el benceno.

Ácidos grasos:

Son moléculas constituidas por una larga cadenalineal formada por átomos de carbono e hidrógeno.Son moléculas anfipáticas, es decir, poseen unextremo carboxilo hidrófilo y una cadenahidrocarbonada hidrofóbica.

Se clasifican en:

Ácidos grasos insaturados: En su cadena lineal presentan dobles enlaces y forman “codos” a lo largo de las cadenas hidrocarbonadas.

PROTEÍNAS

Las proteínas son moléculas formadaspor la unión de aminoácidos. Losaminoácidos son monómeros constituidosprincipalmente por átomos decarbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y, en algunos casos algunoscasos, fosforo y azufre.

Función

biológica de las

proteínas

Transporte de sustancias

algunas de las proteínas que se ubican en lasmembranas celulares se encargan del transporte desustancias hacia ambos lados de la membrana.

Transporte de sustancias

Por ejemplo la hemoglobina presente en losglóbulos rojos une al oxígeno y lo transporta hacialas distintas células del organismo.

Defensa contra infecciones

Las inmunoglobulinas son las principalesproteínas encargadas de la defensa contra agentespatógenos u otros

ajenos del organismo

Formación de estructuras celulares y

tisularesEn las células, las proteínas forman parte de losribosomas, la membrana plasmática y elcitoesqueleto. En los tejidos, las proteínas formanestructuras esqueléticas que sirven de armazón osoporte.

Mensajeros químicos

Por ejemplo, algunas hormonas, como la insulina ohormonas de crecimiento, son proteínas. Lashormonas son “Mensajeros químicos” que sedirigen a determinadas células.

Contracción y movimiento muscular

Las proteínas actina y miosina forman estructuras capaces de contraerse y generar el movimiento de los músculos.

Los ácidos nucleicos• Están compuesto por: carbono.

Hidrogeno, oxigeno, fosforo y nitrógeno.

• En la naturaleza existen solo dos tipos de ácidos nucleicos: El ADN (ácido desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico) y están presentes en todas las células.

• Los ácidos nucleicos tienen al menos dos funciones: trasmitir las características hereditarias de una generación a la siguiente y dirigir la síntesis de proteínas específicas.

El ADN y el ARN se diferencian porque:

• - el peso molecular del ADN es generalmente mayor que el del ARN

• - el azúcar del ARN es ribosa, y el del ADN es desoxirribosa

• - el ARN contiene la base nitrogenada uracilo, mientras que el ADN presenta timina

• La configuración espacial del ADN es la de un doble helicoide, mientras que el ARN es un polinucleótido lineal.

Ácidos nucleicos

Existen cuatro clases de bases nitrogenadas, quese diferencian en sus características químicas:Adenina (A), guanina (G), timina (T) y citosina(C).

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