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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.
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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?
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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
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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...
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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
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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
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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
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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.
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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.
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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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