Las moléculas de la vida

Átomos. Enlaces químicos. Glúcidos. Lípidos. Proteínas. Ácidos nucleicos. Agua

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ELEMENTOS QUÍMICOS DE LA MATERIA VIVA

Materia constituida por combinación de elementos químicos.

De los 92 elementos químicos que existen en la naturaleza 30 esenciales para organismos vivos.

ÁTOMOS

ÁTOMO = partícula más pequeña de un elemento que posee todas las propiedades químicas características de éste. Los átomos se unen entre sí para formar una molécula y las reacciones químicas entre los átomos constituyen la base de todos los procesos vitales.

  • En el centro de todo átomo hay un NÚCLEO (se concentra la mayoría de la masa) - rodeado por ELECTRONES (partículas cargadas negativamente) que se mantienen en órbita alrededor del núcleo por la atracción electroestática que éste ejerce.

  • En el núcleo dos tipos de partículas:

    • PROTONES (carga eléctrica positiva)

    • NEUTRONES (similar a protones pero sin carga eléctrica)

  • ÁTOMOS = se distinguen por el número de protones, la cantidad es el NÚMERO ATÓMICO.

  • Los átomos se unen entre sí para formar MOLÉCULAS = los electrones están siempre en movimiento a velocidad de próxima a la de la luz, este movimiento se ajusta a lo que habitualmente se denominan órbitas y el número de electrones que se pueden mover en una órbita determinada es limitado. La distancia que separa a los electrones del núcleo es diferente para todos ellos y de ella depende la energía (a mayor cantidad más se aleja del núcleo).

Las reacciones químicas entre átomos dependen del número y distribución de electrones.

La estabilidad del átomo depende en los niveles de energía en el que esten los electrones.

Un átomo con un nivel energético incompleto es menos estable que uno que los tiene completos, estos átomos reaccionan contra otros para al final de la reacción tener los niveles energéticos ocupados. En estas reacciones dos estrategias:

Se transfieren electrones de un átomo a otro.

Los electrones son comportartidos entre dos átomos para completar niveles energéticos.

Esto da lugar a dos tipos de enlaces químicos.

ENLACES QUÍMICOS

Permiten adquirir a los átomos una estructura electrónica estable y energéticamente estable. Dos principales enlaces:

IÓNICOS: dos electrone son transferidos de un átomo a otro. Cuando pierden o ganan electrones, los átomos quedan eléctricamente cargados y se denominan IONES.

Iones positivos: CATIONES

Iones negativos: ANIONES

COVALENTE: cuando dos átomos comparten al menos un par de electrones.

ENLACES SENCILLOS: se comparten dos electrones cada uno de los cuales perteneciente a los átomos que participan en el enlace.

ENLACES DOBLES: compartir más de un par de electrones.

ENLACES COVALENTE POLARES: cuando los átomos unidos pertenecen a diferentes elementos, los núcleos atraen a los electrones compartidos con diferente fuerza (un átomo tiene una carga ligeremente positiva y otro negativa). Aquellas moléculas en las que la distribución de cargas se contrarresta APOLARES.

LAS MOLÉCULAS DE LOS SERES VIVOS

MOLÉCULAS INORGÁNICAS: se hallan en la materia inerte. El agua es la más abundante.

MOLÉCULAS ORGÁNICAS: caracterizan a los seres vivos, se organizan alrededor del carbono. La mayoría de las moléculas de los seres vivos (biomoléculas) son compuestos orgánicos. Principales tipos:

Glúcidos

Lípidos

Proteínas

Ácidos nucleicos

AGUA

Formada por dos átomos de hidrógeno que se unen covalentemente a un átomo de oxígeno H2O.

Molécula polar (H y O comparten electrones de manera desigual)

Características:

Tensión superficial

Capilaridad

Evaporación

Congelación

Moléculas:

HIDROFÍLICAS: moléculas polares que pueden formar puentes de hidrógeno con el agua y disolverse rápidamente en ella.

HIDROFÓBICAS: carecen de regiones polares, no se disuelven en el agua, tienden a cohesionarse.

GLÚCIDOS

Formados por pequeñas moléculas llamadas azúcares de la que los seres vivos obtienen energía.

Compuestos orgánicos constituidos por la combinación de tres elementos: carbono, oxígeno e hidrógeno.

Glúcidos = hidratos de carbono o carbohidratos.

Se clasifican en función al número de unidades que contienen:

MONOSACÁRIDOS: glúcidos más sencillos, formados por una sola molécula.

se encuentran la fructosa y la galactosa.

el más importante glucosa (libre o unida a otros monosacáridos, lípidos formando glucolípidos o proteínas formando glucoproteínas.

principal fuente de energía de las células.

DISACÁRIDOS: dos azúcares.

sacarosa: monosacáridos de glucosa + fructosa, azúcar común

maltosa: glucosa + glucosa

lactosa: galactosa + glucosa

POLISACÁRIDOS: pueden contener miles de moléculas de monosacáridos.

desempeñan funciones básicas en las células al ser la reserva energética.

glucógeno (permite almacenar glucosa en el organismo como sustancia de reserva).

almidón (polisacárido de reserva en vegetales).

celulosa (componente principal de las paredes celulares de los vegetales).

SÍNTESIS DE CONDENSACIÓN: cuando dos azúcares se unen (OH + OH) en ella se elimina una molécula de agua.

HIDRÓLISIS: proceso inverso, rompen las uniones.

LÍPIDOS

En su composición siempre se encuentra: carbono, hidrógeno y en menor proporción oxígeno.

Naturaleza hidrofóbica de sus moléculas (insolubles al agua).

Moléculas que se utilizan como fuente de energía (actúan como energía de reserva).

Funciones:

reserva energética

estructural (principales componentes de las membranas celulares, éstas estan formadas por FOSFOLÍPIDOS y GLUCOLÍPIDOS.

Moléculas básicas : ÁCIDOS GRASOS, se distinguen dos regiones:

larga cadena hidrocarbonada

hidrofíbica

químicamente poco reactivo

grupo carboxilo

hidrofílico

químicamente reactivo

ÁCIDOS GRASOS: se diferencian en la longitud de las cadenas hidrocarbonadas y el número y posición de los dobles enlaces entre sus carbonos.

ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS:uno o más dobles enlaces

ÁCIDOS GRASOS SATURADOS: enlaces entre los átomos de carbono sencillos.

Se almacenan en el citoplasma de muchas células para reserva energética, formando moléculas más complejas: GLICÉRIDOS (grasas).

Otro tipo de lípidos: ESTEROIDES (incluye colesterol)

PROTEÍNAS

Componente principal de las células de nuestro organismo.

Propiedades:

catalíticas

elementos estructurales

transportan señales o sustancias específicas hacia o desde el interior de las células.

Grandes polímeros compuestos por la unión en una secuencia lineal de otras moléculas llamadas AMINOÁCIDOS:

tienen grupo carboxilo y grupo amino unidos a un único átomo de carbono.

según su naturaleza encontramos aminoácidos apolares, polares no cargados y cargados positiva o negativamente.

Para construir las proteinas: ENLACE PEPTÍDICO: enlace formado por síntesis de condensación donde el grupo amino de un aminoácido se une al grupo carboxilo del aminoácido adyacente y se libera una molécula de agua. Cadena que se forma: POLIPÉPTIDO.

La secuencia de un aminoácido determina la forma de una proteína. Esta secuencia constituye la estructura primaria de la proteína.

Estructura secundaria: interacciones que establecen los enlaces de hidrógeno entre fragmentos próximos de la cadena polipeptídica hace que ésta se repliegue.

Tipos de estructuras:

hélice

conformación

Grupos de proteínas:

proteínas fibrosas

formadas por un único tipo de estructura secundaria.

proteínas globulares

varios tipos de estructura secundaria dando lugar si se da otro repliegue a estructura terciaria.

proteínas formadas por dos o más cadenas polipeptídicas: ESTRUCTURA CUATERNARIA (hemoglobina)

Enzimas

Grupo de proteínas más variadas y especializadas.

Todas las reacciones químicas de las células están medidas por enzimas, se necesita energía: ENERGÍA DE ACTIVACIÓN.

La enzima se combina con la molécula sobre la que actúa denominada SUSTRATO.

Enzimas = moléculas muy complejas.

La parte de la molécula donde se une el sustrato = CENTRO ACTIVO.

ÁCIDOS NUCLEICOS

Grandes moléculas formadas por nucleótidos.

Nucleótidos: pueden actuar como portadores de energía química.

Ácidos nucleicos:

moléculas que almacenan la información biológica para asegurar la transmisión de la información genética de unas células a otras.

tipos:

ácido ribobucleico (ARN)

ácido desoxirribonucleico (ADN)