El átomo de carbono

1. 5. LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS El átomo de carbono • El átomo de C posee 4 electrones en su capa más externa, para ser lo más estable posible debería tener 8, así que formará 4 enlaces covalentes, que pueden ser simples (comparten 1 e-), dobles (comparten 2 e-) o triples (comparten 3 e-)

2. O O O hidroxilo carbonilo éster carboxilo ion fosfato carbonilo amino O OH NH2 O C C C O O C P H OR OH O (cetona) (éster) (aldehído) (amina) (éster fosfórico) (ácido) (alcohol) GRUPOS FUNCIONALES de compuestos orgánicos ACTIVIDAD 12

3. 6. GLÚCIDOS • GLÚCIDOS = HIDRATOS DE CARBONO = CARBOHIDRATOS: • Son biomoléculas formadas por C-H-O (en proporción CnH2nOn) y, en ocasiones, algún átomo de N,S,P. • Químicamente son polialcoholes con un grupo ALDEHÍDO o CETONAcon múltiples grupos HIDROXILO

4. Molécula de glucosa Molécula de almidón Molécula de desoxirribosa Se clasifican en monosacáridos, disacáridos y polisacáridos FUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS • COMBUSTIBLE CELULAR Como la glucosa. • ALMACÉN DE RESERVA ENERGÉTICA El almidón en los vegetales. El glucógeno en los animales. • COMPONENTE ESTRUCTURAL La ribosa y la desoxirribosa son componentes de los ácidos nucleicos. La celulosa es el componente de la pared vegetal. La quitina de los hongos y del exoesqueleto de artrópodos y crustáceos.

5. Monosacáridos • Sólidos cristalino - Color blanco - Sabor dulce - Solubles en agua • Químicamente formados por cadenas de átomos de C: • 3 (triosas) • 4 (tetrosas) • 5 (pentosas) • 6 (hexosas) • Pentosas y Hexosas tienden a formar moléculas cíclicas en disolución varios varios + + Desoxirribosa Glucosa cíclica Glucosa lineal

6. PENTOSAS • Importancia biológica de monosacáridos RIBOSA XILOSA ARABINOSA RIBULOSA Componente estructural de nucleótidos. Componente de la madera. Presente en la goma arábiga. Intermediario en la fijación de CO2 en autótrofos.

7. HEXOSAS • Importancia biológica de monosacáridos GLUCOSA FRUCTOSA Principal nutriente de la respiración celular en animales. Actúa como nutriente de los espermatozoides. MANOSA GALACTOSA Componente de polisacáridos en vegetales, bacterias, levaduras y hongos. Forma parte de la lactosa de la leche.

8. Glucosa Glucosa Maltosa Disacáridos : • Se forman por la unión de dos monosacáridos mediante un ENLACE O-GLUCOSÍDICO • Al formarse el enlace se libera una molécula de agua • Son dulce y solubles en agua • Los más comunes son: • SACAROSA: azúcar de consumo habitual; se extrae de la caña de azúcar • MALTOSA: azúcar de malta • LACTOSA: azúcar de la leche de mamíferos • CELOBIOSA: no está en estado libre en la naturaleza

9. Ramificaciones Enlace glucosídico Monómeros de glucosa Polisacáridos • Están formados por la unión de mucho monosacáridos mediante enlace O-GLUCOSÍDICO • Carecen de sabor dulce • Pueden ser: • LINEALES: como la celulosa (en vegetales) y la quitina (en animales y hongos) • TIENEN FUNCIÓN ESTRUCTURAL • RAMIFICADOS: como el almidón (en vegetales) y el glucógeno (en animales) • TIENEN FUNCIÓN DE RESERVA

10. CELULOSA QUITINA

11. Gránulos almidón (cloroplasto) ALMIDÓN GLUCÓGENO ACTIVIDADES: 14, 15

12. 7. LÍPIDOS PROPIEDADES CLASIFICACIÓN (según su estructura molecular) • Constituidos por C, H, O • Untuosos al tacto. • Poco solubles en agua. • Solubles en disolventes apolares orgánicos • (éter, cloroformo, xileno, benceno) SAPONIFICABLES • Contienen ácidos grasos • Forman jabones por saponificación • Grasas o acilglicéridos • Ceras • Fosfolípidos • Esfingolípidos FUNCIONES BIOLÓGICAS • Estructurales • Membranas celulares • Aislante térmico • Impermeabilizantes • Energéticas (triacilglicéridos). • Adipocitos en animales • Semillas en vegetales • Vitamínicas y hormonales (esteroides) INSAPONIFICABLES • NO contienen ácidos grasos • No forman jabones • Terpenos • Esteroides • Prostaglandinas

13. Enlaces tipo éster GRASAS Formadas por la unión, tipo éster, de la glicerina con una, dos o tres moléculas de ácidos grasos Se clasifican en:Saturadas. No tienen dobles enlaces en los ácidos grasos.Abundan en los animales y suelen ser sólidas a temperatura ambiente. Insaturadas. Si tienen dobles enlaces en los ácidos grasos.Son los aceites vegetales, líquidos a temperatura ambiente. Glicerina Ácidos grasos

14. Grasas vegetales Grasas animales

15. CERAS Semejantes a las grasas pero en lugar de tener un trialcohol tienen un monoalcohol de cadena larga Alcohol miricílico + Ácido palmítico Cera de abeja Ceras

16. Extremo polar Glicerina Extremo apolar FOSFOLÍPIDOS Formados por una molécula de alcohol, como la glicerina, unida por un lado a un grupo fosfato y por otro a ácidos grasos Grupo fosfato • Son moléculas ANFIPÁTICAS: • Región polar hidrofílica: grupo fosfato • Región apolarhidrofóbica: ácidos grasos • (esta propiedad los hace idóneos para formar las mbs. celulares) Ácidos grasos

17. Cabezas polares de fosfolípidos Colas apolares de fosfolípidos Colas glucídicas polares Colesterol Las colas polares interaccionan entre sí por fuerzas de Van der Waals Las cabezas polares interaccionan mediante puentes de hidrógeno con el agua Proteínas El carácter anfipático de los fosfolípidos es fundamental en la formación de las membranas biológicas.

18. ESTEROIDES • Son derivados de una estructura compleja de anillos • hidrocarbonados : ciclopentano perhidrofenantreno • Son totalmente insolubles en agua • En este grupo se incluyen: • COLESTEROL: • Forma parte de las membranas plasmáticas • Mantiene su fluidez frente a las fluctuaciones de temperatura • Afecta a la permeabilidad de la bicapa lipídica • VITAMINA D: • Derivada del colesterol • Regula la absorción de Ca y P • Su carencia provoca raquitismo • HORMONAS SEXUALES: • Testosterona (masculina) • Estrógenos (femenina) Raquitismo.- defecto nutricional, caracterizada por deformidades esqueléticas. Causado por un descenso de la mineralización de los huesos y cartílagos debido a niveles bajos de calcio y fósforo en la sangre.

19. H Átomo de carbono  C COOH Grupo amino H2N Grupo carboxilo R Grupo de cadena lateral 8. PROTEÍNAS • PROTEÍNAS :(del griego proteios, que significa “primero o principal”) • Son las moléculas orgánicas más abundantes en la célula: 50% de su peso seco • Formados por AMINOÁCIDOSunidosmedianteENLACE PEPTÍDICO • Químicamente formadas por C, H, O, N y, a veces, S, P, H, Cu, Mg, Zn y I • AMINOÁCIDOS :monómeros de las proteínas

20. Grupocarboxilo R Grupo amino H O H N COOH C H2N C C H OH H R H2O R H O H2N C C N C COOH H H R DIPÉPTIDO Enlace peptídico EL ENLACE PEPTÍDICO: + • Péptido: cadena corta de aminoácidos • Proteína: cadena formada por uno o varios polipéptidos

21. Existen 20 aminoácidos presentes en las proteínas de todos los seres vivos • De ellos hay 8 que el ser humano no puede formar (aminoácidos esenciales) • Estos deben ser ingeridos en la dieta de heterótrofosporque no somos capaces de sintetizarlos: • Phe • Ile • Leu • Lys • Met • Thr • Trp • Val • His(en lactantes) • Los organismos autótrofos pueden sintetizar todos aquellos aas que necesitan para su metabolismo

22. Estructura de las Proteínas Cada proteínatiene una estructura 3D concreta de la que dependesufunción • Primaria: es la sucesión de Aa • Secundaria: estas cadenas se arrollan en hélice (o en hoja plegada) • Terciaria: adquiere la forma espacial más estable (depende de los Aa que tenga), que es la responsable de su función. Si la pierde se desnaturaliza. • Cuaternaria: solo cuando hay varias cadenas polipeptídicas que se asocian (hemoglobina)

23. Desnaturalización Renaturalización • DESNATURALIZACIÓN Y RENATURALIZACIÓN de proteínas Desnaturalización es la pérdida de las estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria • Puede estar provocada por cambios de pH, de temperatura o por sustancias desnaturalizantes • En algunos casos la desnaturalización puede ser reversible • Causas: • Variaciones de Temperatura • Variaciones de pH PROTEÍNA NATIVA PROTEÍNA DESNATURALIZADA

24. FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS FUNCIÓN EJEMPLO • ESTRUCTURAL • Proporcionan soporte mecánico a células vegetales y animales • Colágeno: da resistencia y elasticidad a huesos y cartílagos • Queratina: en pelo y uñas • Hemoglobina: transporta O2 en sangre • Hemocianina: transporta O2 en invertebrados • DE TRANSPORTE • Se unen a diversas sustancias y las transportan • Insulina: regula el azúcar en sangre • Somatotropina: regula el crecimiento • REGULADORA • Regulan importantes funciones celulares • CONTRÁCTIL • Participa en la contracción y el movimiento • Actina y miosina: participan en la contracción muscular • DEFENSIVA INMUNITARIA • Protegen y defienden al organismo • Anticuerpos: defensa de infecciones • ENZIMÁTICA o BIOCATALIZADORA • Aumentan la velocidad de las reacciones químicas en los seres vivos Actividades 16 y 17

25. E + S  ES  E + P 9. PROTEÍNAS ENZIMÁTICAS • Son proteínas que actúan como catalizadores: • Aumentan la velocidad de las reacciones metabólicas en los seres vivos • Actúan sobre unas moléculas (sustratos) convirtiéndolas en moléculas diferentes (productos) • Casi todos los procesos celulares necesitan enzimas para que las reacciones ocurran a suficiente velocidad • No son consumidas por las reacciones que catalizan. Se reutilizan una y otra vez • Son muy específicas del sustrato al que se unen y reacción que catalizan • Se nombran añadiendo el sufijo –ASA a la raíz del sustrato sobre el que actúan • Reacción enzimática: • El enzima (E) se une al sustrato (S) por una zona concreta (el centro activo)

26. Sustratos (S) Productos (P) E + S  ES  E + P Complejo ES Enzima (E) Enzima (E)

27. La energía de activación es la cantidad de Energía necesaria para que se inicie la reacción

28. Tª óptima • Influencia del pH y la temperatura en la actividad enzimática Pepsina Tripsina pH óptimo pH óptimo Cada enzima tiene una temperatura óptima para actuar, a la cual su rendimiento es máximo. Las variaciones de temperatura provocan cambios en la estructura terciaria o cuaternaria, alterando la actividad del enzima. La temperatura crítica suele estar entre 50-60ºC aunque las bacterias termófilas soportan hasta 90 ºC. Cada enzima actúa a un pH óptimo, dentro de la célula suele ser 7. Los cambios de pH alteran la estructura terciaria y por tanto, la actividad de la enzima. Al llegar al valor límite: desnaturalización Actividades 19 y 20

29. 10. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS • Biomoléculas formadas por C, H, O, N, P • Tipos: ADN y ARN • Constituidas por NUCLEÓTIDOS (base nitrogenada + azúcar pentosa + ácido fosfórico) • Del ARN: RIBONUCLEÓTIDOS • Del ADN: DESOXIRRIBONUCLEÓTIDOS Azúcar pentosa

30. CITOSINA TIMINA URACILO ADENINA GUANINA DESOXIRRIBOSA RIBOSA Un nucleótido está formado por: Tipos de bases nitrogenadas: BASES PÚRICAS PIRIMIDINA BASE NITROGENADA GRUPO FOSFATO BASES PIRIMIDÍNICAS PURINA Tipos de pentosas AZÚCARES PENTOSA PENTOSA (MONOSACÁRIDO)

31. TIPOS DE ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN (ácido desoxirribonucleico) • Azúcar pentosa : desoxirribosa • Bases nitrogenadas: A, T, C, G ARN (ácido ribonucleico) • Azúcar pentosa : ribosa • Bases nitrogenadas: A, U, C, G

32. 2 nm Armazón fosfoglucídico 0,34 nm 3,4 nm Par de bases nitrogenadas • ESTRUCTURA DEL ADN • (modelo de Watson y Crick) • Es una doble hélice de 2 nm de diámetro • Las bases nitrogenadas se encuentran en el interior • Las parejas de bases se encuentran unidas a un armazón formado por las pentosas y los grupos fosfato • El enrollamiento es dextrógiro • Cada pareja de nucleótidos está situada a 0,34 nm de la siguiente y cada vuelta de doble hélice contiene 10 pares de nucleótidos • Las dos cadenas son antiparalelas y complementarias (A-T y C-G).

33. ESTRUCTURA DEL ADN

34. ESTRUCTURA DEL ADN Extremo 5’ Extremo 3’ Extremo 5’ Extremo 3’ SON ANTIPARALELAS

35. FUNCIÓN DEL ADN ADNes el almacén de la información genética y la molécula encargada de transmitir a la descendencia las instrucciones necesarias para construir todas las proteínas presentes en un ser vivo Las 3 funciones básicas del ADN pueden resumirse en: EXPRESAR TRANSMITIR ALMACENAR

36. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL ARN • FORMADO:ribonucleótidos cuyas bases nitrogenadas que lo forman son: ADENINA (A) - URACILO (U) - CITOSINA (C) - GUANINA (G) • Es MONOCATENARIO (excepto algunos virus) • FUNCIÓN:dirigir la síntesis de proteínas a partir de la información obtenida del ADN • TIPOS: • ARNm (mensajero): copia la información del ADN (núcleo) y la lleva a los ribosomas (citoplasma) • ARNr (ribosómico): forma parte de la estructura de ribosomas • ARNt (transferente): transporta aminoácidos a los ribosomas para que se construyan las proteínas

37. ADN • RELACIÓN ENTRE ADN / ARNm / ARNt: • TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN El ribosoma es el encargado de la traducción del ARNm y está formado por ARN ribosómico y proteínas ARN mensajero Ribosoma Proteína ARN de transferencia con aminoácido

38. RELACIÓN ENTRE ADN / ARNm / ARNt: • TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN

39. ACTIVIDAD 21: hacer las siguientes tablas-resumen