Anatomía y Fisiología Humanas de 1º de bachillerato
La
base biológica
Composición
de los seres vivos
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Todos los seres vivos
aunque son muy diversos tenemos una composición muy semejante
Es importante conocer
nuestros compuestos para entender nuestra nutrición y fisiología
Átomos o
elementos
Es sorprendente que la
composición en elementos de todos los seres vivos sea muy semejante
a pesar de su diversidad
Además es muy diferente de la del medio que nos rorea
Esto es debido a que utilizan
los elementos más útiles para constituir sus moléculas
Los elementos fundamentales
de todos los seres vivos son C N O H y en menor proporción
S y P
El resto de átomos son muy poco abundantes aunque fundamentales:
Na K Mg Ca Cl Fe Mn Co ...
Hay que saber que:
Estos átomos se
combinan en moléculas
Las moléclas
más complejas llevan enlaces entre carbonos : Moléculas
orgánicas
Las moléculas
son las responsables de las características de la materia;
estado físico, solubilidad, reactividad...
Compuestos
Lo mínimo
que hay que saber sobre la composición de los seres vivos:
Los elementos se combinan
dando lugar a compuestos químicos
Los átomos pueden
cambiar de compuesto químico mediante reacciones
químicas. pero no pueden transformarse en otros
en las condiciones de los seres vivos
El compuesto más
abundante en los seres vivos es el agua
Necesaria para multitud de procesos
En general cuanto más activo es un tejido u órgano más
agua tiene
Otros compuestos sencillos
en los seres vivos son las sales minerales
Se encuentarn disueltas en agua en forma de iones o precipitadas formando
minerales en esqueletos
El tipo de compuestos fundamentales
para la vida son los llamados Compuestos orgánicos
Basados en cadenas de carbonos
Muchos son polímeros de otros más sencillos. Permite
combinación para formar nuevas estreucturas
Reacciones
químicas celulares
Transportadores de membrana
Movimientos
Estructuras celulares
Defensa
.....
A
partr de los aminoácidos
Síntesis celular
Glúcidos
Monosacáridos
Polialcoholes
Obetención
de energía
Formación de polisacáridos
Del
medio
Síntesis celular
Polisacáridos
Polímeros
de monosacáridos
Reserva
de monosacáridos (Glucógeno)
Estructurales
A
partir de monosacáridos
Lípidos
Variada
pero insolubles en agua
Formar
las mambranas celulares
Reserva de energía
A
partir de sus componentes
Síntesis celular
Ácidos
nucleicos
Polímeros
de nucleótidos
Información
celular
A
partir de
nucleótidos
Síntesis celular
Agua
Características
Molécula pequeña
Polar
Siempre muy abundante en los seres vivos.(65 a 95% en peso) Más
en tejidos más activos
Propiedades
Alto punto de fusión
y ebullición para su pequeño tamaño
Mayoritariamente líquida en las condiciones terrestre
Disolvente de sustancias polares e iónicas. No disuelve sustancias
apolares.
Alto calor de vaporización
Alto calor específico. Difícil de calentar y enfriar
Importante tensión superficial
Funciones
Transporte: Intracelular
y extracelular. Sustancias disueltas o en suspensión
Disolvente
Reacciones químicas: : Hidrolisis
Lubricante : Disminuye el rozamiento
Estructural : Volumen y forma de células y tejidos
Termorregulados
Sales minerales
Características
Son compuestos con carga
eléctrica neta (aniones o cationes)
Pueden estar disuelto en agua o precipitados
Las principales sales
presentes en los seres vivos son:
- Na. K. Ca. Mg ...
- PO4. CO3. Cl .
Propiedades
Generalmente solubles,
pero en determinadas concentraciones pueden precipitar
Su paso por las membrab¡nas biológicas puede cargar
o descargar células u orgánulos
Sustancia apolar muy
insoluble. esencial para la respiración de todas las células
Dióxido
de Carbono . CO2
Sustancia polr. Soluble.
Residuo del la obtención de energía en la respiración
En agua forma ácido carbónico
Proteínas
Son polímeros
lineales de aminoácidos
Normalmente de 50 a 200 aminoácidos aunque las hay más
pequeñas (péptidos) y más grandes:
Si son pequeñas se denominan péptidos
Existen 20 aminoácidos
diferentes que son los mismos para todos los seres vivos
Por eso nos sirven las proteínas de otros seres vivos
para obtener nuestros aminoácidos
La secuencia (orden)
de aminoácidos determina las características de
las proteínas
Este orden determina
una estructura espacial característica que es la que
les proporciona sus propiedades
Forman moléculas
tremendamente variables en propiedades y funciones
Enzimas: Catalizan
reacciones químicas
Trasportadoras
de membrana : Salida y entrada de sustancias en las células
Movimientos
Trasportadores
en líquidos
Estructurales
en células y tejidos
Mensajeras
Regulación
genética
Receptoras de
estímulos
Toxinas y defensa
frente a infecciones
Coaguladoras
Cada célula
forma sus propias proteínas a partir de los
aminoácidos
Lo hacen en unos orgánulos llamados ribosomas
Los aminoácidos
se toman del exterior o algunos, si es necesario, se sintetizan
en las células
La falta de aminoácidos
causa graves trastornos a las células y al organismo
En humanos 10 de
los 20 aminoácidos los podemos sintetizar, el resto ha
de obtenerse en la dieta.
Una característica
importante de las proteínas es que muchas son capaces
de cambiar de configuración (forma) y, por tanto de función.
Ej
: Miosina cambia de forma con ión Ca y avanza sobre
otra proteína produciendo movimiento
Ej : Canales de membrana permanecen cerrados y se abren en
presencia de una hormona
Algunas
llevan únicamente aminoácidos, pero otras, para
cumplir su función, deben llevar otras moléculas
como iones o compuestos organicos.
Muchas
vitaminas y algunas sales minerales que tenemos en bajas proporciones,son
parte de este tipo de proteínas.
Los
20 aminoácidos
Glúcidos
Los Glúcidos
(también llamados carbohidratos o hidratos de carbono)
son monosacáridos o polímeros de monosacáridos.
Los monosacáridos
son un grupo concreto de compuestos orgánicos que tienen
entre 3 y 7 carbonos, cada uno de ellos con un grupo alcohol
excepto uno que lleva un grupo aldehido o cetona
Son mucho menos
variables que los aminoácidos.
El monosacárido
más importanete es la Glucosa. Tanbién
la Ribosa, Fructosa ...
Se pueden combinar
en cadens lineales o ramificadas dando lugar a
Oligosacáridos
. 2 a 10 restos : Fructosa . Lactosa Polisacáridos. Cadenas largas
de hasta miles de restos
Los polisacáridos
lineales suelen ser estructurales: Celulosa . Quitina
Los polisacáridos ramificadas suelen se de reserva
de monosacáridos: Almidón . Glucógeno
En humanos los glúcidos
tienen una función principalmente energética
Las células consumen preferentemente glucosa
para obtener energía
Se acumula en el organismo en forma de glucógeno
como reserva (hígado y músculo)
La glucosa se puede
obtener del exterior de monosacáridos, oligosacáridos
o polisacáridos de reserva
No podemos digerir
polisacáridos estructurales como la celulosa (fibra vegatal),
a pesar de ser el compuesto orgánico más abundante
en la biosfera.
También hay
polisacáridos estructurales en animales y humanos , especialmente
lubricantes (mucopolisacaridos) o para dar volumen (Ácido
hialurónico)
Alagunos
oligosacáridos se encuentran en las memnbranas como moléculas
de reconocimiento.
(Por ejemplo los antigenos ABO de los
grupos sanguíneos)
Lípidos
Son un conjunto de compuestos
orgánicos celulares que tienen en común la propiedad
de ser insolublesn agua.
Los lípidos son ricos en C e H lo que les hace moléculas
apolares y de ahí su insolubilidad.
Son bastante variados
Para este curso no interesan
distiguir las siguientes tipos de moléculas :
Ácidos
grasos
Cadenas hidrocarbonadas
lineales,generalmente entre 12 y 18 c con un extremo ácido
(grupo carboxilo)
Se distingue entre
ácidos grasos
- Saturados - Sin dobles enlaces C=C . Punto
de fusión más alto (Más sólidos)
- Insaturados - Con algun doble enlace .
C=C . Punto de fusión más alto (Más líquidos)
Forman lípidos complejos muy importantes: Triglicéridos
y fosfolópidos
Fuente concentrada de obtención de energía Rinden
el doble de energía por unidad demasa que los monosacáridos
Triglicéridos
(o triacilglicéridos)
Compuestos formados
por tres ácidos grasos y glicerina
Son muy frecuentes en seres vivos. Si son líquidos
a temperatura ambiente se denominan aceites
y si son sólidos grasas .o
mantecas.
En los aceites predominan los ácidos grasos insaturados
mientras que en las grasas predominan los saturados.
La principal función
de los triglicéridos es la reserva de ácidos
grasos (generalmente para energía)
Pueden tener otras funciones importantes:
- Aislante térmico .
- Aislante mecánico
- Dar forma al cuerpo
Fosfolípidos
Compuestos formados
por dos cadenas hidrófobas y una cabeza polar.
Las colas hidrófobas pueden ser ácidos grasos
o un ácido
graso y esfingosina.
Estas moléculas
en agua forman micelas cerradas con las colashidrófobas
al interior y las cabezas al exterior
Esta estructura es la base de las membranas celulares.
Colesterol
Molécula
de gran tamaño muy insoluble
Estabiliza membrana plasmática celular.
Forma otros esteroides
Otros esteroides
Son derivados del
colesterol
Actúan como
hormonas: Metabólocas y sexuales
Actúan como disolventes de grasas. Ácidos biliares
Los lípidos pueden
tomarse en la dieta
La mayoría los pueden sintetizar las células, únicamente
hay unos pocos ácidos grasos poliinsaturados que no podemos
sintetizar .
El consumo de algunos lípos
en exceso puede causar graves problemas de salud, especialmente grasas
saturadas y colesterol que se encuentran en alimnetos de orogen animal.
Ácidos nucleicos
Son polímeros
de nucleótidos. Cada uno de ellos posee una base nitrogenada,
un azúcar y una molécula de ácidos fosfórico
Muy variables en tamaño; de decenas de nucleótidos
a muchos millones
Relacionados con
la inforación genética
ADN
Doble cadena de
nucleótidos.
En ella se
encuentra la información genética (codificada
en la secuencia de bases)
Forma los
cromososmas, cada uno es una cadena de ADN unido a proteínas
Es una molécula
muy monótona
ARN
Transfiere
la información del ADN a las células, codificando
las proteínas
Hay varios tipos
de ARN con estructuras y funciones muy diversas:
- ARNm . Mensajero
. Trasmite información de ADN a proteínas
- ARNt . Transferente . transporta aminoácidos en la
síntesis de proteínas
- ARNr. Ribosómico . Forma los ribosomas
- Existen, además, otros tipos con funciones reguladoras
Los nucleótidos
aislados, especialmente el ATP son los responsables del traspaso
de energía en las células.
Otros compuestos
orgánicos
Existen muchos otros compuestos
celulares derivados de los anterores o completamente diferentes
Tienen funciones muy diversas
Muchos los sintetizan las
células pero los que no pueden sintetizar reciben el nombre
de vitaminas. Hacen falta en pequeñas cantidades y
sin ellas no podemos vivir.
Composición
química de algunos seres vivos
E. coli es una bacteria
muy estudiada de la que se conoce a la perfección su
composición química .
Destaca el contenido
en agua y la cantidad de proteínas expecialmente en el
número de moléculas diferentes
Composición
química de E. coli
Tipo
de compuesto
%
peso
Especies
Químicas
Agua
70
1
Iones
inorgánicos
1
12
Glúcidos
3
50
Lípidos
2
40
Prótidos
15
3.000
ADN
1
1
ARN
6
1.000
Metabolitos
2
500
En los seres humanos
la composición es semejante en porcentaje a la bacteria,
aunque bastante superior en número de especies moleculares
(aunque sorprendentemente poco comparando la complejidad y el
tamaño)
No se conoce con
tanta precisión el número de moléculas
diferentes, pero vuelven a predominar proteínas y ARN
Peso:
- Más lípidos
- Más iones inorgánicos que forman el esqueleto
Moléculas:
- Algunas propteínas más, unas 50.000 (más
de 1.000.000 si contamos anticuerpos)
- 46 ADN que forman los cromosomas
- Muchos más ARN reguladores.
Más
soble elementos químicos de los seres vivos -
Apuntes de 2º de bachillerato
