Tema 1:
COMPOSICIÓN DE LA
MATERIA VIVA

EL ÁTOMO DE CARBONO
 Posee 4 electrones en su capa más
externa, lo que le permite formar 4
enlaces covalentes muy estables.

LOS ENLACES DEL CARBONO
El Carbono es la base de la materia orgánica
El átomo de Carbono:
- se une por cuatro enlaces distribuidos
de forma tetraédrica con enlaces sencillos
- también puede formar enlaces dobles y triples
Metano
- puede unirse con otros átomos:
Carbono, Oxígeno, Nitrógeno, Hidrógeno…
- puede formar cadenas lineales y ramificadas
- puede combinarse con otros caracterizando
grupos funcionales
distintos tipos de moléculas
Estas características hacen que existan una
gran cantidad y variedad de moléculas carbonadas

LOS ENLACES DEL CARBONO
La mayoría de los compuestos químicos
presentes en los seres vivos contienen
esqueletos de carbono unidos por
enlaces covalentes. Estas moléculas se
denominan compuestos orgánicos
Dibujar dos cadenas:
una de 5 C y otra de 6 C
¿Cómo se llaman?
Metano (CH4) Butano (C4H10)
Etano (C2H6)

PRINCIPALES GRUPOS FUNCIONALES
DE LAS BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS
Hidroxilo - OH Alcoholes
Aldehídos
Carbonilo
Cetonas
Carboxilo
Ácidos orgánicos
Éster Ésteres
Amino Aminas

LA UNIDAD QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS
30 elementos en el ser humano
Bioelementos
 Primarios: (99 %) carbono,
hidrógeno, oxígeno, nitrógeno
CHON
 Secundarios: fósforo, azufre,
calcio, potasio, sodio,
magnesio, hierro y cloro
P S Ca K Na Mg Fe Cl
 Oligoelementos(<0,1 %):
silicio, cobre, yodo, zinc,
selenio, etc.

Composición atómica (%) de tres organismos
Elemento Humano Alfalfa Bacteria
C 19,37 11,34 12,14
H 09,41 08,72 09,94
O 62,83 77,90 73,68
N 05,14 00,83 03,04
P 00,63 00,71 00,60
S 00,64 00,10 00,32
Total 98,02 99,60 99,72

Bioelementos
Biomoléculas
Biomoléculas Inorgánicas Orgánicas
o - Moléculas simples - Moléculas complejas
- También en materia inerte - Sólo en seres vivos
Principios Inmediatos
Agua Glúcidos
Sales minerales Lípidos
Gases Proteínas
(O2 N2 , CO2)
Ác. nucleicos

EL AGUA
El agua comprende entre el
60% y 90% del peso en la
mayoría de organismos.
La molécula de agua: SU ESTRUCTURA
 Debido a la elevada electronegatividad
del oxígeno, los electrones
compartidos con el hidrógeno se
encuentran desplazados hacia el
oxígeno.
 La desigual distribución de cargas
produce polaridad en la molécula.

EL AGUA
ENLACES o PUENTES DE HIDRÓGENO
 La polaridad es la causa de la formación
de fuerzas de atracción electrostáticas
que generan puentes de hidrógeno entre
las moléculas de agua y otras moléculas
polares.
 Son enlaces débiles que se pueden
formar cuando un H, unido a un átomo
electronegativo como el O o el N, se
acerque a otro electronegativo de
cualquier molécula polar.

EL AGUA
Importancia biológica
Principal disolvente biológico.

Elevada capacidad térmica.

Alcanza su densidad máxima a los 4ºC.


LAS SALES MINERALES
Sales sólidas o precipitadas:
- Ca3(PO4)2 en los huesos o
- CaCO3 en los caparazones y conchas
Sales disueltas:
- aniones como CO32-, PO43-, Cl-, HCO3-
- cationes como K+, Na+, Mg2+, Ca2+.

LAS SALES MINERALES
Función estructural:
• Forman parte de tejidos y órganos
• Forman parte de estructuras sólidas
(huesos, dientes, caparazones…)
Función Reguladora de procesos fisiológicos:
•Transporte de agua
•Contracción músculos
•Regulación de pH
•Coagulación de la sangre

MINERALES FUENTES MAS ABUNDANTES FUNCIÓN
calcio Básico para la coagulación sanguínea y para la
formación de huesos y dientes, necesario para el
lácteos, verduras verdes, maíz.
sistema nervioso y la actividad eléctrica de los
tejidos
fósforo reserva básica de energía para las células
carne, lácteos, garbanzos, cereales
elemento clave de las reacciones celulares
potasio Esencial para el equilibrio de los líquidos
corporales y para numerosas reacciones
aguacate, plátano, acelgas, patatas, lentejas
celulares.
magnesio nueces, cereales y verduras verdes de hojas Necesario para las células e importante para la
grandes. actividad eléctrica muscular y nerviosa
yodo pescados y mariscos y sal yodada necesario para la glándula tiroides
hierro hígado, carne, cereales enriquecidos, huevos, Necesario para la formación de hemoglobina,
coles y acelgas. portadora de oxigeno el la sangre
Flúor Ayuda a prevenir las caries
agua fluorada, pescados y mariscos, carne
cobre básico para el metabolismo celular
pescados y mariscos, carne, trigo y nueces.
zinc necesario para tomar las enzimas celulares
Cromo
muchos alimentos lo contienen en cantidades
selenio
mínimas pero suficientes desempeña funciones secundarias en la
actividad química del organismo
Molibdeno
manganeso
Sodio Necesario para el equilibrio de los líquidos
casi todos los alimentos salvo las frutas.
corporales, los musculos y los nervios

LOS GLÚCIDOS, hidratos de carbono o azúcares
 Están formados por C, H y O.
 Su fórmula general es: CnH2nOn.

Clasificación de los carbohidratos
Monosacáridos
Son cadenas de 3 a 7 C
Son dulces
Son solubles en agua
En disolución acuosa se ciclan
Glucosa
(6 C)

Clasificación de los carbohidratos
Disacáridos
Sacarosa o Azúcar de caña
(azúcar moreno o blanco)
Unión de 2 monosacáridos
Son dulces
Son solubles en agua
Polisacáridos
Almidón
Unión de muchos monosacáridos
No son dulces
No son solubles en agua
-Almidón almacena glucosa en vegetales
-Glucógeno almacena glucosa en animales
-Celulosa forma parte de los tejidos vegetales

Funciones de los Carbohidratos

Aclaración: Monómeros y polímeros
Los polímeros son grandes
moléculas (macromoléculas)
formadas por la unión de
subunidades similares o
idénticas llamadas
monómeros.
En el caso de los glúcidos:
- los monosacáridos, son monómeros
- los polisacáridos son polímeros

LOS LÍPIDOS
 Están formados principalmente
por C, H y O.
 Son compuestos apolares o de
baja polaridad
 Son insolubles en agua pero
solubles en solventes
orgánicos

Los ácidos grasos
 Forman parte de la composición de muchos lípidos
 Son largas cadenas hidrocarbonadas (de 14 a 24 C) con un
grupo funcional carboxilo).
 Son saturados cuando no tienen dobles enlaces (=).
 Son insaturados cuando tienen uno o más dobles enlaces

Clasificación de los lípidos: Grasas

Clasificación de los lípidos: Ceras
Cera

Clasificación de los lípidos: Fosfolípidos

Clasificación de los lípidos: Esteroides

Funciones de los lípidos
Ej. Ácidos grasos
1.- Combustible energético
2.- Reserva energética
Ej. Triglicéridos o Grasas
Grasas animales o sebos
- Son sólidas
- Están debajo de la piel, formando el tejido adiposo
Grasas vegetales o aceites
- Son líquidas a temperatura ambiente

Funciones de los lípidos
3.- Protectora
Grasas animales
Protegen del frío
Protegen de golpes (manos y pies)
Protegen del agua: impermeable Ceras
(Plumas de aves, hojas plantas o nuestra piel)
4.- Estructural
Constituyen los tejidos Colesterol

Funciones de los lípidos
5.- Función reguladora
Regulan muchos de los procesos biológicos
Vitaminas A,D, E, K
Hormonas  Esteroides (hormonas sexuales)

LAS PROTEÍNAS
 Están formadas por átomos de
C, H, O, N y S.
 Son polímeros (moléculas de gran
tamaño) compuestos por subunidades
denominadas aminoácidos, que se
unen mediante enlaces peptídicos.

Aminoácidos: aa
 Son el “alfabeto” con el que se escriben las proteínas
 Existen 20 aminoácidos diferentes que forman las proteínas.
 Un aminoácido posee:
 grupo amino
 grupo carboxilo unidos a
 radical R característico

Enlaces peptídicos
 El enlace peptídico se forma al unirse el grupo amino de un
aminoácido con el grupo carboxilo del siguiente y liberarse
una molécula de agua.

Péptidos, polipéptidos y proteínas
¡RECUERDA!
un péptido es una cadena corta
de aminoácidos
un polipéptido puede contener
cientos de aminoácidos
una proteína está formada por
uno o varios polipéptidos.

Estructura de las proteínas
 Cada proteína se caracteriza por tener una estructura tridimensional
bien definida de la que depende su función.
 Esta forma está especificada por la particular secuencia de
aminoácidos.
Estructuras

Estructura de las proteínas
Ejemplo:
Estructura primaria
Gly:glicina
Val: Valina
Secuencia lineal de aa (aminoácidos) Ala: Alanina

Estructura de las proteínas
Estructura secundaria
Puentes de hidrógeno entre aa generando estructuras de:
 -helice
 -plegada

Estructura de las proteínas
Estructura terciaria
- Plegamiento de la estructura secundaria
- Ya son proteínas funcionales

Estructura de las proteínas
Estructura cuaternaria
- Unión de dos cadenas de estructura terciaria

Estructura de las proteínas
Los cambios extremos en el medio donde se encuentra la proteína
(aumento de la temperatura o cambios en el pH) provocan su
desnaturalización, la pérdida de su estructura tridimensional, de sus
propiedades y, por lo tanto, de su función.

Funciones de las proteínas
En un ser vivo hay miles de proteínas diferentes (componentes mayoritarios
después del agua) y cada una de ellas realiza una función específica.
 Estructural: Forman tejidos: Ej: colágeno y queratina.
 Transportadora de otras sustancias:
 hemoglobina (transporta O2 del pulmón a las células)
 proteínas plasmáticas
 Reguladora del funcionamiento del cuerpo:
 insulina (regula la cantidad de glucosa en sangre)
 hormona del crecimiento.
 Contráctil: actina y miosina.
 Defensa inmunitaria: anticuerpos.
 Enzimática: hidrolasas (regulan reacciones químicas)

Las proteínas enzimáticas
 Las enzimas son proteínas
que actúan como
biocatalizadores aumentando
la velocidad a la que
transcurren las reacciones
metabólicas.
 Son moléculas de aspecto
globular que poseen una zona
en su superficie denominada
centro activo, de
características diferentes para
cada enzima.
 Las enzimas se nombran añadiendo
el sufijo –asa al nombre de su
substrato.
 Por ejemplo: la sacarasa es la
enzima que rompe:
la sacarosa en glucosa y fructosa.

Modo de acción de las enzimas
Las características más importantes de las enzimas son:
especificidad y eficiencia

Ejemplo: Las hidrolasas
 Son un grupo de enzimas que catalizan la rotura
de enlaces covalentes mediante la
incorporación de moléculas de agua.
 Ejemplos:
Sacarasa: hidroliza la sacarosa en glucosa y fructosa.
Amilasa: hidroliza el almidón en maltosa.
Lipasas: hidrolizan las grasas.
Peptidasas o proteasas: hidrolizan las cadenas
polipeptídicas.

LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
 Están formados por C, H, O, N y P.
 Son polímeros cuyas subunidades se denominan nucleótidos.

Nucleótidos
 Son moléculas formadas
por: BASES PIRIMIDÍNICAS
 Un grupo fosfato.
 Una pentosa.
 Una base nitrogenada.
BASES PURÍNICAS

Ácidos nucleicos y polinucleótidos
Los ácidos nucleicos son polinucleótidos,
formados por la unión de nucleótidos
mediante enlaces covalentes de tipo
fosfodiéster entre sus grupos fosfato;
(3 C-O-P-O-C5 )
Cada polinucleótido se caracteriza por una
secuencia particular de bases nitrogenadas,
mientras que el eje básico de pentosa y fosfato
es constante.

Tipos de ácidos nucleicos
Ácido desoxirribonucleico (ADN):
Compuesto por:
- grupos fosfatos
- desoxirribosas
- guanina, adenina, timina, citosina
GATC
Ácido ribonucleico (ARN):
Compuesto por:
- grupos fosfato
- ribosas
- guanina, adenina, uracilo, citosina
GAUC

Estructura y función del ADN
El ADN forma parte de los
cromosomas en el núcleo celular,
aunque también se encuentra en
pequeñas cantidades en algunos
orgánulos celulares.
El ADN es el portador de la
información hereditaria:
Esta información está codificada.
- El ADN tiene capacidad para
duplicarse.
- La célula usa la información
contenida en el ADN para
sintetizar proteínas.

Estructura, tipos y función del ARN
El ARN se localiza tanto en el núcleo como en el citoplasma
celular. Suele estar formado por una sola cadena nucleotídica.
Tipos de ARN
Los tres funcionan en forma coordinada:
 ARN mensajero (ARNm).
 ARN ribosómico (ARNr).
 ARN de transferencia (ARNt).