biologia capitulo 2
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CARACTERÍSTICAS Y COMPOSICIÓN QUÍMICA DE
LA MATERIA VIVIENTE.ELEMENTOS ORGANOGENOS
PRINCIPIOS INMEDIATOS INORGÁNICOS Y ÓRGANICOS
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Los elementos químicos que forman la materia viva se denominan BIOGÉNICOS o BIOELEMENTOS y constituyen el 99.3 % del total de átomos del cuerpo.
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La composición de la materia viva considera aproximadamente 25 de los 109 elementos descritos en la naturaleza.
C, H, O, N ( Elementos organógenos) Son los + abundantes.
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El nitrógeno es componente de los
aminoácidos y por lo tanto de las proteínas
que constituyen el citoplasma celular.
Las plantas con abundante nitrógeno en
su medio crecen normalmente, son
suculentas y de hojas verde oscuro
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El fósforo es constituyente del
ATP y de los nucleótidos, que son unidades del ADN y
del ARN
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BIOELEMENTOS SECUNDARIOS:
Na, K ,Ca , Mg, S y P .Están siempre presentes en los seres vivos, aunque en menor cantidad.
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El CALCIO forma parte de las paredes celulares en la forma de
pectato de calcio.
Actúa como cofactor enzimático y neutralizador de ácidos orgánicos en
la forma de oxalato de calcio
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Catión que participa en la conducción de impulsos
nerviosos.Aumenta la amplitud del latido
cardiaco al intervenir en la contracción muscular.
Es un elemento plástico puesto que constituye el tejido óseo y dentario y actúa como fermento en la coagulación
sanguínea y de la leche
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MAGNESIO
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Los elementos restantes se encuentran en concentraciones menores del 1% en peso
Son: Fe, Cu, Zn, Mn, Cr, Se. ( OLIGOELEMENTOS)
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La carencia del elemento ______________ se relaciona con la diabetes en adultos.
Rpta :CROMO
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Se encuentra en la pared celular de diatomeas, algas abundantes del fitoplancton del mar peruano.
RPTA: SILICIO
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PRINCIPIOS INMEDIATOS INÓRGANICOS Y ORGÁNICOS
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PRINCIPIOS INMEDIATOS INORGÁNICOS:
1) AGUA
2) OXIGENO
3) ANHÍDRIDO CARBÓNICO
4) SALES MINERALES
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AGUA
Es el compuesto que se encuentra en mayor proporción en la materia viviente con algunas excepciones como los huesos y los dientes.
En ciertos organismo como las medusas puede estar presente en mas del 90 %.
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FUNCIONES DEL AGUA
Ser SOLVENTE UNIVERSAL y medio de transporte de las sustancias.
Ser soporte en el que se producen la mayor parte de las reacciones bioquímicas, interviniendo directamente en muchas de ellas. Puede actuar como sustrato o como producto de muchas reacciones.
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Ser REGULADOR TÉRMICO ya que para modificar su temperatura un grado debe liberar o absorber muchas calorías , más que cualquier otro compuesto.
Amortigua los cambios de temperatura.
Mantiene húmedas las membranas para favorecer el intercambio gaseoso
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Por ser una molécula que actúa como DIPOLO , resultado de la distribución asimétrica de sus cargas , el agua tiende a adherirse electrostáticamente a grupos positivos y negativos de las proteínas y otros compuestos , por lo que se le puede encontrar en los organismos en forma de AGUA LIGADA O ESTRUCTURAL (5%) y AGUA LIBRE o METABÓLICA ( 95% )
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El papel primordial del agua en el metabolismo de los seres vivos se debe a sus propiedades físicas y químicas, derivadas de la estructura molecular.
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A temperatura ambiente es líquida, al contrario de lo que cabría esperar, ya que otras moléculas de parecido peso molecular (SO2, CO2, SO2, H2S, etc) son gases.
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Este comportamiento se debe a que los dos electrones de los dos hidrógenos están desplazados hacia el átomo de oxigeno,
por lo que en la molécula aparece un polo negativo, donde está el oxígeno, debido a la mayor densidad electrónica, y dos polos positivos, donde están los dos hidrógenos, debido a la menor densidad electrónica.
La molécula de agua son dipolos. 28
Entre los dipolos del agua se establecen fuerzas de atracción llamados puentes de hidrógeno, formandose grupos de 3-9 moléculas.
Con ello se consiguen pesos moleculares elevados y el agua se comporta como un líquido.
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Estas agrupaciones, le confieren al agua sus propiedades de fluido, en realidad, coexisten estos pequeños polímeros de agua con moléculas aisladas que rellenan los huecos.
Agua ( H2O)
Los enlaces por puentes de hidrógeno son, aproximadamente, 1/20 más débiles que los enlaces covalentes,
El hecho de que alrededor de cada molécula de agua se dispongan otras moléculas unidas por puentes de hidrógeno, permite que se forme en el seno del agua una estructura ordenada de tipo reticular, responsable en gran parte del comportamiento anómalo y de sus propiedades físicas y químicas.
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Naturaleza del AGUA: DIPOLARIDAD COHESIÓN MOLECULAR
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PROPIEDADES FÍSICAS DEL H2O
Elevada constante dieléctrica
Tensión superficial
Capilaridad
Elevado calor específico
densidad33
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AGUAS DURAS Son aquellas que contienen exceso de sales
de calcio y magnesio, por esta razón no disuelven el jabón.
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El agua cuando se encuentra en estado sólido cumple la función biológica de ser:
RPTA : TERMOAISLANTE
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Osmosis y presión osmótica
Se define ósmosis como una difusión pasiva, caracterizada por el paso del agua, disolvente, a través de la membrana semipermeable, desde la solución más diluida a la más concentrada.
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Presión osmótica Aquella que seria necesaria para detener el flujo de agua a
través de la membrana semipermeable.
Al considerar como semipermeable a la membrana plasmática, las células de los organismos pluricelulares deben permanecer en equilibrio osmótico con los líquidos tisulares que los bañan.
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Si los líquidos extracelulares aumentan su concentración de solutos, se haría hipertónica respecto a las células, como consecuencia se originan pérdida de agua y deshidratación (plasmólisis)
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De igual forma, si los líquidos extracelulares se diluyen, se hacen hipotónicos respecto a las células.
El agua tiende a pasar al protoplasma y las células se hinchan y se vuelven turgentes, pudiendo estallar (en el caso de células vegetales la pared de celulosa lo impediría), por un proceso de turgencia.
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En el caso de los eritrocitos sanguíneos la plasmólisis se denomina crenación y la turgencia el de hemólisis.
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SOLUCIÓN HIPERTÓNICA SOLUCIÓN HIPOTÓNICA
CELULA ANIMAL:CRENACIÓN
LISIS
CÉLULA VEGETAL:PLASMÓLISIS
TURGENCIA
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OXIGENO
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Dióxido de carbono
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Nitrógeno
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ÁCIDOS Y BASES
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AMORTIGUADORES BIOLÓGICOS A nivel intracelular:
TAMPÓN FOSFATO
TAMPÓN PROTEINATO
TAMPÓN HEMOGLOBINA
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A nivel EXTRACELULAR: Tampón BICARBONATO
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Acidosis METABÓLICA
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ACIDOSIS RESPIRATORIA
Se produce por cambios en la velocidad de la respiración.
Si el individuo no puede exhalar CO2 por los pulmones, este gas se comienza a acumular y ocasiona la producción de + ácido carbónico, el que se ioniza aumentando la concentración de hidrogeniones.
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La acidosis respiratoria puede producir infarto cardiaco , enfisema ( los alveolos pulmonares
se llenan de aire que no puede salir), Neumonía Asma
Las drogas neurodepresivas como diazepam disminuyen la velocidad de la respiración produciendo acidosis respiratoria.
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SALES MINERALES
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SALES MINERALES
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SALES MINERALES
DESEMPEÑAN ADEMAS OTRAS FUNCIONES COMO EN
LA CONTRACCION DE LOS MUSCULOS O EN LA TRANSMISION DE LOS ESTIMULOS NERVIOSOS Y
CONTRIBUYEN A MANTENER EL EQUILIBRIO OSMÓTICO ENTRE LA MATERIA VIVIENTE Y SU MEDIO.
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Los glúcidos o azúcares son importantes como moléculas energéticas.
Esto significa que aportan energía a los seres vivos, además de servir como
combustible celular, se pueden almacenar y constituirse como reserva energética,
en forma de cadenas ( polisacáridos)
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DISACÁRIDOS:
Son el producto de la unión de 2 monosacáridos.:
LACTOSA
SACAROSA ( Glucosa + fructosa)
MALTOSA64
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CELOBIOSA:Está compuesto por
residuos de glucosa y glucosa unidos mediante
enlace glucosídico β 1,4 .
Se encuentra presente como unidad
conformadora de la celulosa en la pared
celular
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DISACÁRIDOS REDUCTORES
MALTOSA
LACTOSA
CELOBIOSA
DISACÁRIDOS NO REDUCTORES
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Funciones de los LÍPIDOS
RESERVA DE ENERGIA, FAVORECIDOS POR SU MENOR MASA E INSOLUBILIDAD.
Aislantes, debido a que conducen el calor en forma muy lenta en animales endotérmicos como en los mamíferos.
Se almacena debajo de la piel formando una capa protectora que evita la perdida de calor por el cuerpo.
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ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS:
Palmitoleico Oleico Linoleico ( Omega 6)
Linolénico Araquidónico Nervónico
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LÍPIDOS SIMPLES
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LIPIDOS COMPLEJOS:( fosfolípidos, glucolípidos).
Contienen además de C, H, y O otros elementos como N, P, S o un carbohidrato.
Todos forman parte de membranas celulares. Pertenecen a este grupo los fosfogliceridos y los enfingolipidos.
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CARDIOLIPINAS:
Son los fosfolípidos + importantes de la membrana interna mitocondrial.
Están formadas por 2 moléculas de ácido fosfatídico ( ácido fosfórico,
glicerol y 2 ácidos grasos) unidas por una molécula de glicerol.
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CEFALINAS
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PLASMALÓGENOS
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FOSFATIDILSERINA
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ESTEROIDES
Su estructura molecular es completamente diferente.
Pertenecen a este grupo: Las hormonas sexuales ( testosterona y
progesterona) La vitamina D El colesterol Los ácidos biliares. Las sales biliares. 82
ESTEROIDES
Estas sustancias tienen función REGULADORA ESTRUCTURAL y METABÓLICA
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PROSTAGLANDINAS
Son lípidos derivados del ácido prostanoico y
del araquidónico.
El ácido prostanoico es ácido graso de 20 C que
posee un núcleo esteroides incluido en
su estructura.
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PGE
Es responsable de la luteólisis, además puede provocar la regresión de los cuerpos amarillos del ovario e inducir tanto al parto como al aborto.
Por ser potentes broncoconstrictores,
motivan la constricción de
bronquios y vasoconstrictores, al igual que la de los
capilares sanguíneos.
En la medicina se usa: Como anticonceptivosPara facilitar el parto
Para provocar abortosPara la cicatrización de úlceras gástricas 86
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PROTEÍNAS
Son moléculas constituidas químicamente por C,H,O,N y algunas adicionalmente otros elementos como P,S,Ca. Etc.
Sus unidades estructurales son los aminoácidos, moléculas que contienen un radical amino y un carboxilo lo que les confiere un carácter anfótero.
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Aminoácidos esenciales :
ARGININAHISTIDINA
ISOLEUCINALEUCINA
LISINAMETIONINA
FENILALANINATREONINA
TRIPTÓFANOVALINA
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La valina es un aminoácido esencial que promueve la recuperación muscular posterior a un esfuerzo físico. La valina juega un papel importante en el crecimiento de tejido nuevo.¿Dónde se encuentra?La valina, al igual que otros aminoácidos se encuentra en alimentos ricos en proteínas como carne roja, pollo, pescado, huevo, granos y nueces.¿En que condiciones la valina puede ayudar?La valina ayuda a las personas que realizan alto esfuerzo físico como los atletas.
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¿Existen efectos colaterales por consumir altas cantidades de valina?Para individuos normales, generalmente, no existe ningún riesgo. Sin embargo, las personas con enfermedades de hígado o riñón no deberán consumir altas cantidades de valina sin antes consultar a un doctor.
Referencias: 1. MacLean DA, Graham TE, Satlin B. Branched-chain amino acids augment ammonia metabolism while attenuating protein breakdown during exercise. Am J Physiol 1994;267:E1010–22. 2. Blomstrand E, Hassmen P, Ek S, et al. Influence of ingesting a solution of branched-chain amino acids on perceived exertion during exercise. Acta Physiol Scand 1997;159:41–49. 3. Zello GA, Wykes LF, Ball RO, et al. Recent advances in methods of assessing dietary amino acid requirements for adult humans. J
Nutr 1995;125:2907–15.
FENILALANINA
Aminoácido esencial necesario para el crecimiento y desarrollo normales de los niños y para el metabolismo normal de las proteínas durante toda la vida.
Existen grandes cantidades en la leche, los huevos etc
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Diccionario de Medicina, Mosby
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ESTRUTURA SECUNDARIA DE LAS PROTEÍNAS:
Es la disposición especial que adoptan los segmentos o la totalidad de una cadena polipeptídica proteica, consecuencia de la interacción de los aa y la acción de un grupo especial de proteínas denominadas CHAPERONES, los cuales, durante la formación de la cadena, van dirigiendo la forma que debe adoptar un segmento respecto de la cadena
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Tipos de estructura secundaria:
HéliceHoja plegadaRamdon coli
El enlace característico de la estructura secundaria es el PUENTE DE HIDRÓGENO
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PROTEINAS FIBROSAS
PROTEÍNAS GLOBULARES
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CARNITINA
Aminoácido presente en el músculo esquelético, el músculo cardiaco, el hígado y otros tejidos, que actúa como transportador de ácidos grasos a través de la membrana mitocondrial.
Se emplea en el tratamiento de afecciones cardíacas. 98
Diccionario de Medicina, Mosby
ÁCIDOS NUCLEICOS ÁCIDOS NUCLEICOS
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FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
ESTRUCTURAL
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MENSAJEROS QUÍMICOS
El AMPc es un nucleótido que se forma a partir de la hidrólisis del ATP, esta reacción es catalizada por la enzima adelinatociclasa.
El AMPc no solo integra la regulación de la glucogenólisis y gluconeogénesis, sino que también representa el COMPUESTO INTERMEDIARIO intracelular o SEGUNDO MENSAJERO por el cual actúan numerosas hormonas.
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ENERGÉTICA
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Enlace FOSFODIESTER
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El ADN eucariótico se caracteriza porque
Rpta ES SINTETIZADO POR LA ENZIMA ADN
POLIMERASA DEL EXTREMO 5‘ AL 3`
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CLASES DE ARN
ARNhn ( heterogéneo nuclear) Se elabora a partir de una cadena molde de ADN, en el interior
del núcleo.
Es el precursor del ARNm, ARNt y ARNr.
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ARNm
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ARNt Es un tipo de ARN cuya función es
transportar y adaptar aa durante la síntesis de proteínas.
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VITAMINA B6
FUENTES: En vegetales verdes y en alimentos producidos por
fermentación por levaduras y en el hígado.
ACTÚA EN LA FORMACIÓN DE NIACINA a partir del triptofano.
Déficit ANEMIA, Acompañada de alteraciones del sueño,
irritabilidad y posibles trastornos mentales.
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VITAMINA B12
Es producida por las bacterias intestinales. Interviene en el metabolismo de formación de
proteinas y ácidos nucleicos. Actua en la eritropoyesis. Su deficit provoca ANEMIA denominada
PERNICIOSA.
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