ECOLOGIA

ECOSISTEMAS

Juan Videla A.
Prof.Biología-Lic.Enfermería
U.Arturo Prat- Escuela Salud AIEP-U.A.Bello

Introducción
La naturaleza está organizada de una manera compleja. Para poder realizar su estudio ,conviene dividirla en forma arbitraria en los NIVELES DE ORGANIZACIÓN .
En estos podemos identificar diversos componentes :
El nivel más simple son los átomos. La combinación de estos forman el siguiente nivel de organización : las moléculas. Un conjunto de moléculas se agrupan y dan origen a una unidad biológica : la célula.
Un conjunto de células , dan origen a un tejido. Varios tejidos , se combinan para formar una estructura funcional con propiedades características , llamadas órganos , estos órganos se agrupan formando los sistemas ,que encontramos en todos los seres vivos.

Los seres vivos , a su vez también se encuentran organizados . La base la constituyen las poblaciones biológicas , que son un conjunto de individuos de una misma especie . Cuando las poblaciones biológicas establecen interacciones, nos encontramos frente a una comunidad biológica.
Cuando a la comunidad biológica le sumamos los factores abióticos ( aquellos que no poseen vida , tales como tipo de suelo , cantidad de radiación solar, humedad , temperatura , viento , agua, etc) , nos encontramos frente a un ecosistema.

COMPONENTES DEL ECOSISTEMA
Todos los ecosistemas , están formados por factores bióticos (todos los seres vivos del ecosistema ) , y por los factores abióticos (aquello que no posee vida , por ejemplo temperatura , humedad, presión , salinidad, cantidad de oxígeno , agua , radiación solar , etc ).

FUNCIONES DE LOS ORGANISMOS EN LA COMUNIDAD
De acuerdo a la forma en la cual obtienen y utilizan su energía , los organismos pueden clasificarse en : productores, consumidores y descomponedores.
Los PRODUCTORES , son los que captan la energía luminosa y la usan para fabricar su materia orgánica , a partir de moléculas simples como agua y dióxido de carbono , son denominados AUTÓTROFOS ( autoalimentación) aquí se incluyen vegetales verdes y algunas bacterias.
Los CONSUMIDORES , o HETERÓTROFOS , son incapaces de producir su propia materia orgánica , por lo cual la obtienen al alimentarse de otros organismos. Todos los animales, todos los hongos y la mayor parte de las bacterias son heterótrofos.
Existen varios tipos de consumidores (heterótrofos ), los que se alimentan de organismos autótrofos , se denominan consumidores de primer orden
( llamados herbívoros ) , comen plantas y obtienen su energía desde las células vegetales .
Otros animales son los consumidores de segundo orden o carnívoros , comen animales ( que a su vez comen vegetales ) , también encontramos los consumidores de tercer orden , que es aquel que se alimenta de consumidores de segundo orden.
Dentro de los consumidores encontramos a los omnivoros , que son aquellos animales que se alimentan de productores ( material vegetal ) y de consumidores ( por ejemplo el hombre, cerdos , osos ).
Los DESCOMPONEDORES, son aquellos organismos que degradan la materia orgánica que se está descomponiendo . Estos, regresan al medio ambiente moléculas inorgánicas como agua , dióxido de carbono y sales minerales ; las cuales son reutilizadas por los productores.

CADENAS ALIMENTARIAS O TROFICAS
Estas muestran qué animales interactúan de manera trófica , pero tambien nos indica el flujo de energía .

EJEMPLO:
UNA CADENA ALIMENTICIA TERRESTRE:

- Productores: césped, arbustos y árboles.

- Consumidores primarios: saltamontes (comedores de plantas).

- Consumidores secundarios: pájaros (insectívoros).

- Consumidores Terciarios: serpientes (comedores de pájaros).

- Consumidores Cuaternarios: Búhos (comedores de serpientes).

- Finalmente, los factores bióticos y sus productos son reciclados (descompuestos) por los DESCOMPONEDORES (Bacterias, hongos, y algunos animales).

Para representar las relaciones tróficas , en ecología se utilizan otras representaciones llamadas pirámides ecológicas.

Se reconocen las siguientes tipos de pirámides ecológicas :
de número , de biomasa y de energía.

PIRÁMIDES DE NUMERO : estas muestran la cantidad de organismos que existen en cada nivel trófico en un ecosistema en particular. Dependiendo del área que ocupa en la pirámide, sabemos cual es la cantidad de organismos que tiene cada nivel.
En estas pirámides , los organismos ubicados en la base, son los mas abundantes y disminuyen en forma gradual al llegar al nivel siguiente.
PIRAMIDES DE BIOMASA: representan la “cantidad de masa viva” que existe en cada nivel trófico de una cadena . Indica la cantidad de energía que existe en cada nivel .
PIRAMIDE DE ENERGIA : esta expresa la cantidad de energía que posee cada nivel y por ende , la cantidad de energía que fluye de un nivel al otro. Esto se expresa en kilocalorías por metro cuadrado.

RELACIONES INTERESPECÍFICAS

Las relaciones interespecíficas son aquellas que acontecen entre miembros de diferentes especies.


Comensalismo: Es cuando un individuo obtiene un beneficio de otro individuo de otra especie sin causarle daño.

Por ejemplo, los balanos que se adhieren al cuerpo de las ballenas, las tortugas, etc. Los balanos adultos son sésiles, o sea que permanecen fijos a un sustrato no pudiendo desplazarse de un lugar a otro para buscar alimento. En este caso, los balanos obtienen el beneficio de transporte gratuito hacia zonas ricas en alimento (plancton) otorgado por las ballenas y otras especies marinas.

Mutualismo: Ocurre cuando un individuo de una especie obtiene un beneficio de otro individuo de diferente especie, y este a su vez obtiene un beneficio del primero. La relación mutualista no es obligada, lo cual la hace diferenciarse de la simbiosis. El concepto mutualismo deriva precisamente de la ayuda mutua que pueden brindarse dos individuos que pertenecen a diferentes especies.

El ejemplo clásico de mutualismo es el de los peces cirujano y los tiburones. Los peces cirujano se alimentan de los parásitos de la piel de los tiburones y otros peces. En este caso, el pez cirujano obtiene alimento y el tiburón se ve libre de los molestos parásitos.

Simbiosis: Se dice que dos organismos son simbiontes cuando ambos pertenecen a diferentes especies y se benefician mutuamente en una relación obligada. Si uno de los simbiontes perece, el otro también perecerá al perder el recurso del que se ve beneficiado.

El caso más conocido de simbiosis corresponde a los líquenes. Los líquenes surgen por la relación obligada entre un alga y un hongo. El caso es extremo porque los individuos no solo no pertenecen a la misma especie, sino que tampoco pertenecen al mismo reino. El hongo proporciona suficiente humedad al alga y ésta proporciona alimento al hongo. La relación ha devenido tan estrechamente en el curso de su evolución que una especie no puede subsistir sin la otra.

Competencia: Ocurre cuando dos miembros de diferentes especies pertenecientes a una comunidad tienen las mismas necesidades por uno o más factores del entorno. Los individuos de la especie que posee ventajas para obtener ese factor del medio ambiente será la que prevalezca. La lucha no es física, sino selectiva. Pueden ocurrir encuentros casuales entre dos individuos de una y otra población, pero no es una regla general.

El mejor ejemplo sobre competencia interespecífica es la de dos especies carnívoras que merodean en la misma área y se alimentan de las mismas especies; por ejemplo, los leones y los chitas. Los leones toman ventaja sobre otras especies carnívoras por su tendencia a la cooperación entre los miembros de la población y por su comportamiento social.

Depredación: Es cuando un individuo perteneciente a una especie mata apresuradamente a otra para alimentarse de ella.

El individuo que mata o caza a otros para comérselos se llama predador o depredador. El individuo que es cazado se llama presa.

Ejemplos de depredadores y presas son: el león (depredador) y el ñú (presa), la gallina (depredador) y una lombriz de tierra (presa), la campamocha (depredador) y una mariposa (presa), la araña (depredador) y una mosca (presa), etc.

Parasitismo: Ocurre cuando una especie obtiene un beneficio de otra provocándole un daño paulatino que no provoca la muerte inmediata a la víctima.

La especie que obtiene un beneficio causando daño paulatino se llama huésped o parásito; mientras que la especie que es dañada se llama anfitrión u hospedero. Cuando la especie que actúa como parásito requiere de una especie intermedia entre ella y el anfitrión final, la especie intermedia se llama reservorio o recipiente.

Ejemplos de organismos parásitos: Amebas, lombriz del cerdo, solitaria, piojos, pulgas, garrapatas, ácaros, larvas de avispas, etc.

PROTEINAS

PROTEINAS (Guía resumen )
Juan Videla A.
Prof.Biología –Enfermero

Son constituyentes químicos fundamentales e imprescindibles en la materia viva porque:

a)son los "instrumentos moleculares" mediante los cuales se expresa la información genética; es decir, las proteinas ejecutan las órdenes dictadas por los ácidos nucléicos
.b)son sustancias "plásticas" para los seres vivos, es decir, materiales de construcción y reparación de sus propias estructuras celulares. Sólo excepcionalmente sirven como fuente de energía.
c)muchas tienen "actividad biológica" (transporte, regulación, defensa, reserva, etc...). Esta característica diferencia a las proteinas de otros principios inmediatos como glúcidos y lípidos que se encuentran en las células como simples sustancias inertes.

Composición Química y Clasificación

Las proteinas son biopolímeros (macromoléculas orgánicas), de elevado peso molecular, constituidas basicamente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y fósforo (P) y, en menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg), yodo (Y), etc...
Estos elementos químicos se agrupan para formar unidades estructurales (monómeros) llamados AMINOACIDOS, a los cuales podriamos considerar como los "ladrillos de los edificios moleculares protéicos". Estos edificios macromoleculares se construyen y desmoronan con gran facilidad dentro de las células, y a ello debe precisamente la materia viva su capacidad de crecimiento, reparación y regulación.

Las proteinas son, en resumen, biopolímeros de aminoácidos y su presencia en los seres vivos es indispensable para el desarrollo de los múltiples procesos vitales.
Se clasifican, de forma general, en Holoproteinas y Heteroproteinas según esten formadas respectivamente sólo por aminoácidos o bien por aminoácidos más otras moléculas o elementos adicionales no aminoacídicos

Los aminoácidos.

Son las unidades básicas que forman las proteinas. Su denominación responde a la composición química general que presentan, en la que un grupo amino (-NH2) y otro carboxilo o ácido (-COOH) se unen a un carbono (-C-). Las otras dos valencias de ese carbono quedan saturadas con un átomo de hidrógeno (-H) y con un grupo químico variable al que se denomina radical (-R).


ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS

A primera vista podría pensarse en las proteínas como polímeros lineales de AA unidos entre sí por medio de enlaces peptídicos. Sin embargo, la secuencia lineal de AA puede adoptar múltiples conformaciones en el espacio. La estructura primaria viene determinada por la secuencia de AA en la cadena proteica, es decir, el número de AA presentes y el orden en que están enlazados. La conformación espacial de una proteína se analiza en términos de estructura secundaria y estructura terciaria. La asociación de varias cadenas polipeptídicas origina un nivel superior de organización, la llamada estructura cuaternaria. Por último, la asociación de proteínas con otros tipos de biomoléculas para formar asociaciones supramoleculares con carácter permanente da lugar a la estructura quinaria.
Por tanto, podemos distinguir cinco niveles de estructuración en las proteínas:
•estructura primaria
•estructura secundaria
•estructura terciaria
•estructura cuaternaria
•estructura quinaria (asociaciones supramoleculares)

Los enlaces que determinan la estructura primaria son covalentes (enlace amida o enlace peptídico), mientras que la mayoría de los enlaces que determinan la conformación (estructuras secundaria y terciaria) y la asociación (estructura cuaternaria y quinaria) son de tipo no covalente

La estructura primaria viene determinada por la secuencia de AA en la cadena proteica, es decir, el número de AA presentes y el orden en que están enlazados . Las posibilidades de estructuración a nivel primario son prácticamente ilimitadas. Como en casi todas las proteínas existen 20 AA diferentes, el número de estructuras posibles viene dado por las variaciones con repetición de 20 elementos tomados de n en n, siendo n el número de AA que componen la molécula proteica.

La estructura secundaria es el plegamiento que la cadena polipeptídica adopta gracias a la formación de puentes de hidrógeno entre los átomos que forman el enlace peptídico. Los puentes de hidrógeno se establecen entre los grupos -CO- y -NH- del enlace peptídico (el primero como aceptor de H, y el segundo como donador de H). De esta forma, la cadena polipeptídica es capaz de adoptar conformaciones de menor energía libre, y por tanto, más estables.

La estructura secundaria de una proteína es la que adopta espacialmente. Existen ciertas estructuras repetitivas encontradas en las proteínas que permiten clasificarlas en dos tipos: hélice alfa y lámina beta.
Una hélice alfa es una apretada hélice formada por una cadena polipeptídica. La cadena polipetídica principal forma la estructura central, y las cadenas laterales se extienden por fuera de la hélice. El grupo carboxílo (CO) de un aminoácido n se une por puente hidrógeno al grupo amino (NH) de otro aminoácido que está tres residuos mas allá ( n + 4 ). De esta manera cada grupo CO y NH de la estructura central (columna vertebral o "backbone") se encuentra unido por puente hidrógeno.
Existen tres modelos de alfa hélice. El primero muestra solo al carbono alfa de cada aminoácido. El segundo muestra todos los átomos que forman la columna vertebral del polipéptido .
El tercero y mas completo modelo, muestra todos los puentes hidrógeno que mantienen la alfa-hélice. Las hélices generalmente están formadas por aminoácidos hidrófobos, en razón que son, generalmente, la máxima atracción posible entre dichos aminoácidos. Las hélices se observan, en variada extensión, prácticamente en todas las proteínas

La estructura terciaria:
es la estructura plegada y completa en tres dimensiones de la cadena polipeptídica. A diferencia de la estructura secundaria, la estructura terciaria de la mayor parte de las proteínas es específica de cada molécula, además, determina su función.
EL plegamiento terciario no es inmediato, primero se agrupan conjuntos de estructuras denominadas dominios que luego se articulan para formar la estructura terciaria definitiva. Este plegamiento está facilitado por uniones denominadas puentes disulfuro, -S-S- que se establecen entre los átomos de azufre del aminoácido cisteína.

Estructura cuaternaria :
Solo está presente si hay mas de una cadena polipeptídica. Con varias cadenas polipeptídicas, la estructura cuaternaria representa su interconexión y organización.






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IMAGENES PROTEINAS

ENZIMAS

ENZIMAS (Guía resumen )
Juan Videla A.
Prof.Biología –Enfermero
Enzimas
La actividad vital no es más que el desarrollo de una serie de reacciones químicas entre un conjunto de moléculas. Si un químico en un laboratorio realiza estas reacciones lo normal es que el rendimiento (cuantificado como la cantidad de producto deseado frente a la cantidad total del producto) sea muy bajo, mientras que esta misma reacción en un sistema biológico tiene un rendimiento del 99% y se realiza a una mayor velocidad. Esto se debe a la existencia de catalizadores , la mayoría de los catalizadores biológicos que se conocen son ENZIMAS.

LAS ENZIMAS SON PROTEÍNAS ALTAMENTE ESPECIALIZADAS QUE TIENEN COMO FUNCIÓN LA CATÁLISIS O REGULACIÓN DE LA VELOCIDAD DE LAS REACCIONES QUÍMICAS QUE SE LLEVAN A CABO EN LOS SERES VIVOS.

Casi todas las reacciones químicas de las células son catalizadas por enzimas, con la particularidad de que cada enzima solo cataliza una reacción, por lo que existirían tantas enzimas como reacciones, y no se consumen en el proceso. Los catalizadores no biológicos son inespecíficos.
En una reacción catalizada por enzima (E), los reactivos se denomina sustratos (S) , es decir la sustancia sobre la que actúa la enzima. El sustrato es modificado químicamente y se convierte en uno o más productos (P). Como esta reacción es reversible se expresa de la siguiente manera:
La enzima libre se encuentra en la misma forma química al comienzo y al final de la reacción.

ESPECIFICIDAD

Las moléculas del sustrato se unen a un sitio particular en la superficie de la enzima, denominado sitio activo, donde tiene lugar la catálisis. La estructura tridimensional de este sitio activo, donde solo puede entrar un determinado sustrato (ni siquiera sus isómeros) es lo que determina la especificidad de las enzimas. El acoplamiento es tal que E. Fisher (1894) enunció: "el sustrato se adapta al centro activo o catalítico de una enzima como una llave a una cerradura".


CLASES DE ENZIMAS

El nombre de las enzimas es el del sustrato + el sufijo: -asa. Los nombres de las enzimas revelan la especificidad de su función:
Oxido-reductasas: catalizan reacciones de oxido-reducción, las que implican la ganancia (o reducción) o pérdida de electrones (u oxidación). Las más importantes son las deshidrogenasas y las oxidasas.
Transferasas: transfieren grupos funcionales de una molécula a otra. Ej.: quinasas; transfieren fosfatos del ATP a otra molécula.
Hidrolasas: rompen varios tipos de enlaces introduciendo radicales -H y –OH
Liasas: adicionan grupos funcionales a los dobles enlaces.
Isomerasas: convierten los sustratos isómeros unos en otros.
Ligasas o Sintasas: forman diversos tipos de enlaces aprovechando la energía de la ruptura del ATP. Ej: polimerasas

MECANISMO DE ACCION ENZIMATICO

Una enzima, por sí misma, no puede llevar a cabo una reacción, su función es modificar la velocidad de la reacción, entendiéndose como tal la cantidad de producto formado por unidad de tiempo. Tal variación se debe a la disminución de la energía de activación Ea; en una reacción química, la Ea es la energía necesaria para convertir los reactivos en formas moleculares inestables denominadas especies en estado de transición, que poseen mayor energía libre que los reactivos y los productos.

Prácticamente todas las reacciones químicas que tienen lugar en los seres vivos están catalizadas por enzimas. Los enzimas son catalizadores específicos: cada enzima cataliza un solo tipo de reacción, y casi siempre actúa sobre un único sustrato o sobre un grupo muy reducido de ellos. En una reacción catalizada por un enzima:
La sustancia sobre la que actúa el enzima se llama sustrato.
El sustrato se une a una región concreta del enzima, llamada centro activo. El centro activo comprende (1) un sitio de unión formado por los aminoácidos que están en contacto directo con el sustrato y (2) un sitio catalítico, formado por los aminoácidos directamente implicados en el mecanismo de la reacción
Una vez formados los productos el enzima puede comenzar un nuevo ciclo de reacción
Las propiedades de los enzimas derivan del hecho de ser proteínas y de actuar como catalizadores. Como proteínas, poseen una conformación natural más estable que las demás conformaciones posibles. Así, cambios en la conformación suelen ir asociados en cambios en la actividad catalítica. Los factores que influyen de manera más directa sobre la actividad de un enzima son:

pH
temperatura
cofactores
A) ph :
Los enzimas poseen grupos químicos ionizables (carboxilos -COOH; amino -NH2; tiol -SH; imidazol, etc.) en las cadenas laterales de sus aminoácidos. Según el pH del medio, estos grupos pueden tener carga eléctrica positiva, negativa o neutra. Como la conformación de las proteínas depende, en parte, de sus cargas eléctricas, habrá un pH en el cual la conformación será la más adecuada para la actividad catalítica. Este es el llamado pH óptimo.
B) TEMPERATURA
En general, los aumentos de temperatura aceleran las reacciones químicas: por cada 10ºC de incremento, la velocidad de reacción se duplica. Las reacciones catalizadas por enzimas siguen esta ley general. Sin embargo, al ser proteínas, a partir de cierta temperatura, se empiezan a desnaturalizar por el calor. La temperatura a la cual la actividad catalítica es máxima se llama temperatura óptima. Por encima de esta temperatura, el aumento de velocidad de la reacción debido a la temperatura es contrarrestado por la pérdida de actividad catalítica debida a la desnaturalización térmica, y la actividad enzimática decrece rápidamente hasta anularse.

C) COFACTORES :
A veces, un enzima requiere para su función la presencia de sustancias no proteicas que colaboran en la catálisis: los cofactores. Los cofactores pueden ser iones inorgánicos como el Fe++, Mg++, Mn++, Zn++ etc. Casi un tercio de los enzimas conocidos requieren cofactores. Cuando el cofactor es una molécula orgánica se llama coenzima. Muchos de estos coenzimas se sintetizan a partir de vitaminas. Cuando los cofactores y las coenzimas se encuentran unidos covalentemente al enzima se llaman grupos prostéticos. La forma catalíticamente activa del enzima, es decir, el enzima unida a su grupo prostético, se llama holoenzima.

ENZIMAS

LIPIDOS

Juan Videla A.
Prof.Biología_Enfermero
LIPIDOS
Denominamos lípidos a un conjunto muy heterogéneo de biomoléculas cuya característica distintiva aunque no exclusiva ni general es la insolubilidad en agua, siendo por el contrario, solubles en disolventes orgánicos (benceno, cloroformo, éter, hexano, etc.). Están constituidas básicamente por tres elementos: carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O); en menor grado aparecen también en ellos nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S).
Es un grupo general de sustancias orgánicas insolubles en solventes polares como el agua, pero que si se disuelven en solventes orgánicos no polares como el cloroformo, éter o benceno.. Están constituidas básicamente por tres elementos: carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O); en menor grado aparecen también en ellos nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S). Son constituyentes importantes de la alimentación (aceites, manteca, yema de huevo), representan una importante fuente de energía y de almacenamiento además de funcionar como aislantes térmicos, componentes estructurales de membranas biológicas y precursores de hormonas (sexuales, corticales), ácidos biliares, vitaminas

Los lípidos pueden encontrarse unidos covalentemente con otras biomoléculas como en el caso de los glicolípidos (presentes en las membranas biológicas). También son numerosas las asociaciones no covalentes de los lípidos con otras biomoléculas, como en el caso de las lipoproteínas y de las estructuras de membrana.
Una característica básica de los lípidos, y de la que derivan sus principales propiedades biológicas es la hidrofobicidad. La baja solubilidad de los lipídos se debe a que su estructura química es fundamentalmente hidrocarbonada (alifática, alicíclica o aromática), con gran cantidad de enlaces C-H y C-C (Figura de la izquierda). La naturaleza de estos enlaces es 100% covalente y su momento dipolar es mínimo. El agua, al ser una molécula muy polar, con gran facilidad para formar puentes de hidrógeno, no es capaz de interaccionar con estas moléculas. En presencia de moléculas lipídicas, el agua adopta en torno a ellas una estructura muy ordenada que maximiza las interacciones entre las propias moléculas de agua, forzando a la molécula hidrofóbica al interior de una estructura en forma de jaula, que también reduce la movilidad del lípido. Todo ello supone una configuración de baja entropía, que resulta energéticamente desfavorable.

TIPOS DE LIPIDOS


Ácidos grasos (alifáticos)
Son los lípidos más simples que no suelen estar libres dentro de la célula sino ensamblados en moléculas más complejas. Tienen un sabor agrio, colorean de rojo el tornasol (tinte rosa que se obtiene de determinados líquenes) y reaccionan con ciertos metales desprendiendo hidrógeno. Pueden ser saturados (ácidos que poseen ligadura simple entre cada par de carbonos involucrados) o no saturados (poseen doble ligadura en uno o más pares de carbonos). Las propiedades químicas específicas de las moléculas, especialmente las orgánicas, obedecen en particular al grupo funcional, (– COOH) el carboxilo que está unidos a la cadena de carbonos. Los ácidos orgánicos que poseen un solo grupo funcional se los llama ácidos monocarboxilados.
Glicéridos:
El glicerol es un alcohol de tres carbonos que en cada uno de ellos posee un grupo oxidrilo (OH). Cada OH se combina con el hidrógeno del grupo carboxilo de un ácido graso, de esta manera el ácido graso se "ensambla" con el glicerol desprendiéndose agua. De la unión del glicerol con un ácido graso se forma un monoglicérido, con dos ácidos grasos tenemos un diglicérido, y con tres ácidos grasos tenemos un triglicérido. Como existen setenta ácidos grasos distintos que pueden combinarse los que pueden ser o no saturados tenemos una variedad muy grande de triglicéridos. Entre los triglicéridos más conocidos tenemos a las grasas y aceites.
Grasas y aceites: Se diferencian uno del otro por que a temperatura ambiente los aceites son líquidos oleosos, esta característica está dada por que son triglicéridos no saturados, mientras que las grasas presentan ácidos grasos saturados. Ambos sirven de depósito de reserva de energía para células animales (grasas) y en vegetales (aceites). Estos compuestos son altamente energéticos, aproximadamente 9,3 kilocalorías por gramo. Cuando un organismo recibe energía asimilable en exceso, este puede almacenarla en forma de grasa, que podrá ser reutilizada posteriormente en la producción de energía, cuando el organismo lo necesite. En general, la grasa es almacenada en los adipocitos (células que forman el tejido adiposo) donde puede movilizarse para obtener energía cuando el ingreso calórico es menor que el gasto de calorías. Esta capa es utilizada en determinados animales como aislante térmico, como por ejemplo en mamíferos marinos.
Fosfolípidos: estos lípidos cumplen funciones estructurales. Consisten en un diglicérido combinado con un ión fosfato en el tercer carbono del glicerol. El ión posee carga negativa, lo que produce un área hidrofílica (al contrario de los ácidos grasos que son hidrofóbicos). Esta característica, de acuerdo al modelo actual, es la base estructural de la membrana celular (plasmática).
Esteroides: es un grupo extenso de lípidos naturales o sintéticos con una diversidad de actividad fisiológica muy amplia. No se parecen a ningún otro lípido, se los ubica en esta clase por ser insolubles al agua. Todos los esteroides poseen cuatro anillos de carbono unido entre ellos, los que pueden presentar oxhidrilos o radicales. El colesterol existe en las membranas celulares (excepto las bacterianas), un 25 % (peso en seco) de las membranas de los glóbulos rojos, y es un componente esencial de la vaina de mielina (cobertura de los axones de las neuronas). En cierta gente de edad avanzada forma depósitos grasos en el revestimiento interno de los vasos sanguíneos. Este depósitos pueden bloquear y reducir la elasticidad de los vasos, predisponiendo a la persona a sufrir: presión alta, ataques cardíacos, apoplejía. Las hormonas sexuales y las de la corteza renal también son esteroides que se forman a partir del colesterol de los ovarios, testículos y otras glándulas. Las prostaglandinas son un grupo de sustancias químicas que poseen acciones hormonales y derivan de los ácidos grasos.

DNA

Juan Videla A.

Prof.Biología _Enfermero

LA ESTRUCTURA DEL DNA
En los años 20, el bioquímico Phoebus Levene (Foto de la izquierda) determinó que el DNA estaba formado por 4 tipos distintos de nucleótidos. Cada nucleótido estaba formado por desoxirribosa, fosfato y una base nitrogenada (A, C, T o G). En 1949, el bioquímico Erwin Chargaff analizó el contenido molar de las bases de DNA procedente de diversos organismos y descubrió que en todos los casos [A]=[T] y que [G]=[C], o lo que es lo mismo, [A+G]=[T+C] ([purinas]=[pirimidinas]).

A primeros de los años 50 Maurice Wilkins y Rosalind Franklin realizaron los primeros estudios físicos con el DNA mediante la técnica de difracción de rayos X y observaron que (1) la molécula de DNA es una cadena extendida con una estructura altamente ordenada (2) la molécula de DNA es helicoidal y tiene 20 Å de diámetro (3) la hélice del DNA está compuesta por dos hebras helicoidales y (4) las bases de los nucleótidos están apiladas con los planos separados por una distancia de 3,4 Å
En 1953, James Watson y Francis Crick combinaron los datos químicos y físicos del DNA, y propusieron un modelo estructural del DNA que publicaron en la revista Nature.

En este modelo estructural del DNA :
las dos hebras están enrolladas una alrededor de la otra formando una doble hebra helicoidal :
las dos cadenas de polinucleótidos se mantienen equidistantes, al tiempo que se enrollan en torno a un eje imaginario.
El esqueleto azúcar-fosfato (formado por una secuencia alternante de desoxirribosa y fosfato, unidos por enlaces fosfodiéster 5'-3') sigue una trayectoria helicoidal en la parte exterior de la molécula.
Las bases se dirigen desde cada cadena al eje central imaginario. Las bases de una hebra están enfrentadas con las de la otra, formando los llamados pares de bases (PB). Las bases interaccionan entre sí mediante puentes de hidrógeno. Las dos bases que forman un PB están en el mismo plano y dicho plano es perpendicular al eje de la hélice.
Los pares de bases están formados siempre por una purina y una pirimidina, de forma que ambas cadenas están siempre equidistantes, a unos 11 Å una de la otra. Los PB adoptan una disposición helicoidal en el núcleo central de la molécula, ya que presentan una rotación de 36º con respecto al par adyacente, de forma que hay 10 PB por cada vuelta de la hélice. La A se empareja siempre con la T mediante dos puentes de hidrógeno, mientras que la C se empareja siempre con la G por medio de 3 puentes de hidrógeno.
El apareamiento de bases es una de las características más importantes de la estructura del DNA porque significa que las secuencias de bases de ambas hebras son complementarias . Este hecho tiene implicaciones muy profundas con respecto al mecanismo de replicación del DNA, porque de esta forma la réplica de cada una de las hebras obtiene la secuencia de bases de la hebra complementaria.
La relación A=T y C=G siempre se cumple, pero no hay regla que rija las concentraciones totales de G+C y de A+T. Existe una enorme variación en esta relación para los diferentes tipos de bacterias. Normalmente la composición de bases de una molécula de DNA de un organismo se expresa como su contenido en G+C.

Estructura del DNA

CARBOHIDRATOS

Juan Videla A
Prof. Biología-Enfermero

Hidratos de carbono o carbohidratos

Forman un grupo de compuestos que contienen carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O). Son los compuestos orgánicos más abundantes en la naturaleza. Las plantas verdes y las bacterias fotosintetizadoras los producen en el proceso conocido como fotosíntesis, durante el cual absorben el dióxido de carbono del aire y, por acción de la energía solar, producen glucosa y otros compuestos químicos necesarios para que los organismos sobrevivan y crezcan. De los glúcidos más sencillos, monosacáridos, el más importante es la glucosa .
Dos monosacáridos unidos producen un "disacárido", cuyo ejemplo más importante encontramos en la sacarosa, la lactosa y la maltosa. Los polisacáridos son enormes moléculas formadas por uno o varios tipos de unidades de monosacáridos.
En los organismos vivos los hidratos de carbono tienen funciones estructurales y de almacenamiento de energía. En la función estructural tenemos como ejemplo: la celulosa que es el principal glúcido estructural en las plantas, hasta un 40% en las paredes celulares, mientras que en los animales invertebrados el polisacárido quitina es un componente básico del exoesqueleto de los artrópodos y en los cordados las capas celulares de los tejidos conectivos contienen hidratos de carbono. Entre los glúcidos de almacenamiento de energía las plantas usan al almidóny los animales al glucógeno; (cuando se necesita la energía, las enzimas los descomponen en glucosa).
Los principales puntos a recordar y comprender respecto a los azúcares son:
A) Son importantes metabólicamente.
B) Son la mayor fuente de energía almacenada de los seres vivos.
C) Sus anillos de carbono contienen grandes cantidades de energía. Por ejemplo, la glucosa completamente metabolizada

Según el número de moléculas que tengan los glúcidos se los puede dividir en cuatro grandes grupos:
- Monosacáridos que se subdividen Pentosas y Hexosas
Las Pentosas
Xilosa
Se encuentra como componente en la madera
Ribosa
Es un constituyente de los ácidos nucleicos
Arabinosa
Forma parte de las gomas, mucilagos y pectinas (de este grupo, estas son las únicas que normalmente ingerimos dentro de mermeladas y dulces)

Las Hexosas
(son 24 pero, solamente 4 tienen importancia biológica)

D-glucosa
aparece en los frutos maduros, sangre y tejidos animales. Esta constituye el azúcar del organismo, es muy soluble en agua, y es el carbohidrato que transporta la sangre y el que principalmente utilizan los tejidos.

D-manosa
Siempre aparece combinado en la naturaleza. Nunca libre por tanto preferimos no enunciar ningún componente.

D-galactosa
Aparece en lípidos complejos. El hígado puede convertirla en glucosa y después en energía.

D-fructosa
Se lo denomina azúcar de frutas. Aparece libre en la miel y en los jugos de frutas. Tiene un sabor muy dulce.
- Disacáridos se subdividen en maltosa, lactosa y sacarosa

Maltosa:
Aparece en la malta o cebada germinada y es muy soluble en agua.

Lactosa:
Es el azúcar de la leche y es poco soluble en agua.

Sacarosa:
Es el azúcar de mesa. Se obtiene de la caña de azúcar y de la remolacha, y como todos saben, es muy soluble en agua.
- Oligosacáridos:

Trisacáridos:
La rafignosa se encuentra en las legumbres.

Tetrasacáridos:
La esteaquiosa, el más estudiado, se encuentra en las semillas de soja.
- Polisacáridos:

Almidón:
Este se encuentra en los vegetales en forma de granos, ya que son la reserva nutritiva de ellos. Aparecen en la papa, arroz, maíz, y demás cereales.

Glucógeno:
Se encuentra en los tejidos animales, donde desempeña la función de reserva nutritiva. Aparece en el hígado y en los músculos.

Celulosa:
Cumple funciones estructurales en los vegetales.

Inulina:
Aparece en los tubérculos de dalia, en alcauciles, ajos y cebollas.

Liquenina:
Aparece en los musgos y líquenes.

Mucopolisacáridos:
Cumplen función de sostén, nutrición y comunicación intercelular.
Inicialmente solamente se les dio un papel estructural y energético, pero se han reconocido nuevas funciones celulares como decir que son combustibles o reservas energéticas celulares

ARN

Juan Videla A
Prof.Biología - Enfermero
ARN ( ácido ribonucleico)
Es el ACIDO NUCLEICO más abundante en la célula, y puede purificarse fácilmente. Una célula típica contiene 10 veces más RNA que DNA. El azúcar presente en el RNA es la ribosa. Esto indica que en la posición 2' del anillo del azúcar hay un grupo hidroxilo (OH) libre. Por este motivo, el RNA es químicamente inestable, de forma que en una disolución acuosa se hidroliza fácilmente. En el RNA la base que se aparea con la A es U, a diferencia del DNA, en el cual la A se aparea con T. Se distinguen varios tipos de RNA en función, sobre todo, de sus pesos moleculares:
CLASIFICACIÓN DE LOS ARN.
Para clasificarlos se adopta la masa molecular media de sus cadenas, cuyo valor se deduce de la velocidad de sedimentación. La masa molecular y por tanto sus dimensiones se miden en svedberg (S). Según esto tenemos:
ARN MENSAJERO (ARNm)
Sus características son la siguientes:
- Cadenas de largo tamaño con estructura primaria.
- Se le llama mensajero porque transporta la información necesaria para la síntesis proteica.
- Cada ARNm tiene información para sintetizar una proteina determinada.
- Su vida media es corta.
a) En procariontes el extremo 5´posee un grupo trifosfato
b) En eucariontes en el extremo 5´posee un grupo metil-guanosina unido al trifosfato, y el el extremo 3´posee una cola de poli-A

ARN RIBOSÓMICO (ARNr)
Sus principales características son:
- Cada ARNr presenta cadena de diferente tamaño, con estructura secundaria y terciaria.
- Forma parte de las subunidades ribosómicas cuando se une con muchas proteinas.
- Están vinculados con la síntesis de proteinas.

ARN NUCLEOLAR (ARNn)
Sus características principales son:
- Se sintetiza en el nucleolo.
- Posee una masa molecular de 45 S, que actua como recursor de parte del ARNr, concretamente de los ARNr 28 S (de la subunidad mayor), los ARNr 5,8 S (de la subunidad mayor) y los ARNr 18 S (de la subunidad menor)
ARNu
Sus principales características son:
- Son moléculas de pequeño tamaño
- Se les denomina de esta manera por poseer mucho uracilo en su composición
- Se asocia a proteinas del núcleo y forma ribonucleoproteinas pequeño nucleares (RNPpn) que intervienen en:
a) Corte y empalme de ARN
b) Maduración en los ARNm de los eucariontes
c) Obtención de ARNr a partir de ARNn 45 S.

ARN TRANSFERENTE (ARNt)
Sus principales características son.
- Son moléculas de pequeño tamaño
- Poseen en algunas zonas estructura secundaria, lo que va hacer que en las zonas donde no hay bases complementarias adquieran un aspecto de bucles, como una hoja de trebol.
- Los plegamientos se llegan a hacer tan complejos que adquieren una estructura terciaria
- Su misión es unir aminoácidos y transportarlos hasta el ARNm para sintetizar proteinas.

Esquema del ARN