Bioquímica de los seres vivos: bioelementos, biomoléculas, metabolismo y enzimas
Bioquímica de los seres vivos
Estudia los procesos químicos que ocurren en los seres vivos. Abarca la bioquímica metabólica y la enzimatología, y se organiza desde las partes más pequeñas de la materia (átomos) hasta los niveles de organización más complejos.
Niveles de organización
Subatómico, átomo, moléculas, organelos, células, tejidos, órganos, aparatos y sistemas.
Bioelementos
Los bioelementos son los átomos que componen la materia viva. Se clasifican en:
- Primarios (99%): C, H, O, N.
- Secundarios (1%): P, S, Ca, Mg, Na, K, Cl.
- Oligoelementos (<0,1%): Fe, Cu, Zn, I, entre otros.
Biomoléculas
Resultan de la unión de bioelementos y se dividen en:
- Orgánicas: formadas principalmente por C, H, O, N, P y S (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos).
- Inorgánicas: agua, sales minerales e iones.
Características de los seres vivos
Los seres vivos se caracterizan por crecer, nutrirse, desarrollarse, reproducirse, respirar y relacionarse con el medio.
Tipos de reproducción
- Sexual: intervienen células especiales llamadas gametos.
- Asexual: no hay intercambio genético.
Metabolismo
Es el conjunto de reacciones químicas de las células. Su función es obtener energía y realizar los procesos de nutrición: ingestión, digestión, absorción, circulación, metabolismo y excreción.
- Nutrición autótrofa: las plantas fabrican su propio alimento.
- Nutrición heterótrofa: no fabrican su alimento.
- Respiración anaerobia: no requiere oxígeno.
- Respiración aerobia: requiere oxígeno.
Homeostasis: regulación de las funciones vitales.
Clasificación de los elementos
- Metales: brillantes, buenos conductores del calor y la electricidad.
- Metaloides: presentan propiedades intermedias entre metales y no metales.
- No metales.
Número atómico: número de protones del átomo.
Valencia: número de electrones que faltan para completar su última capa.
Enlaces químicos
La unión de átomos y moléculas forma compuestos químicos más grandes:
- Enlace iónico: transferencia permanente de electrones entre un metal y un no metal.
- Enlace covalente: compartición de electrones de la última órbita entre dos no metales.
- Enlace metálico: mantiene unidos los átomos de los metales.
- Puente de hidrógeno: atracción entre un átomo de hidrógeno y un átomo de oxígeno (H2O).
El agua
Es el disolvente universal de la vida. Cumple funciones de termorregulación, amortiguación térmica, transporte de sustancias y antitérmica.
pH: mide la acidez o alcalinidad. 7 = neutro, <7 = acidosis, >7 = alcalosis.
Vitaminas
Son moléculas esenciales que intervienen en funciones celulares. Actúan como coenzimas.
- Liposolubles (solubles en grasas): A, D, E, K.
- Vitamina D: su déficit en niños produce raquitismo (deformación de huesos) y en adultos osteomalacia (reblandecimiento de huesos). Es necesaria para el calcio de huesos y dientes.
- Hidrosolubles (solubles en agua): complejo B, C.
- Vitamina B12: se almacena en el hígado y participa en la obtención de energía.
- Vitamina C: presente en los cítricos, favorece la cicatrización y protege frente a agentes mutágenos. Su déficit causa escorbuto (inflamación de encías, mala cicatrización y manchas rojas).
Enzimas
Son catalizadores biológicos que aceleran las reacciones bioquímicas, disminuyendo la energía de activación.
- Sustrato: molécula sobre la que actúa la enzima.
- Producto: resultado de la acción enzimática.
- Centro activo: sitio de unión formado por aminoácidos.
- Holoenzima: parte proteica (apoenzima) + parte no proteica (cofactor: iones o moléculas orgánicas).
- Especificidad: cada enzima actúa sobre sustratos específicos.
Clasificación de las enzimas
Oxidorreductasas, transferasas, hidrolasas, liasas, isomerasas y ligasas.
Transporte a través de la membrana
- Difusión: paso de sustancias a favor de la concentración.
- Ósmosis: movimiento del agua a través de la membrana.
- Transporte facilitado: transporte a favor de gradiente con proteínas.
- Transporte activo: requiere ATP y se realiza en contra del gradiente.
- Endocitosis: entrada selectiva de sustancias a la célula.
- Exocitosis: salida selectiva de productos de la célula.
Metabolismo celular
- Anabolismo: construcción de grandes moléculas a partir de moléculas simples.
- Catabolismo: destrucción de grandes moléculas en moléculas simples.