Bioelements, biomolècules i funcions biològiques: resum complet

Els bioelements

Els bioelements són els elements químics que formen part dels éssers vius. Hi ha 70 bioelements: 25 apareixen en tots els éssers vius i 45 no hi apareixen en tots.

Tipus

• Bioelements principals: C, H, O, N, P, S (99% de la matèria viva). Apareixen en tots els éssers vius i formen les biomolècules.

• Bioelements secundaris: Mg, Ca, Na, K, Cl. Apareixen en menor proporció que els primaris però són igual d’importants i apareixen en tots els éssers vius.

• Oligoelements: Si, V, Cr, Co, Mn, Zn, Mo, Sn, Se, Fe, Cu, F, I, B. Apareixen en una proporció de menys del 0.1%, però són igual de importants.

Biomolècules

Les biomolècules són molècules que formen part dels éssers vius i estan formades per bioelements. Poden ser:

• Orgàniques: Només estan en els éssers vius → glúcids, lípids, proteïnes, àcids nucleics.

• Inorgàniques: H₂O, sals minerals i gasos (O₂, CO₂).

L’aigua H₂O

És la biomolècula més abundant en els éssers vius (constitueix el 70% dels humans).

Funcions

1. Principal dissolvent biològic.

2. Vehicle de transport de la major part de les substàncies en els éssers vius.

3. Medi on tenen lloc les reaccions químiques de la cèl·lula.

4. L’aigua intervé en moltes reaccions químiques de les cèl·lules.

5. L’aigua regula la temperatura dels éssers vius.

6. Dóna volum a les cèl·lules.

Sals minerals

1. Sals dissoltes (solubles en aigua)

Ex.: NaCl (sal comuna)

Es dissocien en els seus ions, els quals queden rodejats de molècules d’aigua, ja que aquesta és polar.

Funcions

1. Regulen el volum cel·lular i la pressió osmòtica.

   Osmosi → passa aigua a través d’una membrana semipermeable (sols deixa passar l’aigua) des d’una dissolució hipotònica capa a una altra hipertònica fins que les dues queden isotòniques.

• Si tenim una cèl·lula animal:

  1. 1^r cas: L’aigua ix de la cèl·lula, aquesta disminueix el seu volum i pot arribar a morir.

2. 2ⁿ cas: L’aigua entra a la cèl·lula, la qual s’unfla i pot arribar a rebentar.

3. 3^r cas: La cèl·lula està en un medi isotònic i no canvia ni la seua forma ni el seu volum.

• Si tenim una cèl·lula vegetal:

  1. 1^r cas: L’aigua ix de la cèl·lula, disminueix el seu volum i membrana es separa de la paret cel·lular → la cèl·lula mor.

  2. 2ⁿ cas: L’aigua entra a la cèl·lula, la qual s’unfla però al tindre paret cel·lular no explota. Quan ja no pot augmentar més el volum, deixa d’entrar aigua → turgència.

2. Contracció muscular (Ca⁺²)

3. Transmissió de l’impuls nerviós (K⁺, Na⁺, C^-)

4. Regulen el pH

2. Sals precipitades (no son solubles en l’aigua)

• Funció de protecció, sosteniment i esquelètica.

• Ex.:

  • CaCO₃ (carbonat de calci) → ossos dels vertebrats, closques de mol·luscs i exosquelets dels crustacis.

  • Ca₃(PO₄)₂ (fosfat de calci) → ossos dels vertebrats.

Glúcids (hidrats de carboni o carbohidrats)

Són les biomolècules orgàniques més abundants i estan formades de C, H i O.

Sucres

Són solubles en aigua i tenen sabor dolç.

1. Els monosacàrids

   • Són els glúcids més senzills.

   • Funcions:

     • Donar energia a la cèl·lula. Ex.: glucosa i fructosa.

     • Formar els àcids nucleics. Ex.: ribosa (ARN) i desoxiribosa (ADN).

2. Els disacàrids (unió de 2 monosacàrids)

   • Ex:

     • Sacarosa (sucre blanc) → glucosa + fructosa → dona energia

     • Lactosa (sucre de llet) → glucosa + lactosa → dona energia

     • Maltosa (sucre de malt) → glucosa + glucosa (hidròlisis del midó i glucogen) → dona energia

Els polisacàrids

No són solubles en l’aigua, no son dolços i estan formats per la unió de milers de monosacàrids.

Funcions:

• Reserva energètica:

  • Midó: format per milers de glucoses → reserva energètica de vegetals.

  • Glucogen: format per milers de glucoses → reserva energètica de animals.

• Funció estructural:

  • Cel·lulosa → forma part de la paret cel·lular de les cèl·lules vegetals i està formada per milers de glucoses.

Lípids

Són biomolècules orgàniques insolubles en l’aigua. Estan formats per C, H, O i alguns per P també.

1. Triglicèrids o greixos → Formats per la unió de la glicerina i tres àcids grassos. Funcions:

   1. Reserva d’energia a llarg termini.

   2. Aïllant tèrmic.

   3. Protecció.

2. Ceres → Repel·lents de l’aigua i per tant impermeabilitzen superfícies. Funcions:

   1. Aïllant.

   2. Protecció.

3. Fosfolípids → tenen àcid fosfòric (H₃PO₄)

   1. Formen membranes de les cèl·lules.

4. Lípids isoprenoides o terpens. Funcions:

   1. Vitamines: A (vista), E (antioxidants), K (coagulació de la sang).

   2. Donen calor: pigments de les plantes.

   3. Substàncies aromàtiques.

5. Esteroides. Funcions:

   1. Colesterol → forma les membranes de les cèl·lules i és el precursor dels altres:

      1. Vitamina D: absorció del calci.

      2. Hormones: hormones sexuals.

      3. Sals biliars: faciliten la digestió dels lípids.

Les proteïnes

Les proteïnes són biomolècules orgàniques de gran mida (macromolècules). Estan formades per la unió d’aminoàcids formant cadenes linears.

Aminoàcids:

H = O

NH2 – C - C

R - OH

Hi ha 20 tipus d’aminoàcids diferents que es diferencien pel grup R.

Estructura

1. Primària: seqüència d’aminoàcids. És la estructura més important perquè va a condicionar les altres estructures. → aa-aa-aa-aa-aa...

2. Secundària: és el plegament de la cadena d’aminoàcids. La seua forma depén de la estructura d’aminoàcids. ?

3. Terciària: nou plegament de la proteïna amb estructura secundària. Totes les proteïnes tenen estructura terciària per a ser funcionals.

4. Quaternària: La posseeixen aquelles proteïnes formades per més d’una cadena d’aminoàcids. Cadascuna de les cadenes tindrà estructura terciària i entre elles interactuaran i es plegaran formant l’estructura quaternària.

Seqüència d’aminoàcids → estructura de la proteïna → disposició espacial → funció

Funcions

1. Estructural:

   1. Formen part de les membranes de les cèl·lules

   2. Formen part d’orgànuls cel·lulars

   3. Formen pell, pèl, ungles → queratina

2. Enzimàtica → regulen les reaccions químiques → enzims

3. Transport:

   1. Oxigen per la sang → hemoglobina.

   2. Lípids per la sang → lipoproteïnes.

4. Defensa:

   1. Contra organismes patògens → anticossos

   2. Coagulació de la sang → fibrinogen, trombina

5. Moviments:

   1. Contracció muscular → actina i miosina

   2. Moviment dels flagels → flagelina (cua de la cèl·lula)

   3. Moviment dels cilis → dineïna (flagels xicotets)

6. Hormones → insulina (introduir la glucosa en les cèl·lules)

Els àcids nucleics

Els àcids nucleics són biomolècules orgàniques de gran mida (macromolècules) formades per la unió de nucleòtids, formant llargues cadenes.

Nucleòtid = àcid fosfòric + monosacàrid (ribosa→ ARN o desoxiribosa→ADN ) + 1 base nitrogenada (A, U, G, T(ADN)/U(ARN))

ADN àcid desoxirribonucleic

Composició → Els nucleòtids estan formats per: desoxiribosa, àcid fosfòric i bases nitrogenades adenina, citosina, timina, guanina.

Estructura → Està formada per 2 cadenes de nucleòtids complementàries, antiparal·leles i unides per les bases nitrogenades (A=T) i (C=-G). Dextrogira (gira cap a la dreta) quedant les bases nitrogenades cap a l’interior.

Funció → És la molècula que té la informació genètica per a la síntesi de les proteïnes.

Replicació de l’ADN → Procés mitjançant el qual es pot fer una còpia de la molècula d’ADN. A partir d’una molècula, se’n formen 2 idèntiques.

(dibuixet → ADN → bifurcació → 2 molècules d’ADN)

ARN àcid ribonucleic

Composició → àcid fosfòric, ribosoma, bases nitrogenades adenina, citosina, guanina, uracil.

Estructura → Els nucleòtids formen una cadena.

Funció: Fabricar les proteïnes a partir de la informació de l’ADN.

Tipus:

• Missatger (ARNm): és una còpia d’un fragment de l’ADN amb la informació per a la síntesi d’una proteïna.

• Ribosòmic (ARNr): forma part de la estructura dels ribosomes, els quals fabriquen les proteïnes.

• Transferent (ARNt): transporta els aminoàcids fins als ribosomes per a que allí es formen les proteïnes.