Fundamentos de Bioquímica y Biología Celular: Estructura y Función

Biomoléculas y Bioelementos

Las biomoléculas son los elementos que forman parte de los seres vivos.

• Bioelementos primarios (99%): Carbono (C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O), Nitrógeno (N), Fósforo (P) y Azufre (S).
• Bioelementos secundarios (-1%): Hierro (Fe), Potasio (K), Cloro (Cl), Calcio (Ca) y Magnesio (Mg).

Los bioelementos forman biomoléculas, clasificadas en:

• Orgánicas: Glúcidos, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos.
• Inorgánicas: Sales minerales y agua.

Glúcidos

Compuestos por C, H y O. Son sustancias blancas, dulces, sólidas, solubles y forman cristales. Poseen función energética y estructural. Los monosacáridos se unen mediante enlaces glucosídicos para formar monómeros.

• Oligosacáridos: 2-10 monosacáridos.
• Polisacáridos: Más de 10 monosacáridos.

Proteínas

Compuestas por C, H, O y N. Están formadas por aminoácidos (20 tipos) unidos mediante enlaces peptídicos. Aquellos que el organismo no fabrica deben ingerirse (aminoácidos esenciales).

Niveles estructurales:

• Primaria: Secuencia lineal de aminoácidos.
• Secundaria: Cadena de aminoácidos en lámina β o hélice α.
• Terciaria: Plegamiento de la estructura secundaria.
• Cuaternaria: Unión de varias cadenas polipeptídicas.

Propiedades y funciones: Función enzimática (acelera reacciones), transporte, movimiento y contracción, estructural, nutrición, reserva y defensiva. Presentan especificidad (propia de cada especie) y solubilidad (fibrosas: insolubles; globulares: solubles). La desnaturalización es la pérdida de la estructura terciaria por condiciones extremas.

Lípidos

Compuestos por C, H y O. Sus moléculas están tan unidas que no se puede afirmar la unión de monómeros. Los ácidos grasos (cadena par de 14-22 carbonos) forman parte de los fosfolípidos de la membrana plasmática.

• Saturados: Enlaces simples.
• Insaturados: Enlaces dobles.

Son insolubles en agua, untuosos al tacto, con brillo graso, menos densos que el agua, malos conductores del calor y moléculas anfipáticas (poseen una parte hidrofílica y otra hidrofóbica).

Ácidos Nucleicos

Formados por nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster (monosacárido, fosfato y base nitrogenada).

• ADN: Bicatenario, 2 cadenas antiparalelas, bases A, T, G, C y desoxirribosa. Se dispone hacia el interior celular.
• ARN: Monocatenario, bases A, U, G, C y ribosa. Tipos: mensajero, ribosómico y transportador. Contiene la información genética para formar proteínas.

La desnaturalización ocurre cuando la doble hélice pierde su estructura por condiciones extremas. Son hidrófilos (pueden estar en contacto con el agua).

Organización Celular

• Procariota: Sin núcleo. Molécula circular dispersa en el citoplasma (con ribosomas, sin orgánulos con membrana).
• Eucariota: Doble cadena de ADN en el núcleo (con ribosomas y orgánulos). Realizan mitosis y meiosis.

Diferencias Eucariotas

• Animal: Sin pared celular, sin cloroplastos, pequeñas vacuolas y reserva en glucógeno.
• Vegetal: Con pared celular, cloroplastos, vacuola central, sin centriolos y reserva en almidón.

Agua y Sales

El agua posee un gran poder disolvente. Las sales forman estructuras y participan en el impulso nervioso. En disolución, la membrana celular actúa como semipermeable, igualando concentraciones:

• Isotónica: Concentración igual.
• Hipotónica: Entra agua y la célula se hincha.
• Hipertónica: Sale agua y la célula se arruga.

Orgánulos Celulares

• Con membrana:
  • Retículo endoplasmático: Liso (sintetiza lípidos), rugoso (sintetiza proteínas).
  • Aparato de Golgi: Modifica lípidos y proteínas.
  • Mitocondria: Energía mediante respiración celular.
  • Cloroplastos: Realizan la fotosíntesis.
  • Lisosomas: Vesículas con enzimas para digerir sustancias.
• Sin membrana:
  • Ribosomas: Sintetizan proteínas.