Origen de la vida:

La atmósfera primitiva estaba formada por metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), amoniaco (NH3), agua (H2O) y sulfuro de hidrógeno (SH2). No tenía O2. La Tierra está sometida a una intensa radiación de rayos UV, tormentas eléctricas, viento solar, actividad volcánica, etc., que provoca la reacción espontánea de los gases. La Tierra está cubierta por agua líquida, un caldo de cultivo para toda la mezcla.

Orden de los eventos que condujeron a la formación de las primeras células:

1. La síntesis de pequeñas moléculas orgánicas como aminoácidos a partir de los elementos inorgánicos del ambiente.
2. La unión de estas pequeñas moléculas para formar otras mucho más grandes y complejas como las proteínas.
3. El origen de las moléculas que tenían la capacidad de producir copias exactas de sí mismas, lo que permitió que se desarrollara la herencia genética de los caracteres.
4. El empaquetamiento de esas moléculas en pequeñas unidades rodeadas por una membrana y con la capacidad de mantener sus condiciones internas diferentes del medio externo y de reproducirse.

Biomoléculas:

• Biomoléculas: el análisis químico de la materia viva revela que los seres vivos están formados por una serie de elementos y compuestos químicos denominados bioelementos. Estos se unen entre sí para formar las biomoléculas o ‘principios inmediatos’.
• Clasificación de las biomoléculas:
  • Inorgánicas: Agua, Sales minerales, Oxígeno
  • Orgánicas: Glúcidos, Lípidos, Proteínas, Ácidos nucleicos

Criterio de clasificación:

• Compuestos orgánicos: todos utilizan como base la construcción del átomo de carbono. Están formados por un gran número de átomos organizados en largas cadenas de carbono sobre las cuales se insertan otros elementos.
• Compuestos inorgánicos: la mayoría de elementos conocidos participan, no es posible afirmar que un único elemento sea la base de estos compuestos. La formación de cadenas no es común. Hay menor cantidad que en los orgánicos.

Inorgánicos:

Agua:

• Cohesión: tensión superficial que actúa como una especie de membrana, la cual tiene una gran fuerza entre sus moléculas o con otras que permite, por ejemplo, que un insecto más denso que la propia agua camine sobre su superficie.
• Densidad: en estado líquido el agua es más densa que en estado sólido, y es por esto que el hielo flota en el agua líquida. La densidad del agua se altera a los cuatro grados.
• Regulador de temperatura: para elevar la temperatura del agua se necesita una cantidad de energía. En los seres vivos, la presencia del agua evita los valores extremos y permite disipar el exceso de calor como vapor de agua.
• Solvente: el agua es considerado como el solvente universal, es el líquido que más sustancias disuelve.

Orgánicos:

• Carbohidratos: están compuestos fundamentalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno. Son moléculas abundantes y son una fuente de energía.
• Lípidos: están compuestos por carbono, oxígeno e hidrógeno. Son reserva de energía.
• Proteínas: están compuestas por polímeros de aminoácidos. Las encontramos en carnes, huevos, lácteos y forman parte de nuestros músculos, uñas, piel. Un ejemplo es la insulina.
• Ácidos nucleicos: contienen la información genética. Están compuestos por nucleótidos: ADN y ARN.

Tipo de nutrientes:

• Proteínas: sustancias orgánicas que el organismo utiliza para crear, reparar partes deterioradas o reemplazar aquellas que no cumplen su función eficientemente (clara de huevo, leche, manteca).
• Carbohidratos: compuestos ricos en energía formados por carbono, hidrógeno y oxígeno (fideos, arroz, pan).
• Vitaminas: sustancias orgánicas fundamentales para el ser humano porque ayudan a la prevención de enfermedades y a regular muchas funciones vitales (frutas y verduras).
• Lípidos: sustancias orgánicas que son buena fuente de energía para los seres vivos. Se caracterizan por ser solubles en solventes orgánicos e insolubles en agua (manteca, leche, yema de huevo).

Carbohidratos:

• Monosacáridos: son los más simples. Constituyen la unidad básica (monómeros) de los azúcares más complejos. Entre los más importantes biológicamente están los gliceraldehídos, ribosas, glucosa, fructosa y galactosa.
• Disacáridos: se forman por la unión de dos monosacáridos a través de un enlace covalente entre dos grupos OH de monómeros covalentes, con la liberación de una molécula de H2O.
• Polisacáridos: son polímeros que se forman por la unión de muchos monosacáridos mediante enlace glucosídico. De acuerdo con la función se clasifican en: polisacáridos de reserva energética, almidón, glucógeno.

Tipos principales de carbohidratos:

1. Azúcares: también se llaman carbohidratos simples porque se encuentran en su forma más básica.
2. Almidones: son carbohidratos complejos que están hechos de muchas azúcares simples unidos.
3. Fibra: también es un carbohidrato complejo, ya que el cuerpo no puede descomponer la mayoría de la fibra.

Enlace O-Glucosídico:

En este enlace se unen monosacáridos para formar disacáridos o polisacáridos.

Proteínas:

Los aminoácidos son los monómeros de las proteínas. Son los bloques estructurales de la cadena peptídica.

• Menos de 50 aminoácidos = péptido
• Más de 50 aminoácidos = polipéptido

Aminoácidos esenciales:

No pueden ser creados por el organismo. Son: isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano, valina, histidina.

Aminoácidos no esenciales:

Estos son los que nuestro organismo sí puede crear. En total son 11. Según función: estructural (ej: colágeno), transporte (ej: hemoglobina), defensiva (ej: inmunoglobulinas), enzimática (ej: pepsina), contráctil (ej: actina y miosina). Una proteína no es una secuencia de aminoácidos lineal, adopta una estructura tridimensional en el espacio dependiendo de los aminoácidos que la componen. La estructura proteica puede analizarse en cuatro niveles: primario, secundario, terciario y cuaternario.

Condiciones óptimas para las proteínas:

Las proteínas tienen funciones (o no) dependiendo de las variaciones de pH y temperatura. Si sometemos a las proteínas a un cambio brusco de temperatura o pH, se modifica la estructura de la proteína. Cuando su estructura se pierde o desordena, la proteína se desnaturaliza.

Enzimas:

Son proteínas que actúan como catalizadoras de reacciones químicas, aceleran la velocidad de la reacción, como en la descomposición de los alimentos. Necesitan condiciones especiales del ambiente para actuar.

Lípidos:

• Compuestos por carbono, hidrógeno y oxígeno, en menor medida por fósforo (P), nitrógeno (N) y azufre (S).
• Son insolubles en H2O.
• Funcionan como reserva energética.
• Son parte de la membrana celular.
• Son precursores hormonales.
• Participan en la transmisión de señales entre células.
• Se clasifican en: lípidos simples (alimentos), lípidos compuestos (membrana celular) y esteroides (colesterol).

Ácidos nucleicos:

• ADN: doble hélice.
• ARN: simple hélice.

A = Adenina

T = Timina

G = Guanina

C = Citosina

¿Qué es el ADN?

• Es la molécula que contiene información hereditaria de nuestra especie y de todos los seres vivos.
• Tiene las instrucciones para construir todas las estructuras que nos constituyen.
• Se encuentra en todas las células y en el núcleo de las células eucariotas.
• Los componentes químicos (monómeros) de los ácidos nucleicos son nucleótidos. Un nucleótido está compuesto por un grupo fosfato, un azúcar y una base nitrogenada.

Membrana celular:

Funciones de la membrana plasmática:

1. Es una barrera selectiva: separa el interior de la célula del medio ambiente y controla el uso de sustancias.
2. Comunicación celular: tiene receptores que permiten la comunicación con otras células y su entorno.
3. Mantenimiento de la forma celular: protege de daños mecánicos y da rigidez y sostén.

Modelo de mosaico fluido:

La membrana plasmática tiene muchas piezas (proteínas) y se mueve, no es estática.

Estructura de la membrana:

1. Bi-capa Lipídica:

Tiene una bi-capa de lípidos. Los lípidos son fosfolípidos, los cuales tienen una cabeza hidrofílica (polar) y una cola hidrofóbica (apolar). Los fosfolípidos son los más abundantes en la membrana plasmática y sostienen toda la célula.

2. Colesterol:

Estabiliza la bi-capa y ayuda a la unión de los fosfolípidos.

3. Proteínas:

Se clasifican según su ubicación en la membrana. Pueden ser integrales (en todo el espesor o una capa) o periféricas (externas).

4. Glucocalix (Glúcidos):

Capa externa formada por glucolípidos (lípidos) y glicoproteínas (proteínas).

Estructura ADN

ADN: Molécula que está en el núcleo de las células eucariotas y tiene la información necesaria para formar las células de cada tejido y cada individuo.

1. Formado por 2 cadenas complementarias que forman una hélice igual a una escalera caracol con escalones de la misma longitud.

2. Las cadenas están formadas por nucleótidos (base nitrogenada, azúcar y fosfato). Misma cantidad de bases nitrogenadas en cada cadena (AT y CG).

3. Complementariedad de bases: Purina (larga) unida a una Pirimidina (corta). Se repite lo mismo en toda la cadena.

4. Las cadenas están unidas por puentes de hidrógeno entre las bases.

5. La cadena de ADN da una vuelta de 360 grados.

6. Las cadenas tienen direcciones opuestas: 5′-3′ y 3′-5′ (Número del carbono con el cual arranca).

Teorías de la duplicación de ADN:

• Dispersiva: cada cadena de ADN es una mezcla de fragmentos originales y nuevos.
• Conservativa: una molécula de ADN con cadenas originales y otra con cadenas nuevas.
• Semiconservativa: en las 2 moléculas hay 1 cadena original y 1 nueva (mezcla).