Catabolismo

• La tasa metabólica basal se refiere a la cantidad de gasto energético en reposo, sin incluir el gasto energético debido a la actividad o a factores ambientales.
• Metabolismo


  El intercambio total de sustancias en el organismo, que consiste en procesos catabólicos (degradación de sustancias) y anabólicos (formación de nuevas sustancias).
• ´Procesos catabólicos

  Breaking down or degrading the food that we eat, mainly macromolecules like starch, fats, and proteins, into simpler molecules that can be used for energy or as building blocks
• La glucosa de la glucólisis se transforma en glucosa 6 fosfato, debido a la enzima quinasa, que usa el fosfato de un ATP y lo coloca en la glucosa dejando ADP.
• De la glucosa 6 fosfato se pasa a fructosa 6 fosfato debido a una isomerasa
• De fructosa 6 fosfato pasa a frutosa-1,6-bisfosfato, hecha por una enzima quinasa, tomando otro ATP y dándoselo a la fructosa, y de esta forma dejando un ADP
• Se corta la glucosa-1,6-bisfosfato con una enzima aldolasa, generando 2-hidroxiacetonafosfato y gliceraldehído-3-fosfato
• Bioelementos


  Los elementos químicos que constituyen la materia viva
• Bioelementos


  • No son de los más abundantes en la naturaleza (excepto el oxígeno), sin embargo, son los que aparecen en los seres vivos debido a que presentan una serie de propiedades:
  • Capas de valencia incompletas, por lo que forman enlaces covalentes para constituir moléculas estables
  • Número atómico bajo, es decir, los electrones compartidos en el enlace están cerca del núcleo, lo que da lugar a moléculas estables
  • Son muy electronegativos, por lo que forman moléculas polares, solubles en agua, lo que facilita reacciones vivas ocurren en disolución acuosa
  • En la naturaleza se encuentran formando parte de moléculas sencillas (CO2, H2O, NH3…), que pueden ser incorporados fácilmente por seres vivos, permitiendo un intercambio constante con su entorno
• Clasificación de bioelementos


  • Bioelementos primarios 96%
  • Bioelementos secundarios 4%
  • Oligoelementos >0,1%

  
• Bioelementos primarios


  Son imprescindibles para la formación de las biomoléculas orgánicas
• Bioelementos secundarios


  Pueden ser indispensables, que no pueden faltar porque son imprescindibles para la vida de la célula, o variables, que pueden faltar en algunos organismos
• Oligoelementos


  Son imprescindibles para los seres vivos
• Bioelementos primarios


  • Carbono
  • Hidrógeno
  • Oxígeno
  • Nitrógeno
  • Fósforo
  • Azufre
• Bioelementos secundarios


  • Sodio
  • Potasio
  • Calcio
  • Magnesio
  • Cloro
• Oligoelementos


  • Hierro
  • Cobre
  • Zinc
  • Manganeso
  • Yodo
  • Flúor
  • Silicio
  • Cromo
  • Níquel, boro, litio, molibdeno, aluminio
• Átomo de carbono


  • Es el esqueleto básico de todas las biomoléculas orgánicas y marca la diferencia entre la materia orgánica e inorgánica
  • Tiene cuatro electrones en su capa más externa y puede formar enlaces covalentes con otros carbonos, que le permiten constituir largas cadenas de átomos (macromoléculas)
  • Sus enlaces pueden ser simples (C-C), dobles (C=C) o triples (C≡C)
  • Puede unirse a los diferentes radicales formados por los otros elementos (-H, =O, -OH, -NH2, -SH, -H2PO4, etc.), por lo que posibilita un gran número de moléculas diferentes, que intervendrán en multitud de reacciones químicas
  • Los cuatro enlaces covalentes forman, en el espacio, los vértices de un tetraedro imaginario, lo que permite la formación de estructuras tridimensionales, como la membrana plasmática u otros orgánulos
• Agua


  • Está formada por dos átomos de hidrógeno unidos mediante un enlace covalente polar (compartiendo electrones) a un átomo de oxígeno
  • Los átomos de hidrógeno en una molécula de agua tienen una ligera carga positiva (δ+) y los átomos de oxígeno tienen una ligera carga negativa (δ-), lo que la hace dipolar
  • Los enlaces O-H forman un ángulo entre sí de 104,5º
  • Es la fuerza eminentemente electrostática atractiva entre un átomo electronegativo y un átomo de hidrógeno unido covalentemente a otro átomo electronegativo
  • Los enlaces de hidrógeno son débiles, cuando hay pocos, por lo que se rompen y reforman constantemente. Sin embargo, cuando hay un gran número presente, forman una estructura fuerte
  • Estas agrupaciones duran fracciones de segundo y les confiere al agua sus propiedades de fluido
• Propiedades del agua


  • Líquida a temperatura ambiente
  • Líquido incompresible
  • Alta capilaridad
  • Cohesión
  • Alto calor específico
  • Baja densidad del hielo
  • Solvente universal
  • Bajo grado de ionización
• Propiedades del agua


  • Líquida a temperatura ambiente: Las fuerzas intermoleculares (puentes de hidrógeno) mantienen una elevada fuerza de cohesión entre sus moléculas lo que permite que se mantenga líquida a temperatura ambiente
  • Líquido incompresible: Gracias a la elevada fuerza de cohesión entre sus moléculas se necesita altas presiones para comprimirla
  • Alta capilaridad: La dipolaridad significa que el agua se adhiere a superficies polares o cargadas
  • Cohesión: La dipolaridad significa que el agua se adhiere a otras moléculas de agua a través de puentes de hidrógeno
  • Alto calor específico: Se necesita mucho calor para elevar su temperatura, debido a la dificultad de romper los puentes de hidrógeno
  • Baja densidad del hielo: El agua cuando se congela aumenta su volumen, por lo que disminuye su densidad
  • Solvente universal: Al ser dipolar, facilita la disociación de las sales (iónicas) y de otros compuestos polares (glúcidos, proteínas)
  • Bajo grado de ionización: En el agua, sólo una de cada 10^7 moléculas se encuentra ionizada
• Sales minerales


  • Sales minerales precipitadas
  • Sales minerales disueltas
• Sales minerales precipitadas


  Constituyen estructuras sólidas, insolubles, con función esquelética
• Sales minerales precipitadas


  • Carbonato cálcico en las conchas de moluscos, crustáceos, corales y vertebrados
  • Fosfato cálcico, Ca3(PO4)2, que junto con el carbonato cálcico que, depositados sobre el colágeno, constituyen los huesos
  • Sílice (SiO2) en los exoesqueletos de las diatomeas y en las gramíneas
• Sales minerales asociadas a moléculas orgánicas


  Suelen encontrarse junto a proteínas, como las fosfoproteínas; junto a lípidos, como los fosfolípidos, y junto a glúcidos, como en el agar-agar

  
• Sales minerales disueltas


  Se encuentran disociadas en iones: Cationes: Na+, K+, Ca2+ y Mg2+. Aniones: Cl-, SO4^2-, PO4^2-, HCO3-, CO3^2- y NO3-
• Funciones de las sales minerales

  • Estructural
  • Fisiológica
  • Equilibrio osmótico
• Difusión


  Las partículas de soluto tienden a disolverse homogéneamente en el disolvente, el agua. Si colocamos dos disoluciones de diferente concentración, que están separadas por una membrana permeable, pasará por difusión el soluto y el disolvente, a favor del gradiente de concentración, desde donde hay más hacia donde hay menos concentración, hasta que se igualen las concentraciones de las dos disoluciones
• Diálisis


  Es el proceso de separación de las partículas coloidales, en función de su tamaño, a través de una membrana dializadora. Esta membrana permite el paso de moléculas de pequeño tamaño (sales minerales, iones) y de agua e impide el de las macromoléculas o partículas coloidales
• Ósmosis


  Es un fenómeno en el que se produce el movimiento de agua (disolvente) desde una disolución de concentración menor (hipotónica) a otra de concentración mayor (hipertónica) cuando ambas están separadas por una membrana semipermeable (que deja pasar el agua, pero no los solutos disueltos en ella), hasta que las dos disoluciones alcanzan la misma concentración (isotónicas)
• Ósmosis en la célula animal

  • En un medio hipertónico, la célula pierde agua, se arruga llegando a deshidratarse y se muere, esto se llama crenación
  • En un medio isotónico, hay un equilibrio dinámico
  • En un medio hipotónico, la célula absorbe agua hinchándose y hasta el punto en que puede estallar dando origen a la citólisis
• Ósmosis en la célula vegetal

  • En un medio hipertónico, la célula pierde agua y el volumen de la vacuola disminuye, produciendo que la membrana plasmática se despegue de la pared celular, ocurriendo la plasmólisis
  • En un medio isotónico, existe un equilibrio dinámico
  • En un medio hipotónico, la célula toma agua y sus vacuolas se llenan aumentando la presión de turgencia, dando lugar a la turgencia
• Biomoléculas orgánicas


  • Están hechos de pequeñas subunidades individuales (monómeros) que se unen con muchas subunidades repetidas para formar moléculas grandes (polímeros) mediante un proceso llamado polimerización
  • Las macromoléculas son moléculas muy grandes que contienen 1000 o más átomos, por lo que tienen una masa molecular alta
  • Los polímeros pueden ser macromoléculas, sin embargo, no todas las macromoléculas son polímeros, ya que las subunidades de los polímeros tienen que ser las mismas unidades repetidas
• Glúcidos


  • Son los más abundantes en la naturaleza
  • Contienen C, H y O en una proporción aproximada de (CH2O)n con un número de C que suele oscilar entre 3 y 7 por monómero
  • Los monómeros suelen adoptar una estructura cíclica en soluciones acuosas y usualmente se nombran con el prefijo "osa"
  • Todos los glúcidos presentan un grupo carbonilo: un carbono unido a un oxígeno mediante un doble enlace. Este grupo puede ser bien un grupo aldehído (-CHO) o grupo cetónico (-CO) . Según tenga un grupo u otro se denominará polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas

  
• Funciones de los glúcidos

  • Energética
  • Estructural
  • Herencia

  
• Clasificación de los glúcidos

  • Monosacáridos u osas
  • Ósidos
• Monosacáridos u osas


  Son los más sencillos. No son hidrolizables; esto es, no se pueden descomponer por hidrólisis en otros glúcidos más simples. Constituyen los monómeros a partir de los cuales se forman los demás glúcidos

  
• Ósidos


  Formados por la unión de varios monosacáridos mediante enlaces Oglicosídicos, pudiendo poseer en su molécula otros compuestos diferentes de los glúcidos. Son hidrolizables, descomponiéndose en los monosacáridos y demás compuestos que los constituyen
• Holósidos


  • Disacáridos
  • Oligosacáridos
• Disacáridos


  Formados por 2 monosacáridos unidos

  
• Oligosacáridos


  Formados por entre 2 y 10 monosacáridos