Definición “ser vivo”

Un ser vivo es un sistema aislado de su entorno que cumple las siguientes carácterísticas:

Uniformidad en su composición química: existen alrededor de 70 bioelementos aproximadamente, que constituyen las biomoléculas comunes a todos los seres vivos

Organización en niveles de complejidad crecientes: la materia viva está estructurada en distintas jerarquías, las cuales interactúan entre sí, haciendo que sus carácterísticas sean diferentes a la de la suma de sus componentes. Esta organización se realiza en varios niveles:

1. Nivel atómico

2. Nivel molecular

3. Nivel celular

4. Nivel pluricelular

5. Nivel de población

6. Nivel de ecosistema

Capacidad de realizar las funciones vitales para realizar nuestras funciones vitales, necesitamos los siguientes procesos

Nutrición: se produce el intercambio de materia y energía con el medio, mediante reacciones químicas

Metabolismo: engloba las reacciones químicas que hacen posible la nutrición.

Homeostasis: indica las condiciones internas del organismo que son estables e independientes del medio externo.

Relación: es la capacidad de percibir estímulos a variaciones en los medios internos o externos, para responder correctamente a estas variaciones

Reproducción: es común a todos los seres vivos y da lugar a nuevos individuos similares. En este proceso se transfiere la información genética contenida en su DNA. 

Reproducción asexual: En esta interviene un solo individuo y el nuevo ser es idéntico a su progenitor.

Reproducción sexual: en este tipo de reproducción intervienen distintos individuos, con un intercambio de material genético, el cual da lugar a un individuo diferente a sus progenitores

Los componentes químicos de los seres vivos

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Bioelementos

Los bioelementos son aquellos que forman las biomoléculas que constituyen la materia viva.

Principal elemento químico formador de la materia viva: C. Es muy abundante en el medio terrestre y accesible a todos los seres vivos. Es un elemento estable y el valor de su Valencia facilita la formación de cadenas

Bioelementos primarios: O, H, N, P, S. Junto con el Carbono, constituyen del 99% de la materia viva

Bioelementos Secundarios: Na, K, Ca, Mg, Cl.

Oligoelementos: Fe, Cu, Zn, Mn, I, Ni, Cu. Estos los encontramos en cantidades inferiores al 0.1%, no obstante, son imprescindibles para la vida.

Enlaces químicos en las biomoléculas

Enlace covalente: son los enlaces más fuertes y permiten que las moléculas se mantengan estables en el medio acuoso de las células. Pueden mostrar comportamientos muy distintos, lo que explica la enorme diversidad de las biomoléculas

Enlace iónico: forman unos compuestos que dan lugar a estructuras inertes, como exoesqueletos, caparazones o sales como el cloruro sódico (NaCl).

Enlace de puente de hidrógeno: son enlaces débiles y toman lugar entre zonas de una misma molécula. Estabilizan las estructuras de macromoléculas, como el ADN

Fuerzas de van der Waals: estos son interacciones eléctricas, débiles y temporales, mantienen la unidad de macromoléculas y toman parte en las uniones antígeno/anticuerpo.

Clasificación de las biomoléculas

Biomoléculas inorgánicas: este tipo de biomoléculas no presentan carbono en su composición

Biomoléculas orgánicas: estas, al contrario, se conforman por cadenas de carbono.

  El agua

Los átomos de hidrógeno y de oxígeno forman un ángulo de 104.5º entre ellos, lo que genera una asimetría eléctrica, quedando los átomos de H cargados positivamente, mientras que el átomo de O queda cargado negativamente. Esto hace que la molécula sea dipolar. Gracias a esto, se pueden disolver con facilidad muchos compuestos entre los átomos de H de varias moléculas de H2O, se forman los llamados puentes de hidrógeno.

 Posee unas carácterísticas muy específicas que lo hacen imprescindible para los seres vivos:

Estado líquido: El agua se encuentra en estado líquido a una temperatura ambiente, con lo que se facilita su papel de medio de transporte en medio de los seres vivos.

Poder disolvente: Gracias a su especial estructura molecular, es capaz de disolver componentes. La mayor parte de las reacciones biológicas, ocurren en una disolución acuosa

Calor específico: El elevado calor específico que tiene, da un importante papel en el mantenimiento de la temperatura interna, la cual debe ser constante para que se pueda dar el metabolismo en los organismos.

Anomalía del agua: El agua cuenta con menos densidad en el estado sólido que en líquido, debido a esto, el hielo flota sobre el agua. Este motivo es la razón de que los lagos se congelen de arriba abajo, y bajo el hielo pueden sobrevivir muchos organismos.

Las sales minerales

Las sales minerales las podemos encontrar en los seres vivos de dos formas distintas:

En estado sólido no se encuentran disueltas.

Cuando están disueltas en agua, se encuentran en forma de iones.

Existen distintas funciones de las sales minerales en los seres vivos:

Formación de estructuras de sostén y protección: tenemos por ejemplo conchas, caparazones, esqueletos de carbonato, de sílice y de fosfato.

Intervención en procesos bioquímicos:

Transmisión del impulso nervioso por iones de K+ y Na+

La regulación de la actividad cardiaca, donde intervienen iones de Ca2+ y K2+.

Contracción muscular, intervienen los iones de K+, Mg2+ y Ca2+.

Mantenimiento del equilibrio iónico, donde intervienen los iones de Na+.

En el proceso de ósmosis, las membranas son semipermeables y dejan pasar el agua pero no el soluto. Mediante este proceso, el agua atraviesa la membrana desde el medio más diluido también llamado medio hipotónico, hacia el medio menos diluido, llamado hipertónico, y conservándose ….. Este proceso no requiere energía. Si la concentración del medio extracelular no es isotónico, la célula perderá o ganará agua, lo cual puede ocasionar la muerte celular. 

Las biomoléculas orgánicas están formadas principalmente por Ca… Pudiendo ser más o menos complejas. Entre las biomoléculas orgánicas nos encontramos con los glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. La mayoría son polímeros, los cuales están constituidos por largas cadenas de moléculas más simples, conocidas por el nombre de monómeros, unidas entre sí gracias a enlaces covalentes. Los grupos funcionales son átomos o conjuntos de átomos, que se encuentran unidos a una cadena carbonada (que contiene carbono) y se representan mediante la letra R. Estos grupos funcionales son los responsables de la reactividad y las propiedades químicas de los compuestos orgánicos.

Los glúcidos

Están formados por C, H2 y O2, y se les conoce como carbohidratos. Su función principal es la energética. En función del número de monómeros que lo forman, podemos distinguir entre los monosacáridos, disacáridos y polisacáridos:

Monosacáridos: Los más importantes son: Fructosa, Glucosa, Galactosa. Son los glúcidos más elementales. Están formados por una única molécula que puede contener 3, 5 o 6 carbonos. En estado sólido forman cadenas, pero en estado líquido forman moléculas cíclicas. La fructosa se encuentra tanto en la fruta como en la miel, y cuenta con 6 carbonos. La glucosa es la principal biomolécula energética y está formada por 6 carbonos. Por último, la galactosa forma parte de la lactosa y también cuenta con 6 carbonos.

Disacáridos: Los más importantes son: Maltosa, Lactosa, Sacarosa. Están formados por dos monosacáridos unidos por un enlace covalente entre los grupos -OH de ambas moléculas. La maltosa es el azúcar de malta y está formado por 2 moléculas de glucosa. La lactosa está presente en la leche y está formado por una molécula de glucosa y otra de galactosa. La sacarosa es el conocido azúcar de caña y está formado por una molécula de glucosa y otra de fructosa. La extraemos de la caña de azúcar o de la remolacha azucarera

Polisacáridos: Los más importantes son: Celulosa, Almidón, Glucógeno, Quitina. Están constituidos por la uníón de muchos monómeros, formado polímeros. No son dulces y son insolubles en agua. La celulosa cuenta con una estructura lineal y está formada por moléculas de glucosa. El almidón tiene una estructura ramificada formada por moléculas de glucosa, cuentan con una función de reserva energética en los vegetales. Lo podemos encontrar en semillas, raíces y tallos. El glucógeno tiene una estructura ramificada y está formada por moléculas de glucosa. Este, al contrario que el almidón, es la reserva energética en los animales. Se encuentra en el hígado y en el músculo de los animales. La quitina …… De N-acetil glucosamina. Su función es formar los exoesqueletos de los … Y la pared celular de los hongos. Lo encontramos en exoesqueletos y apéndices de los artrópodos y en los hongos 

Funciones de los glúcidos en los seres vivos:

Aportar energía: la glucosa es la molécula universal gracias a la cual los seres vivos obtienen energía.

Almacenar energía: el glucógeno que se encuentra en los animales y el almidón en los vegetales son los encargados de acumular glucosa hasta que el organismo lo necesite

Soporte estructural: en vegetales tenemos la celulosa, en animales, la quitina y la desoxirribosa en ácidos nucleicos.

Los lípidos

son un grupo muy variado de biomoléculas con distintas carácterísticas, con distintas carácterísticas, son insolubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos, presentan un brillo graso y al tacto son untuosos. 

Lípidos saponificables

Entre ellos tenemos las grasas, son las biomoléculas que nos aportan energía, pueden ser sólidas como la manteca, líquidas como los aceites o semisólidas como la mantequilla. Los ácidos grasos son largas cadenas con un número par de carbonos superior a 12.

Grasas

Glicerina + 3 ácidos grasos

Saturadas: se dice cuando tienen enlaces simples. Tenemos las grasas de origen animal, que en exceso son perjudiciales, porque favorecen a los altos niveles de colesterol en sangre. Las grasas saturadas de origen vegetal provienen del aceite de coco y del aceite de palma

Mono insaturadas: cuentan con un enlace doble. Aquí tenemos los aguacates, el aceite de oliva, aceitunas y frutos secos. Contribuyen a la disminución de los niveles de colesterol total

Poliinsaturadas: cuentan con más de un enlace doble. Encontramos los aceites de semilla, cereales, pescados y mariscos. Son moléculas mediadoras de la inflamación y no se sintetizan en el organismo. 

GRASAS:

– SATURADOS: menos sanos. 

(en medio) MONOINSATURADOS: más sanos que los saturados pero menos que los poliinsaturados

+ POLIINSATURADOS: los más sanos (Omega 3, DHA)

Fosfolípidos

Tienen una parte de la molécula que es soluble en agua, conocida como hidrofílica, y otra insoluble, conocida como hidrofóbica. Sirven para sintetizar otras moléculas que actúan en la transmisión de señales nerviosas. Un ejemplo de los fosfolípidos es la lecitina, un precursor de transmisores. 

Ceras

Son sólidas a temperatura ambiente y tienen una composición sencilla, y son altamente insolubles. Tienen una función de recubrimiento de frutas y hojas, impermeabilización de plumas y una función estructural como por ejemplo los panales de abejas.

Lípidos insaponificables

No tienen ácido graso y no pueden hacer la hidrólisis. 

Terpenos

Se encuentran en las plantas y presentan coloración. Entre estos, tenemos la clorofila y los carotenos, que son pigmentos fundamentales para la fotosíntesis 

Esteroides

Son moléculas muy complejas. El grupo más abundante dentro de los esteroides son los esteroles, donde encontramos el colesterol. El colesterol es esencial para la formación de membranas celulares, además de ser precursor de algunas hormonas de los ácidos biliares del hígado y propulsor de la vitamina D-3. 

Dentro del grupo de esteroides, las hormonas esteroideas derivan del colesterol y se clasifican en corticoides y hormonas sexuales. Entre las hormonas sexuales destacamos: los estrógenos, que son las hormonas femeninas, y la progesterona, que es la hormona que prepara el cuerpo para el embarazo

La vitamina D interviene en el metabolismo del calcio, ayudando a su fijación 

Las sales biliares participan en la digestión de los lípidos y son secretados por el hígado.

Las proteínas

Son las biomoléculas más abundantes. Son polímeros formados por moléculas más sencillas, los aminoácidos. La uníón entre aminoácidos forma péptidos. Según el número de aminoácidos que lo conforman diferenciamos entre:

– Los de menos de 10 aminoácidos, dipéptido, tetrapéptido… Se llaman oligopéptido. 

– Los que tienen entre 10 y 100 aminoácidos se llaman péptidos

– Los que tienen más de 100 se llaman polipéptidos

Conformación de las proteínas

Las proteínas son largas cadenas de cientos de aminoácidos. Para ser funcionales tienen que tener una estructura tridimensional. Esta configuración espacial hace que la proteína puede empeñar su función. Así que tiene que ser conservada.

Estructura primaria: en esta estructura tenemos cadenas de aminoácidos en un orden predeterminado, si hay otro orden es una cadena distinta

Estructura secundaria: se observan puentes de hidrógenos y la conformación es de doble hélice.

Estructura terciaria: esta estructura está unida por enlaces o fuerzas de Van der Waals, que es una uníón electrostática, y está completamente plegada sobre sí misma

Estructura cuaternaria; es la uníón de varias estructuras terciarias.