Biología, Geología y Medio Ambiente 1 Bachillerato PDF

1. La vida y sus niveles de organización............................................................................................ 2 Niveles de organización bióticos............................................................................................... 3 2. Bioelementos y biomoléc...

1. La vida y sus niveles de organización............................................................................................ 2 Niveles de organización bióticos............................................................................................... 3 2. Bioelementos y biomoléculas........................................................................................................ 5 1. Los Bioelementos................................................................................................................... 5 2. Los compuestos inorgánicos: biomoléculas inorgánicas........................................................ 6 2.1. EL AGUA.......................................................................................................................... 6 Estructura............................................................................................................................... 6 2.2. Las sales minerales.............................................................................................................. 9 3. Biomoléculas orgánicas............................................................................................................12 3. Glúcidos................................................................................................................................12 4. Los lípidos.............................................................................................................................18 5. Las proteínas.........................................................................................................................26 6. Ácidos Nucleicos...................................................................................................................31 1. La vida y sus niveles de organización Los seres vivos u organismos son necesariamente complejos. Su complejidad afecta, entre otros aspectos, a las moléculas que los componen y a cómo se organizan éstas en asociaciones macromoleculares para formar las diferentes estructuras de los seres vivos. Al observar la materia viva se pueden distinguir varios grados de complejidad estructural, que son los denominados niveles de organización. Niveles de organización bióticos Existen cuatro niveles de organización bióticos, que son exclusivos de los seres vivos: Nivel celular: comprende las células, que son unidades de materia viva constituidas por una membrana y un citoplasma. Se distinguen dos tipos de células: eucariota y procariota Nivel pluricelular: abarca a aquellos seres vivos que están constituidos por más de una célula. Se pueden distinguir varios grados de complejidad o subniveles. De menor a mayor complejidad son los siguientes: Tejidos: son conjuntos de células especializadas muy parecidas, que realizan la misma función y que tienen un mismo origen. Órganos: son las unidades estructurales y funcionales de los seres vivos superiores. Están constituidos por varios tejidos diferentes y realizan una acción concreta. Sistemas: son conjuntos de órganos parecidos, pero que realizan acciones independientes. Por ejemplo, el sistema nervioso, el óseo, el muscular, o el endocrino. Aparatos: son conjuntos de órganos que pueden ser muy diferentes entre sí, pero cuyos actos están coordinados para constituir lo que se llama una función. Nivel de población: abarca a las poblaciones, que son el conjunto de individuos de la misma especie que viven en una misma zona y en un momento determinado. Se considera a los organismos de la misma especie no como individuos concretos, sino desde el punto de vista de las relaciones que se establecen entre ellos en el espacio y en el tiempo. Nivel de ecosistema: se estudia tanto el conjunto de poblaciones de diferentes seres que viven interrelacionados, la llamada comunidad o biocenosis, como el lugar, con sus condiciones fisicoquímicas, en donde se encuentra el llamado biotopo. El conjunto de biocenosis y biotopo se llama ecosistema. El conjunto de ecosistemas de toda la Tierra o biosfera puede ser considerado como el nivel más complejo de organización de los seres vivos. 2. Bioelementos y biomoléculas 1. Los Bioelementos Existe una gran diversidad de seres vivos, con formas y tamaños muy variados, pero todos tienen una composición química bastante homogénea. Los bioelementos o elementos biogénicos son los elementos químicos que forman los seres vivos. Son unos 70 y se clasifican en dos grupos: - Bioelementos primarios: forman el 98 % de un ser vivo y se encuentran en la mayoría de sus compuestos. Los más abundantes son el C, H, O y N y, en menor medida, el S y P. - Bioelementos secundarios: son todos los demás y forman el 2 % restante. Son el Na, K, Mg, Ca, Cl, Fe, Mn, Co, I, Cu, B, F, Li, Zn, Al, Cr, Si, Se, Br, Mo, V, Ni, As, Sn, Rb, Sr, Pb, Cd, Ce, Ba, Ti, Hg, Cs, Ge, Sb, Ag, Nb, Zr, La, Te, Ga, Ta, Bi, Y, Au, Sc, In, Th, U, Sm, Be, Rh, Po, W, etc. A pesar de su escasez, la mayoría son esenciales para la vida aunque algunos sólo son imprescindibles en ciertos organismos. Cuando su proporción es menor de 0,1 % se llaman también oligoelementos. Los bioelementos se unen entre sí y forman compuestos o moléculas (biomoléculas). Algunos compuestos están tanto en los seres vivos como en la materia inerte y se llaman compuestos inorgánicos (H2O, CO2, O2, sales minerales), mientras que otros compuestos están sólo en los seres vivos y se llaman compuestos orgánicos (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). El carbono es un elemento fundamental en casi todos los compuestos orgánicos. Un átomo de carbono lleva cuatro electrones en su último nivel (capa de valencia), por lo que puede formar cuatro enlaces covalentes con otros cuatro átomos, lo cual permite construir cadenas largas, variadas y estables que constituyen la base de muchos compuestos orgánicos. 2. Los compuestos inorgánicos: biomoléculas inorgánicas 2.1. EL AGUA Es el compuesto más abundante en los seres vivos (siempre más del 50 %). Estructura La molécula de agua tiene dos átomos de H y uno de O, unidos por dos enlaces covalentes. La molécula de agua es neutra (ni le faltan ni le sobran electrones), pero el átomo de oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae a los cuatro electrones de los dos enlaces covalentes, que están desplazados hacia el oxígeno. Esto produce un exceso de carga negativa en el oxígeno y un exceso de carga positiva en los dos hidrógenos, originando una molécula di o bipolar. A su vez, esto provoca que las moléculas de agua se atraen unas a otras, acercándose la parte positiva de una con la negativa de otra mediante unos enlaces de hidrógeno, originando una estructura en forma de red (estructura reticular). Los enlaces de hidrógeno son enlaces débiles pero suficientes para mantener esa estructura reticular. Funciones La composición del agua es responsable de que tenga unas determinadas propiedades Físico - Químicas (poder disolvente, estructura reticular, calor específico, densidad, etc.), que son la base de muchas funciones que tiene esta sustancia en los seres vivos. Composición → Propiedades físico-químicas → Funciones biológicas Funciones derivadas de su poder disolvente Una propiedad del agua es su gran poder disolvente. Esto se debe a que muchas sustancias tienen grupos químicos con carga que son atraídas por las moléculas de agua, rompiéndose la estructura original de esas sustancias y disolviéndose. Esta propiedad permite al agua desarrollar muchas funciones en los seres vivos, por ejemplo: - Casi todas las reacciones químicas se producen entre compuestos que están disueltos, ya que así reaccionan mejor. El agua no sólo es el medio donde ocurren las reacciones sino que, a veces, es un reactivo más (ej. reacciones de hidrólisis). - Los compuestos se transportan más fácilmente si van disueltos en agua. Así entran los nutrientes por las raíces, se transportan por la savia de las plantas o por la sangre de los animales, se absorben en el intestino, entran y salen de las células, etc. Funciones derivadas de su estructura reticular  - Las moléculas de agua no sólo se atraen entre sí sino que también atraen a las moléculas del recipiente donde se encuentran. Cuando el recipiente es muy estrecho, esa atracción puede ser mayor que la que hay entre las propias moléculas de agua, provocando que el agua ascienda en contra de la gravedad (capilaridad). Ésta es una de las causas del ascenso de la savia en las plantas. Eliminado: ¶ - La tensión superficial de un líquido es la fuerza que une las moléculas que están en la superficie de ese líquido. El agua tiene una tensión superficial elevada, lo cual permite que algunos cuerpos más densos que ella puedan flotar, incluso seres vivos. Funciones derivadas de su calor específico El calor específico es la cantidad de calor que hay que aplicar a un gramo de una sustancia para aumentar 1 ºC su temperatura. El calor específico del agua es alto (1 cal/g), es decir, hay que proporcionar mucho calor para que aumente su temperatura. Por eso el agua tiene en los seres vivos una función termorreguladora. - Los mamíferos utilizan el agua para bajar su temperatura cuando es excesiva. Tras realizar un ejercicio, la temperatura del cuerpo aumenta y puede resultar perjudicial. Para rebajarla, se expulsa por la piel agua (sudor), la cual se evapora gracias al calor aportado por el propio cuerpo, con lo que la temperatura interna desciende. Es a lo que se llama calor de vaporización. Eliminado: Funciones derivadas de su densidad  El agua es menos densa en estado sólido (0,9 g/cm3) que en estado líquido (1 3 g/cm ), lo cual explica que, cuando se hielan lagos y mares, el hielo flote y no se hunda. Ese hielo flotante protege del frío al agua que hay debajo, lo mantiene por encima de 0 ºC y evita que se hiele, permitiendo la vida de los organismos acuáticos. 2.2. Las sales minerales Concepto Son compuestos formados por la unión de dos iones que se atraen, uno positivo (catión) y otro negativo (anión), unidos por un enlace iónico; también son sales minerales los iones aislados. - Cationes: Na+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, K+, Cu2+, etc. - Aniones: carbonato: CO3=; bicarbonato: HCO3−; cloruro: Cl−; fosfato: PO4≡; nitrato: NO3−; etc. Hay muchas sales formadas por dos iones unidos, ej. carbonato de calcio: CaCO3; cloruro de sodio: NaCl; fosfato de calcio: Ca3(PO4)2, etc. Las sales pueden encontrarse en los seres vivos de varias maneras:  a) en forma sólida o precipitada b) disueltas en agua Funciones Forman estructuras de protección o sostén Cuando están en forma sólida, las sales son insolubles y forman estructuras duras de protección o sostén. Ej. el carbonato de calcio forma la concha de los moluscos; el fosfato de calcio forma los huesos y dientes de los vertebrados; el fluoruro de calcio, CaF2, también está en los dientes; los silicatos, SiO4, forman el caparazón de las diatomeas (algas unicelulares) y el esqueleto de las esponjas. caracol (molusco) nummulites corales  dientes esqueleto algas diatomeas esponja Regulan los procesos osmóticos y mantienen el volumen celular Cuando están disueltas, las sales minerales intervienen en los procesos celulares de ósmosis. La membrana plasmática separa el medio extracelular del intracelular. Ambas son disoluciones con un disolvente (agua) y un soluto (diversas sustancias, entre ellas sales minerales). La mayoría de estos solutos no pueden atravesar la membrana debido a su gran tamaño, pero el agua sí puede hacerlo, luego la membrana plasmática es semipermeable (deja pasar el disolvente pero no el soluto). La ósmosis es el paso de un disolvente a través de una membrana semipermeable desde la zona con menor concentración de soluto (disolución hipotónica o diluida) a la de mayor concentración (disolución hipertónica o concentrada). La ósmosis cesa cuando se igualan ambas concentraciones. Si el exterior de la célula es más hipertónico que el interior sale agua de la célula, pero si sale demasiada podría arrugarse (plasmólisis) y morir. Por el contrario, si el interior de la célula es más hipertónico que el exterior entra agua a la célula, pero si entra demasiada podría hincharse (turgencia) y estallar.. Por eso las células deben vivir en un medio isotónico. 3. Biomoléculas orgánicas 3. Glúcidos 3.1 Definición de glúcido Son moléculas que constan de C, H y O, y a veces también N, S o P. Un glúcido sencillo consta de una cadena de carbonos con un grupo carbonilo (- CO-) y varios grupos hidroxilo (-OH). El grupo carbonilo puede estar en un carbono del extremo de la cadena o en uno del interior (en el primer caso, el glúcido es un aldehído o aldosa, y en el segundo es una cetona o cetosa). Por tanto, los glúcidos son aldehídos o cetonas con grupos hidroxilo. Los glúcidos se llaman también hidratos de carbono o carbohidratos porque antes se pensaba que contenían agua en su molécula aunque no es cierto. 3.2 Clasificación Se clasifican según el número de cadenas de carbono que tienen. - Monosacáridos: si tienen una sola cadena de carbono. - Oligosacáridos: si tienen de 2 a 10 cadenas de carbono. Ejemplos: - Disacáridos: si tienen 2 cadenas de carbono. - Trisacáridos: si tienen 3 cadenas de carbono. - Polisacáridos: tienen de 11 a millones de cadenas de carbono. 3.3 Monosacáridos Tienen una sola cadena de carbono (de 3 a 7 carbonos). Son sólidos con forma de pequeños cristales blancos, solubles en agua y de sabor dulce (por esto último también se llaman azúcares). Si la cadena tiene tres carbonos se llaman triosas. Ejemplos: - Gliceraldehido: interviene en la fotosíntesis y en el metabolismo de la glucosa. - Dihidroxiacetona: interviene en los mismos procesos que el gliceraldehido. Si la cadena tiene cinco carbonos se llaman pentosas. Ejemplos: - Ribosa: forma parte de la estructura del ARN y del ATP. - Desoxirribosa: forma parte de la estructura del ADN. Si la cadena tiene seis carbonos se llaman hexosas. Ejemplos: - Glucosa: es el principal nutriente de los seres vivos y sirve para aportar energía; también es un constituyente estructural de otros compuestos más complejos. Se halla en muchas frutas. - Galactosa: tiene función energética. Se halla en la leche. - Fructosa: tiene función energética. Se halla en muchas frutas.  β ribosa β desoxirribosa 3.4 Disacáridos Tienen dos cadenas de carbono ya que se forman por la unión de dos monosacáridos. También son sólidos con forma de pequeños cristales blancos, solubles en agua y de sabor dulce (también se llaman azúcares). monosacárido + monosacárido ↔ disacárido + H2O El enlace que une los dos monosacáridos se forma entre dos grupos hidroxilo liberando una molécula de agua, y se llama glucosídico. Ejemplos: - Maltosa: formada por dos glucosas. Se halla en la cebada. - Lactosa: formada por galactosa y glucosa. Se halla en la leche.  - Sacarosa: formada por glucosa y fructosa. Se halla en la caña de azúcar y en la remolacha. Un disacárido puede descomponerse por hidrólisis en los dos monosacáridos que lo forman. 3.5 Polisacáridos Son macromoléculas formadas por la unión de muchos monosacáridos (de 11 a millones) unidos por enlaces glucosídicos. Son polímeros de monosacáridos. Son insolubles en agua y no son dulces. Ejemplos: - Almidón: es exclusivo de los vegetales y se almacena en forma de granos en tubérculos y semillas. Es una reserva energética pues se descompone en glucosas cuando se requiere energía. - Glucógeno: El glucógeno es exclusivo de los animales y se almacena en forma de granos en el hígado y los músculos. Es una reserva energética pues se descompone en glucosas cuando se requiere energía.  - Celulosa: formada por millones de glucosas unidas por enlaces o glucosídicos. Tiene función estructural pues forma la pared celular de los vegetales. La madera tiene un 50 % de celulosa y el algodón es celulosa casi pura. - Quitina: formada por millones de moléculas de un derivado de la glucosa (acetil-glucosamina) unidas entre sí como en la celulosa. Forma el exoesqueleto de los artrópodos y la pared celular de los hongos.  3.6 Significado biológico (=funciones) de los glúcidos Presentan dos funciones principales: - Energética: muchos glúcidos aportan energía a las células. Un gramo de glúcido aporta 4 kilocalorías, y de forma inmediata. El más importante es la glucosa, que es el principal combustible celular; también están la fructosa, maltosa y lactosa. Otros glúcidos sirven de reserva energética, como el almidón y glucógeno, y se descomponen en glucosas cuando se requiere energía. - Estructural: muchos glúcidos forman parte de la estructura de otros compuestos más complejos, como la ribosa que se encuentra en el ARN o la desoxirribosa que se encuentra en el ADN. Otros forman estructuras protectoras duras, como la celulosa que forma la pared celular de los vegetales, o la quitina que forma el exoesqueleto de los artrópodos y la pared celular de los hongos. - Además de las dos funciones anteriores, los glúcidos intervienen en muchos procesos celulares (fotosíntesis, respiración celular, etc.). 4. Los lípidos 4.1 Concepto (Definición de lípido) Son moléculas que constan de C, H y O, y a veces también P y S. Sus fórmulas químicas son muy diferentes pero todas poseen dos propiedades comunes: son insolubles en agua y solubles en líquidos no polares (como la acetona, xileno o benceno). 4.2 Clasificación Se clasifican en dos grupos: - Lípidos saponificables: contienen en su molécula ácidos grasos y, por tanto, pueden formar jabones (reacción de saponificación). Son los ácidos grasos, glicéridos-acilglicéridos o grasas, ceras y fosfolípidos. - Lípidos insaponificables: no contienen en su molécula ácidos grasos y, por tanto, no pueden formar jabones. Son los terpenos y esteroides. 4.3 Lípidos saponificables ÁCIDOS GRASOS Un ácido graso es un compuesto que consta de una cadena larga de C e H y un grupo carboxilo (-COOH) en un extremo. Una molécula de ácido graso presenta un extremo polar que atrae al agua (- COOH, extremo hidrófilo o hidrofílico), y otro extremo no polar o apolar que ni lo atrae ni lo repele (R, extremo hidrófobo o hidrofóbico). Una molécula con estas características se llama anfipática. La función de los ácidos grasos es aportar energía y formar parte de la estructura de otros lípidos más complejos.  Glicéridos, Acilglicéridos o Grasas Se forman por la unión de uno, dos o tres ácidos grasos con una única molécula de glicerina (también llamada glicerol). La reacción de formación de un glicérido se llama esterificación. Si el glicérido tiene un solo ácido graso es un monoglicérido o monoacilglicérido, si tiene dos ácidos grasos es un diglicérido o diacilglicérido y si tiene tres es un triglicérido o triacilglicérido. Los glicéridos abundan en las células adiposas de la dermis y en algunas semillas (girasol, maíz, soja) y frutos (aceituna). Los glicéridos tienen dos funciones: - Son las principales reservas energéticas de los seres vivos. Cuando se requiere energía se descomponen en ácidos grasos (reacción inversa a la esterificación), los cuales aportan energía. - Protegen del frío: mientras se encuentran en la dermis forman una capa que protege del frío. - Protegen a los órganos. Los glicéridos constan de uno o varios ácidos grasos, y eso les permite realizar la reacción de saponificación, que sirve para formar jabón.  Fosfolípidos Se forman por la unión de dos moléculas de ácidos grasos, una de glicerina y una de ácido fosfórico, H3PO4. Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas, con un extremo hidrófilo (donde está la glicerina y el ácido fosfórico) y otro hidrófobo (donde están los radicales de los ácidos grasos). Cuando están en agua también se disponen en capas, tanto en la superficie del agua como en el interior (micelas), con los extremos hidrófilos junto a las moléculas del agua y los extremos hidrófobos alejados de ellas. Por ello son muy adecuados para formar las membranas celulares. Los fosfolípidos forman las membranas de las células, tanto la membrana plasmática como la de los orgánulos membranosos (mitocondria, vacuola, lisosoma, etc.). Glucolípidos Un glucolípido es un lípido que se encuentra unido a un hidrato de carbono. Coloquialmente suele decirse que se trata de una grasa asociada a un azúcar. Sus funciones son variadas, pudiendo participar en procesos de reconocimiento y comunicación celular y en la estabilidad de la membrana.  Ceras Se forman por la unión de un ácido graso muy largo (de 14 a 36 carbonos) con un alcohol también muy largo (de 16 a 30 carbonos). Ejemplo: CH3 - (CH2)14 - COOH + CH3 - (CH2)28 - CH2OH → ácido palmítico alcohol → CH3 - (CH2)14 - CO - OCH2 - (CH2)28 - CH3 + H2O Las ceras recubren e impermeabilizan algunas partes exteriores de los seres vivos (pelos, plumas, tallos, hojas, flores, frutos, exoesqueleto de artrópodos), evitando tanto la entrada de agua como su pérdida excesiva por evaporación; también forman los panales de las abejas. LÍPIDOS INSAPONIFICABLES 4.4 Lípidos insaponificables Terpenos o Isoprenoides Están formados por la unión de moléculas de isopreno (2 metil 1,3 butadieno) o de un derivado de éste. Isopreno: CH2 = C – CH = CH2 │ CH3 Pueden ser moléculas lineales o cíclicas, y abundan en los vegetales. - Si constan de dos moléculas de isopreno se llaman monoterpenos, como el mentol. - Si constan de cuatro moléculas de isopreno se llaman diterpenos, como el retinol o vitamina A, vitamina E y vitamina K. - Si constan de seis moléculas de isopreno se llaman triterpenos. - Si constan de ocho moléculas de isopreno se llaman tetraterpenos, como los carotenos, que son pigmentos naranjas precursores de la vitamina A, intervienen en la fotosíntesis y colorean algunos frutos (naranja, tomate), y las xantofilas, que son pigmentos amarillos. Esteroides Son compuestos formados por varias cadenas cíclicas de carbono con forma de polígonos. - Colesterol: se encuentra en las membranas celulares y sirve para mantener su fluidez. Se forma en el hígado y también se obtiene de los alimentos. - Testosterona: hormona formada en los testículos, - Progesterona: hormona formada en los ovarios - Ácidos biliares: son un conjunto de ácidos - Vitamina D: favorece la absorción de calcio y fósforo en el intestino delgado. Su carencia provoca el raquitismo. 4.5 Significado biológico (=funciones) de los lípidos Presentan tres funciones principales: - Energética: los ácidos grasos son, junto con los monosacáridos, los principales combustibles de los seres vivos. Un gramo de lípido proporciona 9 kilocalorías, más que un glúcido aunque con más lentitud. Los glicéridos constituyen reservas de energía y se transforman en ácidos grasos cuando el organismo requiere energía. - Estructural: algunos lípidos forman estructuras en los seres vivos. Los fosfolípidos son los componentes mayoritarios de las membranas celulares; las ceras impermeabilizan pelos, plumas, hojas, frutos, etc. y forman los panales de las abejas. - Reguladora o catalizadora: los seres vivos poseen diferentes sustancias (enzimas, hormonas y vitaminas) que regulan o catalizan distintos procesos metabólicos. Algunas hormonas son lípidos (ej. testosterona y progesterona) y algunas vitaminas también (ej. vitamina D). 5. Las proteínas Son macromoléculas que constan de C, H, O y N, a veces también S, formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas aminoácidos. Son polímeros de aminoácidos. 4.1 Aminoácidos  Un aminoácido es un compuesto con un grupo carboxilo (- COOH) de naturaleza ácida, un grupo amino (- NH2) de naturaleza básica, un C, un H y un radical (R) variable, que es lo único que diferencia a un aminoácido de otro, y que determina las propiedades de cada aminoácido. Existen veinte aminoácidos diferentes formadores de proteínas. La unión de dos aminoácidos se produce entre el grupo carboxilo de uno y el grupo amino del otro, desprendiéndose una molécula de agua y formándose un enlace covalente llamado peptídico. Un compuesto formado por la unión de aminoácidos se llama péptido. Pueden unirse dos aminoácidos (dipéptido), tres aminoácidos (tripéptido), cuatro (tetrapéptido), etc., hasta centenares. Con más de 50 aminoácidos se llama polipéptido, cadena polipeptídica o proteína. 5.2 Estructura de las proteínas Una proteína es una molécula tridimensional donde pueden distinguirse cuatro niveles estructurales: Estructura primaria (1ª) Es la secuencia de aminoácidos de la proteína. Estructura secundaria (2ª) Es la disposición espacial que adopta la estructura primaria. Muchos aminoácidos tienen radicales con cargas eléctricas (positivas o negativas) que producen atracciones o repulsiones entre ellos, lo cual provoca que la cadena de aminoácidos se pliega (estructura secundaria). Hay dos tipos principales de estructuras secundarias: - En hélice, helicoidal o alfa (α): la cadena de aminoácidos se pliega en espiral, como un muelle. Este plegamiento provoca a su vez la aparición de nuevos enlaces entre distintos aminoácidos, como enlaces de hidrógeno y puentes disulfuro (éste formado por dos átomos de azufre). Estos nuevos enlaces son débiles pero ayudan a mantener estable la estructura secundaria. Ej. la queratina del pelo. - En láminas plegadas o beta (β): la cadena de aminoácidos adopta la forma de una línea quebrada dispuesta en diferentes planos, con los radicales de los aminoácidos fuera de esos planos. Ej. la fibroína que forma la seda. También hay proteínas que tienen partes de su molécula con estructura secundaria α y otras partes con estructura secundaria β. Estructura terciaria (3ª) Es la disposición espacial que adopta la estructura secundaria. Puede ser de dos tipos principales: - Filamentosa o fibrosa: la proteína adopta la forma de un filamento más o menos recto, ej. queratina. - Globular: la proteína se pliega formando un ovillo, ej. mioglobina. En este caso, la estructura terciaria se mantiene gracias a nuevos enlaces débiles (enlaces de hidrógeno y disulfuro) que aparecen al plegarse la proteína. Estructura cuaternaria (4ª) Es la estructura que poseen algunas proteínas formadas por dos o más cadenas de aminoácidos. Si una proteína pierde sus estructuras 2ª, 3ª y 4ª cambia su forma y deja de funcionar. Es lo que se conoce como desnaturalización de las proteínas. 5.4 Significado biológico (=funciones) de las proteínas A diferencia de glúcidos y lípidos, las proteínas tienen muchas funciones: - Enzimática: muchas proteínas actúan facilitando las reacciones químicas (son catalizadores) y se llaman enzimas. Cada célula tiene más de 2.000 enzimas diferentes. - Transportadora: las proteínas de la membrana plasmática transportan sustancias entre el exterior y el interior de la célula; la hemoglobina y la mioglobina transportan O2 en la sangre y los músculos, respectivamente, etc. - Contráctil: la actina y la miosina llevan a cabo la contracción de las células musculares. - Defensiva: las inmunoglobulinas o anticuerpos nos defienden de microbios; la trombina y el fibrinógeno intervienen en la coagulación de la sangre evitando hemorragias. - Estructural: la tubulina forma el citoesqueleto y el centrosoma celular; el colágeno forma fibras entre las células; la queratina forma el pelo, uñas y plumas; la fibroina forma la seda, etc. - Reguladora/hormonal: algunas proteínas como la insulina y la hormona del crecimiento son hormonas. - Energética y de reserva de aminoácidos: algunas proteínas como la caseína de la leche o la ovoalbúmina del huevo son una reserva de aminoácidos. 6. Ácidos Nucleicos Son macromoléculas con C, H, O, N y P formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas nucleótidos. Son polímeros de nucleótidos. 5.1 Nucleótidos Un nucleótido tiene tres partes: a) pentosa: que puede ser ribosa o desoxirribosa, b) base nitrogenada: que puede ser adenina, guanina, timina, citosina o uracilo, c) ácido fosfórico: H3PO4, llamado también ión fosfato o grupo fosfato, que puede estar en forma de ión, PO43-, Además de formar ácidos nucleicos, algunos nucleótidos tienen otras funciones, como el AMP, ADP y ATP, que almacenan y transportan energía. - AMP (adenosín monofosfato): formado por ribosa, adenina y un ácido fosfórico. - ADP (adenosín difosfato): formado por ribosa, adenina y dos ácidos fosfóricos. - ATP (adenosín trifosfato): formado por ribosa, adenina y tres ácidos fosfóricos. 6.2 Ácidos nucleicos Son macromoléculas formadas por la unión de nucleótidos (de decenas a millones). Hay dos tipos: ácido ribonucleico y ácido desoxirribonucleico. Ácido ribonucleico (ARN o RNA) Sus nucleótidos (ribonucleótidos) tienen: a) ribosa b) adenina, guanina, citosina o uracilo, nunca timina c) ácido fosfórico. Los nucleótidos se disponen en fila formando una sola cadena o hebra. Se halla en el núcleo de la célula, citosol, ribosomas, mitocondrias y cloroplastos. Existen tres tipos de ARN: - ARN mensajero (ARNm): consta de unos 5.000 nucleótidos. Su función es llevar la información genética desde el núcleo hasta los ribosomas del citoplasma, para que éstos formen proteínas. - ARN de transferencia (ARNt): consta de unos 80 nucleótidos, tiene forma de cruz y se halla en el citosol. Presenta zonas donde la cadena de nucleótidos se enfrenta con otros tramos de la misma, pareciendo haber dos cadenas. En el extremo 3 se une a un aminoácido y lo transporta hasta un ribosoma, para que allí se junte con otros aminoácidos y se forme una proteína. - ARN ribosómico (ARNr): molécula muy plegada que forma la estructura de los ribosomas. En algunos virus, el ARN es el portador de la información genética. Ácido desoxirribonucleico (ADN o DNA) Sus nucleótidos (desoxirribonucleótidos) tienen: a) desoxirribosa b) adenina, guanina, citosina o timina, nunca uracilo c) ácido fosfórico. Su estructura fue descubierta en 1953 por James Watson y Francis Crick, que propusieron el modelo de la doble hélice, según el cual los nucleótidos se disponen en fila formando dos cadenas o hebras paralelas, en espiral y en sentido contrario (antiparalelas). Las bases enfrentadas de ambas hebras están unidas por enlaces de hidrógeno, dos enlaces entre A y T, y tres entre C y G. La molécula parece una escalera de caracol y las bases serían los escalones. Como excepción, algunos virus tienen ADN de una sola hebra. El ADN es el portador de la información genética en los seres vivos. Se halla sobre todo en el núcleo, y también en las mitocondrias y los cloroplastos. La  expresión de estos genes es el proceso que permite obtener proteínas a partir de genes. Los genes son secuencias de nucleótidos de ADN que codifican la información necesaria para la síntesis de proteínas. Esta síntesis tiene lugar en dos pasos: transcripción y traducción. La transcripción tiene lugar en el núcleo y en ella una de las dos hebras que conforman la doble cadena de ADN sirve de molde para que una secuencia concreta se copie a una molécula de ARN de cadena sencilla. Posteriormente, este ARN sale fuera del núcleo y lleva el mensaje –la secuencia de nucleótidos– hasta los ribosomas, de ahí el nombre de ARN mensajero (ARNm). La traducción es un proceso citoplasmático en el que la molécula de ARNm se descodifica para generar una cadena específica de aminóacidos, llamada polipéptido (la proteína). La correspondencia existente entre nucleótidos (ARNm) y aminoácidos (proteína) es lo que se denomina código genético. NIVEL 2 : OPTATIVO OPCIÓN A Trabajo de investigación ¿En qué alimentos se encuentran cada uno de los bioelementos y biomoléculas? OPCIÓN B Trabajo de investigación ¿En qué partes del cuerpo se encuentran cada uno de los bioelementos y biomoléculas?