METABOLISMO CELULAR

En un sentido amplio, metabolismo es el conjunto de todas las reacciones químicas que se producen en el interior de las células de un organismo. Mediante esas reacciones se transforman las moléculas nutritivas que, digeridas y transportadas por la sangre, llegan a ellas.El metabolismo tiene principalmente dos finalidades:

· Obtener energía química utilizable por la célula, que se almacena en forma de ATP (adenosín trifostato) . Esta energía se obtiene por degradación de los nutrientes que se toman directamente del exterior o bien por degradación de otros compuestos que se han fabricado con esos nutrientes y que se almacenan como reserva.


· Fabricar sus propios compuestos a partir de los nutrientes, que serán utilizados para crear sus estructuras o para almacenarlos como reserva.

Al producirse en las células de un organismo, se dice que existe un metabolismo celular permanente en todos los seres vivos, y que en ellos se produce una continua reacción química.


Estas reacciones químicas metabólicas (repetimos, ambas reacciones suceden en las células) pueden ser de dos tipos: catabolismo yanabolismo .
El catabolismo (fase destructiva)

Su función es reducir, es decir de una sustancia o molécula compleja hacer una más simple.

Catabolismo es, entonces, el conjunto de reacciones metabólicas mediante las cuales las moléculas orgánicas más o menos complejas (glúcidos, lípidos), que proceden del medio externo o de reservas internas, se rompen o degradan total o parcialmente transformándose en otras moléculas más sencillas (CO2, H2O, ácido láctico, amoniaco, etcétera) y liberándose energía en mayor o menor cantidad que se almacena en forma de ATP (adenosín trifosfato) . Esta energía será utilizada por la célula para realizar sus actividades vitales (transporte activo, contracción muscular, síntesis de moléculas) .

Las reacciones catabólicas se caracterizan por:

Son reacciones degradativas , mediante ellas compuestos complejos se transforman en otros más sencillos.

Son reacciones oxidativas , mediante las cuales se oxidan los compuestos orgánicos más o menos reducidos, liberándose electrones que son captados por coenzimas oxidadas que se reducen.

ACIDOS NUCLEICOS

Los ácidos nucleicos son grandes polímeros formados por la repetición de monómeros denominados nucleótidos, unidos mediante enlaces fosfodiéster. Se forman largas cadenas; algunas moléculas de ácidos nucleicos llegan a alcanzar tamaños gigantescos, de millones de nucleótidos encadenados. Existen dos tipos básicos, el ADN y elARN.

El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Johann Friedrich Miescher, que en el año 1869 aisló losnúcleos de las células una sustancia ácida a la que llamónucleína,nombre que posteriormente se cambió a ácido nucleico. Posteriormente, en 1953, James Watson yFrancis Crick descubrieron la estructura del ADN, empleando la técnica de difracción de rayos X.Todos los organismos poseen estas biomoléculas que dirigen y controlan la síntesis de sus proteínas, proporcionando la información que determina su especificidad y características biológicas, ya que contienen las instrucciones necesarias para realizar los procesos vitales y son las responsables de todas las funciones básicas en el organismo

LOS BIOELEMENTOS !!!

Los bioelementos o elementos biogénicos son los elementos químicos, presentes en seres vivos. La materia viva está constituida por unos 70 elementos, la práctica totalidad de los elementos estables que hay en la Tierra, excepto los gases nobles. No obstante, alrededor del 99% de la masa de la mayoría de las células está constituida por cuatro elementos, carbono (C),hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N), que son mucho más abundantes en la materia viva que se encuentra en la corteza terrestre

Los bioelementos primarios son los elementos indispensables para formar las biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos); constituyen el 96% de la materia viva seca. Son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre (C, H, O, N, P, S, respectivamente).

Los bioelementos también se clasifican según su abundancia en mayoritarios, traza y ultratraza:

Bioelementos mayoritarios. Se presentan en cantidades superiores al 0,1% del peso del organismo. Oxígeno (O), carbono (C), hidrógeno (H), nitrógeno (N), calcio (Ca), fósforo (P),azufre (S), cloro (Cl) y sodio (Na).

Bioelementos traza. Están presentes en una proporción comprendida entre el 0,1% y el 0,0001% del peso de un ser vivo. Entre otros se incluye silicio (Si), magnesio (Mg) y cobre(Cu).

Bioelementos ultratraza. Se presentan en cantidades inferiores al 0,0001%, por ejemplo elyodo (I), el manganeso (Mn) o el cobalto (Co).

COMPOSICIÓN DE LOS SERES VIVOS!!!

PRINCIPALES COMPONENTES DE LOS SERES VIVOS

Los seres vivos están formados de materia viva, la cual a su vez se compone de aproximadamente 70 elementos que reciben el nombre de bioelementos. El estudio de la composición química de los seres vivos es realizado por la Bioquímica.

Bioelementos

Estos elementos, una vez que se encuentran en la materia viva, pueden agruparse y formar estructuras muy complejas. Los más abundantes son los bioelementos principales o primarios, que se encuentran en todas las estructuras. El carbono es el más importante y uno de los más abundantes; de la unión de sus átomos con los de otros bioelementos resultan variadas combinaciones que proveen las propiedades físicas y químicas a las moléculas orgánicas. Otros elementos principales son el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre.

Los bioelementos secundarios se encuentran en menor proporción en el cuerpo de los organismos. Algunos son indispensables como el potasio, el magnesio, el sodio, el calcio, el hierro, el yodo y el flúor, pero otros no se encuentran en algunos seres vivos.

Por último, aquellos bioelementos cuya proporción no supera el 0.01 por ciento son llamadosoligoelementos. Ejemplos de éstos son el boro, el cobre, el cobalto y el manganeso.

COMPUESTOS O PRINCIPIOS INMEDIATOS

Son las combinaciones químicas de los bioelementos y pueden ser orgánicos o inorgánicos.

Inorgánicos:

Agua.

Es el compuesto más importante que se encuentra en los organismos, pues puede constituir más del 90 por ciento de su peso. El numeroso conjunto de funciones que cumple incluye la disolución y el transporte de sustancias, el soporte para la realización de la mayoría de las reacciones químicas y la función de regulación térmica.

El agua es el solvente universal.

propiedades del agua !!!

agua, sustancia líquida formada por la combinación de dos volúmenes de hidrógeno y un volumen de oxígeno, que constituye el componente más abundante en la superficie terrestre.

Hasta el siglo XVIII se creyó que el agua era un elemento, fue el químico ingles Cavendish quien sintetizó agua a partir de una combustión de aire e hidrógeno. Sin embargo los resultados de este experimento no fueron interpretados hasta años más tarde, cuando Lavoisier propuso que el agua no era un elemento sino un compuesto formado por oxígeno y por hidrógeno, siendo su formula H2O.

PROPIEDADES:

1. FÍSICAS

El agua es un líquido inodoro e insípido. Tiene un cierto color azul cuando se concentra en grandes masas. A la presión atmosférica (760 mm de mercurio), el punto de fusión del agua pura es de 0ºC y el punto de ebullición es de 100ºC, cristaliza en el sistema hexagonal, llamándose nieve o hielo según se presente de forma esponjosa o compacta, se expande al congelarse, es decir aumenta de volumen, de ahí que la densidad del hielo sea menor que la del agua y por ello el hielo flota en el agua líquida. El agua alcanza su densidad máxima a una temperatura de 4ºC,que es de 1g/cc.

Su capacidad calorífica es superior a la de cualquier otro líquido o sólido, siendo su calor específico de 1 cal/g, esto significa que una masa de agua puede absorber o desprender grandes cantidades de calor, sin experimentar apenas cambios de temperatura, lo que tiene gran influencia en el clima (las grandes masas de agua de los océanos tardan más tiempo en calentarse y enfriarse que el suelo terrestre). Sus calores latentes de vaporización y de fusión (540 y 80 cal/g, respectivamente) son también excepcionalmente elevados.

2. QUÍMICAS

El agua es el compuesto químico más familiar para nosotros, el más abundante y el de mayor significación para nuestra vida. Su excepcional importancia, desde el punto de vista químico, reside en que casi la totalidad de los procesos químicos que ocurren en la naturaleza, no solo en organismos vivos, sino también en la superficie no organizada de la tierra, así como los que se llevan a cabo en el laboratorio y en la industria, tienen lugar entre sustancias disueltas en agua, esto es en disolución. Normalmente se dice que el agua es el disolvente universal, puesto que todas las sustancias son de alguna manera solubles en ella.

No posee propiedades ácidas ni básicas, combina con ciertas sales para formar hidratos, reacciona con los óxidos de metales formando ácidos y actúa como catalizador en muchas reacciones químicas.

     

LOS GLUCIDOS

Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos sonbiomoléculas compuestas por carbono,hidrógeno y oxígeno, cuyas principales funciones en los seres vivos son el brindar energía inmediata y estructural. La glucosa y el glucógeno son las formas biológicas primarias de almacenamiento y consumo de energía; la celulosa cumple con una función estructural al formar parte de la pared de las células vegetales, mientras que laquitina es el principal constituyente delexoesqueleto de los artrópodos

El término "hidrato de carbono" o "carbohidrato" es poco apropiado, ya que estas moléculas no son átomos de carbono hidratados, es decir, enlazados a moléculas de agua, sino que constan de átomos de carbono unidos a otros grupos funcionalescomo carbonilo e hidroxilo. Este nombre proviene de la nomenclatura química del siglo XIX, ya que las primeras sustancias aisladas respondían a la fórmula elemental Cn(H2O)n (donde "n" es un entero ≥ 3). De aquí que el término "carbono-hidratado" se haya mantenido, si bien posteriormente se demostró que no lo eran. Además, los textos científicos anglosajones insisten en denominarlos carbohydrates lo que induce a pensar que este es su nombre correcto. Del mismo modo, en dietética, se usa con más frecuencia la denominación de carbohidratos.

Los glúcidos pueden sufrir reacciones de esterificación, aminación, reducción, oxidación, lo cual otorga a cada una de las estructuras una propiedad específica, como puede ser de solubilidad.

LOS SISTEMAS BIOLOGICOS!!!

La naturaleza se organiza en sistemas con muchos componentes que están relacionados de muchas maneras, en ocasiones de forma no lineal. De la misma manera, las poblaciones biológicas no están aisladas, sino que interactúan unas con otras y con su medio de formas a veces muy complicadas. Esta aseveración tiene algunas consecuencias relevantes, no muy obvias.

Los sistemas biológicos son jerárquicos. Esto quiere decir que algunos sistemas están "inmersos" en otros sistemas mayores, que a su vez están "dentro" de otros mayores aún.

Las fronteras de los sistemas biológicos son difusas, no siempre se puede saber donde acaba exactamente un sistema o proceso y empieza otro. Es una consecuencia de que haya muchas interacciones en sistemas jerárquicos.

Los sistemas biológicos "se regeneran", tienen estabilidad. Son constantes en el tiempo y el espacio. Los sistemas biológico están conformados por subconjunto de componentes de carácter orgánico que, junto con aquellos de índole inorgánico conocidos como “Sistemas Físicos” integran en nuestro planeta ese agregado universal que denominamos “Sistemas Naturales”. Luego, los sistemas biológicos están constituidos por la suma de todos los seres vivientes que existen.

El análisis del sistema biológico muestra que es dinámico, con movimientos complejos y por ello resulta imposible su exacta predicción cuando la acción del fertilizante se mide después de mucho tiempo, por lo que se induce una situación de caos. Los microorganismos recuperan la estabilidad luego de la incorporación de nitrógeno y generan un fractal.

Los sistemas biológicos son jerárquicos. Esto quiere decir que algunos sistemas están "inmersos" en otros sistemas mayores, que a su vez están "dentro" de otros mayores aún. Este concepto se puede representar como si la población de una especie estuviera "inmersa" dentro de un conjunto mayor de poblaciones de otras especies (que comparten todas en una misma región). Al decir inmerso se deben precisar dos cosas: primero, que la población (o sistema biológico) mantiene su identidad y se puede diferenciar sin demasiados problemas de su entorno; segundo, que está influenciado por las poblaciones vecinas (los cambios de tamaño de la población están principalmente originados por factores externos a ella).