CURSO DE BIOLOGÍA

Sales minerales.

Las sales minerales, al ser de origen inorgánico, no están formadas por cadenas de carbono y oxígeno, a diferencia de las sustancias de origen orgánico. Sin embargo, son unos constituyentes muy importantes de las células.

• Podemos distinguir tres tipos de sales en función de como podamos encontrarlas en los seres vivos:

Las sales minerales solubles o disueltas.

Se encuentran disociadas en sus iones (aniones y cationes), que son los responsables de su actividad biológica.
Por ejemplo, la transmisión del impulso nervioso depende del intercambio de iones Na+ y K+, entre el medio intracelular y extracelular, a través de la membrana plasmática.

• Función catalítica. Algunos iones actúan como cofactores enzimáticos, como por ejemplo el Cu+, Mn2+, Mg2+, Zn+.

• Función osmótica. Intervienen en los procesos relacionados con la distribución del agua entre el interior celular y el medio donde habita dicha célula. Los iones de sodio, potasio, cloro y calcio, participan en la generación de gradientes electroquímicos, imprescindibles en el mantenimiento del potencial de membrana y del potencial de acción y en la sinapsis neuronal.

• Función tamponadora. Los sistemas carbonato-bicarbonato y monofosfato-bifosfato llevan a cabo esta función.

Los iones contribuyen al balanceo iónico de los seres vivos, el cual afecta a la permeabilidad, la irritabilidad, la contractilidad y la viscosidad celulares. Los efectos de los iones pueden ser antagónicos; por ejemplo el K+ reduce la viscosidad del citoplasma y el Ca2+ la aumenta.

Las sales minerales insolubles o precipitadas.

Este tipo de sales forma estructuras sólidas que sirven de sostén o con función protectora.

• En los vertebrados encontramos fosfatos, cloruros y carbonatos de calcio formando parte del esqueleto interno.
• Los caparazones, en crustáceos y moluscos (como el caracol), y las células de algas calcáreas están compuestos por carbonato cálcico y magnesio.
• En el caso de las plantas, las sales minerales son elementos nutritivos e influyen en el medio interior de la célula en menor medida que en los animales. En las gramíneas hay un endurecimiento (impregnación con sílice) de las células vegetales.
• Los otolitos del oído interno están formados por cristales de carbonato cálcico. Esto ayuda al equilibrio.

Las sales minerales asociadas a moléculas orgánicas.

Suelen encontrarse asociadas a proteínas, como las fosfoproteínas; a lípidos, fosfolípidos; y a glúcidos constituyendo el agar-agar.

Algunos iones pueden asociarse a moléculas que les permite realizar funciones que por sí solos no podrían, e igualmente la molécula a la que se asocia, no podría cumplirlas si no tuviera el ion.

La hemoglobina es capaz de transportar oxígeno en la sangre porque está unida a un ion Fe2+.
Los citocromos actúan como transportadores de electrones porque poseen un ion
Fe3+.
La clorofila captura energía luminosa en el proceso de fotosíntesis por contener un ion Mg2+ en su estructura.

Las funciones de las sales minerales.

• Constitución de estructuras de sostén y protección. Las sales precipitadas (como el carbonato cálcico o la sílice) forman estructuras tan importantes como los huesos, los caparazones o las conchas de muchos organismos.

• Funciones fisiológicas y bioquímicas. Los iones procedentes de las sales minerales hidrosolubles cumplen distintas funciones, como son el mantenimiento de la homeostasis (equilibrio interno del organismo) o distintas funciones enzimáticas, asociándose a enzimas imprescindibles para las reacciones metabólicas. Estos iones, además generan potenciales eléctricos, al variar su concentración a uno y otro lado de la membrana plasmática.

• Mantener una concentración osmótica adecuada. Todos los medios líquidos biológicos (sangre, plasma, líquido cefalorraquídeo, etc.) son disoluciones de agua (disolvente) y sales (soluto), de manera que la regulación de la concentración de soluto resulta de vital importancia para la célula y el propio organismo. A los procesos que dependen de este equilibrio se les llama procesos osmóticos. La ósmosis es el proceso mediante el cual se produce la difusión de un disolvente a través de una membrana semipermeable (permite el paso del disolvente, pero no del soluto), desde una concentración más diluida (hipotónica) a otra más concentrada (hipertónica).

Cuando el agua pasa a la disolución hipertónica ésta se diluye y la hipertónica se concentra. El proceso continúa hasta que ambas concentraciones se igualan, es decir se hacen isotónicas. Para evitar el paso de agua habría que ejercer una presión desde el medio hipertónico, llamada presión osmótica.

La membrana plasmática es semipermeable. Por tanto, se hace necesario mantener una concentración salina en el interior que sea igual a la del medio exterior para que ésta no tenga ganancia ni pérdida neta de agua.

Si la concentración del medio intracelular es mayor que la del medio externo, la excesiva entrada de agua provocaría el hinchamiento de la célula, a lo que se denomina turgencia, que puede provocar la rotura de la membrana y la muerte celular.

Si la concentración del medio intracelular es menor que la del medio externo, el agua sale de la célula y ésta disminuye su volumen, a lo que se llama plasmólisis, que también puede provocar la muerte celular.

• Mantener el pH en medios biológicos y estructuras. La actividad biológica en el medio interno celular se produce a un determinado valor de pH y las reacciones químicas que ocurren en los seres vivos provocan que ese pH sufra variaciones. Las sales minerales disueltas amortigüan estas alteraciones ayudando a mantener un pH constante. A las disoluciones de sales que realizan ésta función se las llama disoluciones amortigüadoras o tampón. Un ejemplo son los sistemas tampón-fosfato y tampón bicarbonato. El primero es el más importante en el medio intracelular: H2PO4- <=> PO42- , el segundo lo es en el medio extracelular: HCO3- <=> H2CO3.
  

1.2 Biomoléculas orgánicas

• GLÚCIDOS
• PROTEÍNAS
• LÍPIDOS
• ÁCIDOS NUCLEICOS

1.2.1 Glúcidos

Composición química: Son biomoléculas constituidas por C, H, y O (a veces tienen N, S, o P). y su fórmula general suele ser (CH2O)n Químicamente son polihidroxialdehídos, polihidroxicetonas.
Las principales funciones de los lípidos pueden ser:

estructurales:

moleculares: como la ribosa que forma parte de los ácidos nucleicos.
celulares: como la celulosa y hemicelulosa las cuales forman parte de las pareces celulares vegetales.
orgánicas: como la quitina del exoesqueleto de los artrópodos.

energéticas:

como fuente de energia: los azucares, en especial la glucosa, son la fuente de energía de las química de las células.
como reserva de energía:la glucosa es almacenada como almidón o glucógeno, que funcionan como reserva de energía.

Clasificación:

-MONOSACÁRIDOS U OSAS: Glúcidos de 3 a 7 átomos de C., con propiedades reductoras. No son hidrolizables. ÓSIDOS . Asociación de monosacáridos con enlaces o-glucosídicos. Son hidrolizables, son sólidos cristalinos que tienen sabor dulce.
el poder reductor de los monosocáridos:todos los monosacáridos que tienen un grupo aldehído, son reductores debido a la presencia del carbono carbonílico, que se oxida a ácido carboxílico.
los mas importantes son : en las triosas el gliceraldehido, en las pentosas: la ribisa y la desoxirribosa componentes estructurales de los ácidos nucleicos las hexosas:la glucosa, la galactosa, la mano

-HOLÓSIDOS: Uniones de monosacáridos constituidos por carbono, hidrógeno y oxígeno, exclusivamente. engloba a los oligosacáridos y polisacáridos.

-OLIGOSACARIDO: De 2 a 10 monosacáridos. Resultan de especial interés disacáridos y trisacáridos; son resultantes de la unión mediante enlaces O-glucosídicos de cadenas cortas de monosacáridos. son hidrolizables, de sabor dulce, cristalizables y solubles.


enlace O-glucosídico

-POLISACÁRIDOS: unión de más de 10 monosacáridos, pueden ser homoplisacáridos como el almidón o el glucógeno (formados por las mismas osas, tienen función de reserva o estructural, están unidos por enlaces O-glucosídicos ) heteropolisacáridos ( compuesto formado por distintas osas, los heteropolisacáridos, al ser hidrolizados dan lugar a dos o mas tipos diversos de osas) como las hemicelulosas.

-HETERÓSIDOS: unión de Monosacáridos y otras sustancias no glucídicas . Además de carbono, hidrógeno y oxígeno, contienen otros elementos químicos( alcoholes, esteroides...) de los heterósidos cabe destacar los glucolípidos y las glucoproteínas

- Glucolípidos: son heterósidos, que contiene ceramida unida a un oligosacárido complejo, son los componentes externos de las membranas Gram negativa y son los objetos principales de los anticuerpos contra esas bacterias; los mas importantes son los cerebrósidos y gangliósidos.

-Glucoproteínas: compuestos formados por una fracción glucídica y una fracción proteíca como:
mucinas: tienen una gran fracción glucídica y se encuentran presentes en las vias respiratorias y genitales lubricando e impidiendo la infeccion bacteriana.
peptidoglucanos: componente rígido de las paredes bacterianas