Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests

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APUNTES BIOLOGÍA PBAU Islas Baleares AprenAI 2026-2027 Los 6 bloques de Biología de Selectividad en Baleares, de biomoléculas a inmunología, con esquema y test en cada tema y un resumen final para repasar. APREN.AI Índice Tema 1: Base química de la vida 1 Bioelementos, agua y sales minerales 7 1. Elementos y moléculas de la materia viva 7 2. El agua: estructura y propiedades fisicoquímicas 8 3. Dispersiones coloidales 9 4. Las sales minerales 10 5.

Procesos osmóticos y comportamiento celular 10 2 Funciones de los bioelementos secundarios y oligoelementos 13 Bioelementos primarios: el armazón de las biomoléculas 13 Bioelementos secundarios: iones con funciones fisiológicas 14 Oligoelementos: imprescindibles en trazas 14 Dónde se localizan el Mg y el Fe 15 3 Glúcidos y lípidos 16 1. Clasificación general y estructura química de los glúcidos 16 2. Monosacáridos: propiedades, isomería y ciclación 17 3. El enlace O-glucosídico y los disacáridos 18 4. Polisacáridos y heterósidos 19 5. Lípidos: clasificación y ácidos grasos 20 6. Lípidos saponificables: acilglicéridos, ceras y lípidos de membrana 21 7.

Lípidos insaponificables y esteroides 22 8. Interpretación analítica clínica y salud biomolecular 23 4 Proteínas, biocatálisis enzimática y vitaminas 24 1. Los aminoácidos: unidades estructurales de las proteínas 24 2. El enlace peptídico 26 3. Niveles de conformación estructural de las proteínas 26 4. Propiedades y desnaturalización de las proteínas 29 5. Clasificación y funciones de las proteínas 29 6. Biocatálisis enzimática 30 7.

Cofactores enzimáticos y vitaminas 32 5 Dieta saludable: proporciones de biomoléculas, vitaminas y minerales 33 Biomoléculas, bioelementos y salud 33 Proporciones orientativas de la energía diaria 33 Fibra, agua y nutrientes que hay que limitar 34 Por qué hay que ingerir vitaminas y minerales 34 Enfermedades por carencia 35 Dieta, estilo de vida y enfermedades crónicas 35 6 Ácidos nucleicos y nucleótidos 36 1. Composición de los nucleótidos y enlace fosfodiéster 36 Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 1 2. Nucleótidos no nucleicos y su papel celular 37 3. Ácido desoxirribonucleico (ADN) 37 4. Ácido ribonucleico (ARN) y tipos funcionales 38 5.

Cuadro comparativo entre ADN y ARN 39 Tema 2: La célula y organización celular 7 Estructura celular, membrana y transporte 41 1. La teoría celular y la unidad de la vida 41 2. Modelos de organización celular: procariotas y eucariotas 41 3. La membrana plasmática: modelo del mosaico fluido 44 4. Transporte de sustancias a través de la membrana 45 5.

Transporte vesicular y uniones intercelulares 46 8 Microscopía óptica y electrónica: tipos, resolución y preparación de muestras Conceptos básicos: aumento y resolución Microscopio óptico Microscopios electrónicos Comparación y reconocimiento de micrografías 9 Orgánulos citoplasmáticos y envolturas 51 Citosol e inclusiones citoplasmáticas 51 Citoesqueleto y estructuras no membranosas 51 El sistema de endomembranas 53 Orgánulos transductores de energía: mitocondrias y cloroplastos 56 Origen y evolución: teoría endosimbiótica 58 Envolturas celulares externas: pared celular vegetal y matriz extracelular 59 Cuadro comparativo: células animales frente a vegetales 59 10 El núcleo interfásico, cromosomas y ciclo celular 61 El núcleo interfásico 61 Cromatina y niveles de empaquetamiento 62 Morfología cromosómica y cariotipo 63 El ciclo celular y sus fases 64 Fase M: mitosis y citocinesis 64 11 Mecanismos de regulación del ciclo celular 65 Por qué el ciclo necesita control 65 El motor del ciclo: ciclinas y CDK 66 Los tres puntos de control 67 Señales externas 67 Respuesta al daño en el ADN: p53 68 Consecuencias del fallo de los controles 68 12 Meiosis y ciclos biológicos 69 Meiosis I: división reduccional 69 Meiosis II: división ecuacional 70 Significado biológico y evolutivo 71 Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 2 Cuadro comparativo: mitosis frente a meiosis 71 Ciclos biológicos 71 Tema 3: Metabolismo celular 13 Fundamentos metabólicos y glucólisis 73 Fundamentos del metabolismo: catabolismo y anabolismo 73 Reacciones redox biológicas y transportadores electrónicos 73 La glucólisis (ruta de Embden-Meyerhof) 74 Balance estequiométrico global de la glucólisis 76 El piruvato en la encrucijada metabólica 76 14 Respiración celular aeróbica y fosforilación oxidativa 78 1.

Descarboxilación oxidativa del piruvato 78 2. El ciclo de Krebs (ácido cítrico) 78 3. Cadena transportadora de electrones 80 4. Fosforilación oxidativa: hipótesis quimiosmótica de Mitchell 81 5. Balance energético global y sistemas de lanzadera 81 6. Regulación respiratoria e implicaciones metabólicas 82 15 Fermentaciones y catabolismo de lípidos y proteínas 83 1. Fermentaciones: catabolismo en anaerobiosis 83 2. Catabolismo de lípidos 85 3.

Catabolismo proteico y excreción nitrogenada 87 16 Anabolismo autótrofo: fotosíntesis y quimiosíntesis 89 Clasificación de los seres vivos según su nutrición 89 Fase luminosa de la fotosíntesis: membrana tilacoidal 89 Fase oscura: el ciclo de Calvin y la fijación del carbono 90 Quimiosíntesis 92 17 Factores que influyen en la fotosíntesis e importancia biológica 92 El concepto de factor limitante 92 Efecto de cada factor 93 CO2 bajo y CO2 alto: qué limita en cada caso 93 La fotorrespiración 93 Importancia biológica de la fotosíntesis 94 ¿Por qué la fotosíntesis importa más que la quimiosíntesis?

94 Experimentos históricos 95 18 Anabolismo heterótrofo y síntesis de macromoléculas 95 Fases y localización celular 96 Anabolismo de glúcidos: gluconeogénesis 97 Síntesis de polisacáridos: glucogenogénesis y amilogénesis 98 Anabolismo lipídico: biosíntesis de ácidos grasos y triacilglicéridos 98 Biosíntesis de aminoácidos y nucleótidos 99 Tema 4: Genética molecular y herencia Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 3 19 Replicación del ADN 101 Modelo semiconservativo y bidireccional 101 Maquinaria enzimática y horquilla de replicación 101 Asimetría de síntesis: hebra continua y retardada 102 Particularidades de la replicación eucariota y telómeros 103 20 Expresión génica: transcripción y traducción 104 Organización génica: procariotas frente a eucariotas 104 Flujo de información genética 104 Transcripción: síntesis del ARN 105 Procesamiento postranscripcional en eucariotas 105 El código genético 106 Mecanismo de la traducción 106 Regulación génica en procariotas: el operón lac 107 21 Regulación de la expresión génica en eucariotas y diferenciación celular Mismo genoma, células distintas Eucromatina y heterocromatina Niveles de regulación en eucariotas Factores de transcripción y diferenciación Comparación con procariotas 111 22 Mutaciones, cáncer y evolución 112 1.

Clasificación general de las mutaciones 113 2. Mutaciones génicas o puntuales 113 3. Mutaciones cromosómicas estructurales 115 4. Mutaciones genómicas y análisis de cariotipos humanos 115 5. Agentes mutágenos y sistemas de reparación del ADN 116 6. Mutaciones y cáncer: pérdida del control del ciclo celular 117 7.

La mutación como motor de la evolución biológica 118 23 Cáncer, carcinógenos y hábitos de vida saludables Carcinógenos y su relación con las mutaciones Principales factores de riesgo Prevención: hábitos de vida saludables 24 Pruebas de la evolución: registro fósil y otras evidencias 123 El registro fósil 123 Pruebas anatómicas: homología y órganos vestigiales 124 Otras evidencias 124 Contrastar hipótesis: Lamarck frente a Darwin 125 25 Genética mendeliana y patrones de herencia 126 1. Terminología fundamental de la genética clásica 127 2. Las leyes de Mendel y sus cruzamientos 127 3. El cruzamiento prueba o retrocruzamiento 128 4. Desviaciones y extensiones del mendelismo 128 5.

Herencia ligada al sexo 130 Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 4 6. Metodología para la resolución de árboles genealógicos 130 26 Alelos letales y alteración de las proporciones mendelianas 131 Qué es un alelo letal 131 El ejemplo clásico: el ratón amarillo 132 Cómo cambian las proporciones: de 3:1 a 2:1 132 Por qué es una desviación de las leyes de Mendel 133 Tema 5: Microbiología y biotecnología 27 Microorganismos y formas acelulares 134 1. Clasificación general: entidades celulares y acelulares 134 2. Microorganismos acelulares: los virus 134 3. El mundo procariota: estructura y pared de las bacterias 136 4.

Reproducción y variabilidad: bipartición y parasexualidad 138 5. Microorganismos eucariotas unicelulares 138 6.

Microorganismos y salud: patogenicidad y epidemiología 139 28 Hongos filamentosos, viroides y priones Hongos filamentosos (mohos) Viroides Priones Resumen de los grupos de microorganismos 29 Prevención y tratamiento de las enfermedades infecciosas y potabilización del agua Medidas preventivas Tratamiento: antimicrobianos Patógenos transmitidos por el agua Potabilización de urgencia 30 Herramientas de ingeniería genética 147 Enzimas de corte y empalme: endonucleasas de restricción y ADN ligasa 147 Vectores de clonación y clonación molecular acelular y celular 148 Obtención de ADN complementario (ADNc) 149 Amplificación de ADN in vitro: reacción en cadena de la polimerasa (PCR) 150 Secuenciación de nucleótidos: método didesoxi de Sanger 150 Edición genómica precisa: sistema CRISPR-Cas9 151 31 Aplicaciones biotecnológicas y bioética 152 1.

Biotecnología en la industria alimentaria y química 152 2. Biotecnología aplicada a la salud y biomedicina 153 3. Biotecnología vegetal, animal y medioambiental 155 4.

Bioética e implicaciones legales 156 32 Microbiología aplicada: antibióticos, nuevos materiales y procesos industriales Qué es la microbiología aplicada Antibióticos y otros fármacos Procesos industriales Nuevos materiales y biocombustibles 159 Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 5 Microorganismos concretos y sus aplicaciones 159 Tema 6: Inmunología 33 Defensas del organismo y respuesta innata 161 Concepto de inmunidad y niveles defensivos 161 Barreras primarias externas 161 Barreras secundarias internas: células fagocíticas y fagocitosis 162 La respuesta inflamatoria 163 Organización del sistema inmunitario: órganos linfoides 164 34 Inmunidad adaptativa: antígenos, anticuerpos y respuesta inmune 166 1.

Antígenos, determinantes antigénicos y haptenos 166 2. Estructura y clases de anticuerpos (inmunoglobulinas) 167 3. Reacción antígeno-anticuerpo y el sistema del complemento 169 4. Comparativa: inmunidad humoral frente a celular 170 5.

Memoria inmunitaria: respuesta primaria y secundaria 171 35 Inmunidad aplicada y patologías del sistema inmunitario 172 Modalidades de adquisición de la inmunidad 172 Inmunización artificial: vacunas frente a sueros 172 Patologías del sistema inmunitario 173 El virus del VIH y la patogenia del sida 175 Inmunidad antitumoral y biotecnología aplicada 176 Rechazo de trasplantes y base del complejo MHC 176 36 Resumen para repasar 178 Tema 1: Base química de la vida 178 Tema 2: La célula y organización celular 179 Tema 3: Metabolismo celular 180 Tema 4: Genética molecular y herencia 181 Tema 5: Microbiología y biotecnología 182 Tema 6: Inmunología 183 Comparaciones clave 183 Cronología 184 Soluciones de las preguntas de repaso 185 Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 6 1 Bioelementos,agua y sales minerales Toda la materia viva responde a los principios fisicoquímicos fundamentales del universo.

Sin embargo, los seres vivos se caracterizan por una composición elemental rigurosamente seleccionada a lo largo de la evolución, articulada en torno a los enlaces covalentes del carbono y mediada por un entorno acuoso indispensable para el metabolismo celular. 1. Elementos y moléculas de la materia viva Los elementos químicos que componen los organismos reciben el nombre de bioelementos. Al combinarse mediante enlaces químicos, originan las biomoléculas o principios inmediatos, sustancias aislables mediante procedimientos físicos directos como la filtración, la diálisis o la centrifugación.

ESQUEMA Clasificación de los bioelementos Clasificación de los bioelementos Según su proporción en la masa corporal, los bioelementos se dividen en tres grandes categorías: Bioelementos primarios: Constituyen entre el 98 % y el 99 % de la materia viva total. Incluyen el carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S). Comparten una masa atómica reducida y la capacidad de establecer enlaces covalentes estables pero fácilmente transformables, permitiendo la construcción de esqueletos moleculares tridimensionales complejos.

TEMA 1 Base química de la vida 1 Bioelementos, agua y sales minerales 2 Funciones de los bioelementos secundarios y oligoelementos 3 Glúcidos y lípidos 4 Proteínas, biocatálisis enzimática y vitaminas 5 Dieta saludable: proporciones de biomoléculas, vitaminas y minerales 6 Ácidos nucleicos y nucleótidos Primarios 98-99% de la masa (C, H, O, N, P, S) Secundarios 1-2% en forma iónica (Na, K, Ca, Mg, Cl) Oligoelementos <0,1%, catalizadores esenciales (Fe, Cu, Zn) Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 7 Bioelementos secundarios: Suponen entre el 1 % y el 2 % de la masa de los organismos.

Se hallan habitualmente en forma iónica disuelta o en depósitos minerales: sodio ( ), potasio ( ), calcio ( ), magnesio ( ) y cloro ( ). Son esenciales para la transmisión del impulso nervioso, la contracción muscular y el mantenimiento del gradiente electroquímico. Oligoelementos (o elementos traza): Aparecen en proporciones inferiores al 0,1 %. Pese a su escasez, resultan imprescindibles para la supervivencia celular al actuar como cofactores enzimáticos y centros catalíticos esenciales (hierro, cobre, cinc, manganeso, cobalto, entre otros), aunque concentraciones elevadas causan toxicidad severa. Biomoléculas inorgánicas y orgánicas Los principios inmediatos se dividen en: 1.

Inorgánicas: Moléculas que no presentan esqueletos de carbono polimerizado y que están presentes tanto en los seres vivos como en la materia inerte: el agua y las sales minerales. 2. Orgánicas: Macromoléculas exclusivas de los seres vivos formadas sobre cadenas carbonadas: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, que en conjunto pueden superar el 90 % del peso seco celular. 2. El agua: estructura y propiedades fisicoquímicas El agua es la biomolécula más abundante de la biosfera y el medio universal en el que transcurren los procesos vitales. Sus singulares propiedades derivan directamente de su configuración atómica.

Esquema de la estructura dipolar del agua y enlace de hidrógeno entre moléculas. Estructura dipolar y enlace de hidrógeno La molécula de agua está formada por un átomo de oxígeno unido covalentemente a dos átomos de hidrógeno, dispuestos con un ángulo de enlace de . La elevada electronegatividad del oxígeno atrae con fuerza los pares electrónicos compartidos, generando un exceso de carga negativa parcial ( ) sobre el oxígeno y sendas cargas positivas parciales ( ) sobre los hidrógenos. CARÁCTER DIPOLAR Aunque la molécula de agua carece de carga neta (es neutra globalmente), la distribución asimétrica de sus cargas espaciales le otorga un momento dipolar neto.

Esto permite que cada molécula interactúe electrostáticamente con sus vecinas formando enlaces de hidrógeno o puentes de hidrógeno, donde el oxígeno de una molécula atrae al hidrógeno de otra contigua. En el agua líquida, estos enlaces se forman y rompen de forma continua en fracciones de picosegundo, confiriendo al agua una estructura cohesiva y dinámica que explica sus propiedades térmicas y mecánicas.

Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl 104,5 δ δ+ Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 8 Propiedades fisicoquímicas y funciones biológicas asociadas La red molecular del agua confiere una serie de propiedades excepcionales íntimamente ligadas a su función orgánica: Elevada cohesión y adhesión molecular: La continua atracción intermolecular genera una gran fuerza de unión interna, haciendo del agua un fluido casi incompresible. Actúa como esqueleto hidrostático en anélidos y vegetales, y mantiene la turgencia celular.

A su vez, la unión a superficies polares (fuerza de adhesión) origina el fenómeno de capilaridad, permitiendo el ascenso de la savia bruta por los conductos vasculares leñosos frente a la gravedad. Elevada tensión superficial: Las moléculas superficiales experimentan fuerzas netas de atracción hacia el interior de la masa líquida, formando una membrana elástica capaz de soportar pequeños pesos mecánicos y condicionar la morfología celular.

Alto calor específico: Se precisa suministrar gran cantidad de energía calorífica para elevar la temperatura de un gramo de agua un grado centígrado, pues la energía absorbida se invierte primero en desestabilizar los puentes de hidrógeno antes de acelerar el movimiento cinético. Ejerce una función termorreguladora crucial, protegiendo a la célula frente a cambios térmicos bruscos del entorno. Elevado calor de vaporización: Para que el agua líquida se transforme en vapor, se debe romper la malla completa de enlaces de hidrógeno. La evaporación superficial consume calor del medio inmediato, sirviendo como un eficiente mecanismo refrigerante en la sudoración animal y la transpiración vegetal.

Densidad anómala del hielo: A diferencia de la gran mayoría de líquidos, el agua sólida es menos densa que el agua líquida debido a que cristaliza en una red tetraédrica abierta fija. Por ello, el hielo flota en las masas acuáticas, actuando como aislante térmico y preservando la vida bajo los fondos helados en climas fríos. Elevada constante dieléctrica: El agua se interpone entre cargas de signo contrario, debilitando las atracciones electrostáticas y favoreciendo la disociación iónica de sales y compuestos polares. Es el disolvente biológico fundamental, responsable del transporte de nutrientes, catabolitos y de servir como medio para las reacciones metabólicas.

Bajo grado de ionización: En agua pura, sólo una diminuta fracción de moléculas se encuentra disociada según el equilibrio dinámico: A , el producto de las concentraciones iónicas permanece constante ( ), lo que permite que una disolución sea neutra si , ácida si o básica si . Además de disolvente, el agua interviene directamente como reactivo químico en reacciones de hidrólisis y en la fotólisis fotosintética. 3. Dispersiones coloidales El citoplasma celular y los líquidos internos no constituyen disoluciones simples, sino dispersiones coloidales donde macromoléculas de elevado peso molecular (fase dispersa) interaccionan con el agua (fase dispersante).

Presentan propiedades fisicoquímicas características: Efecto Tyndall: Turbidez o dispersión visible de un haz de luz al atravesar el coloide, originada por el choque de los fotones contra partículas relativamente voluminosas. Movimiento browniano: Trayectoria caótica, ininterrumpida y aleatoria de las partículas coloidales, provocada por los choques cinéticos de las moléculas de la fase dispersante. Estados de sol y gel: El estado sol presenta consistencia fluida, mientras que el estado gel adquiere una estructura semisólida y viscosa.

La transición entre ambos estados depende de la hidratación de las 2H O 2 H O + 3 + OH 25 C o K = w [H O ][OH ] = 3 + 10 14 [H O ] = 3 + [OH ] [H O ] > 3 + [OH ] [OH ] > [H O ] 3 + Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 9 partículas, la temperatura y el pH. La tixotropía define la cualidad de ciertos geles de licuarse reversiblemente al ser sometidos a agitación o presión mecánica. Diálisis: Separación de solutos de bajo peso molecular (cristaloides) de las macromoléculas coloidales mediante una membrana semipermeable que permite únicamente el paso del disolvente y las moléculas pequeñas. 4.

Las sales minerales Las sales minerales se hallan en los seres vivos bajo tres modalidades estructurales: 1. Precipitadas o insolubles: Constituyen fases sólidas con misión esquelética y protectora. Destacan el carbonato cálcico ( ) en conchas de moluscos y exoesqueletos, los fosfatos de calcio (como la hidroxiapatita) en los huesos de vertebrados y la sílice ( ) en las frústulas de diatomeas y tallos vegetales. 2. Disueltas o solubles: Disociadas en sus iones libres, regulan la actividad enzimática, mantienen el equilibrio osmótico celular, generan gradientes de membrana y potenciales de acción, y estabilizan el pH de los fluidos. 3.

Asociadas: Unidas a biomoléculas orgánicas específicas, como el hierro en la hemoglobina, el magnesio en la clorofila o los grupos fosfato en fosfolípidos y nucleótidos. Sistemas amortiguadores o tampón Las actividades catalíticas son hipersensibles a las oscilaciones del pH. Los seres vivos cuentan con disoluciones amortiguadoras (tampones o buffers) que neutralizan adiciones de ácidos o bases sin apenas alterar el pH fisiológico. El tampón bicarbonato es el amortiguador principal en el medio extracelular (sangre y linfa de vertebrados).

Su equilibrio se describe según: Si se incorporan protones ( ), el equilibrio se desplaza a la izquierda formando ácido carbónico, que se disocia en y se elimina por la respiración. Si el medio se alcaliniza, el ácido carbónico se disocia reponiendo los protones consumidos. Por su parte, el tampón fosfato actúa principalmente a nivel intracelular, amortiguando el pH del citoplasma celular: 5. Procesos osmóticos y comportamiento celular ÓSMOSIS La ósmosis es la difusión pasiva de moléculas de agua a través de una membrana semipermeable que separa dos medios de distinta concentración salina.

El flujo neto de agua transcurre siempre desde la solución más diluida (hipotónica) hacia la más concentrada (hipertónica), hasta igualar las presiones osmóticas.

CaCO 3 SiO 2 CO + 2 H O 2 H CO 2 3 HCO + 3 H+ H+ CO 2 H PO + 2 4 H O 2 HPO + 4 2 H O 3 + Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 10 CAUSAS Y CONSECUENCIAS Medio hipotónico Menor concentración externa de solutos Medio hipertónico Mayor concentración externa de solutos Respuesta celular al estrés osmótico Turgencia o lisis Entrada neta de agua en la célula Plasmólisis o crenación Pérdida de agua y retracción celular El comportamiento morfofuncional de las células varía drásticamente según la tonicidad del medio externo y la presencia de pared celular: Medio exterior Célula animal (ej.

eritrocito) Célula vegetal / fúngica Efecto sobre volumen y presión Hipotónico (baja concentración de solutos exterior) Entrada neta masiva de agua. Dilatación y rotura celular (hemólisis o lisis celular). Entrada de agua en la vacuola. La membrana presiona la pared rígida (turgencia). La célula no estalla. Aumenta el volumen celular; disminuye la presión osmótica interna al diluirse el contenido. Isotónico (igual concentración intra y extracelular) Flujo de agua equilibrado. Volumen y forma celular normales. Flujo de agua en equilibrio dinámico. Célula en estado flácido normal. El volumen celular y la presión osmótica permanecen constantes.

Hipertónico (alta concentración de solutos exterior) Salida neta de agua. Retracción celular y deformación dentada (crenación). Salida de agua de la vacuola. El citoplasma se encoge y la membrana se separa de la pared (plasmólisis). Disminuye el volumen celular; aumenta la presión osmótica interna por concentración de solutos. ERROR FRECUENTE En medios hipotónicos, la célula vegetal no experimenta lisis debido a la resistencia mecánica de la pared vegetal celulósica, a diferencia de la célula animal que carece de ella y termina estallando por lisis osmótica.

Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 11 PAU · 2025, EXTRAORDINARIA PREGUNTA COMPETENCIAL Han trobat morta una persona a casa seva i es desconeixen les causes de la mort. Com a part de l'estudi forense, hi ha tota una sèrie de materials. Primerament, es disposa d'un cariotip de la persona: A l'anàlisi de sang, li han determinat, entre d'altres substàncies, les que mostren les estructures químiques següents: A l'anàlisi genètica, s'ha trobat el següent fragment d'ADN (corresponent a una cadena motlle): 3' GGCACTCATTCA 5' . Taula de correspondència entre codons i aminoàcids: Finalment, els veïns del difunt han comentat que li agradava fumar, fer trekking i anar al cinema.

d) A l'anàlisi de sang, li han determinat, entre d'altres substàncies, les que mostren les estructures químiques següents. Sabríeu dir a quin gran grup de biomolècules orgàniques pertany cadascuna?

Estructura A: [disacárido formado por glucosa y fructosa unidos por enlace glucosídico] Estructura B: [lípido esteroideo derivado del ciclopentanoperhidrofenantreno, con un grupo -OH y una cadena hidrocarbonada] Estructura C: [aminoácido con un grupo amino, un carboxilo y una cadena lateral que contiene azufre, correspondiente a la metionina] Resolución Para clasificar cada biomolécula orgánica presente en el análisis sanguíneo, se analizan los grupos funcionales y las estructuras esqueletales clave de cada sustancia: Estructura A: Representa una molécula de sacarosa, formada por la unión de una molécula de glucosa y otra de fructosa mediante un enlace O-glucosídico.

Pertenece al grupo de los glúcidos (específicamente a los disacáridos). 1 Estructura B: Presenta la estructura nuclear tetracíclica de cuatro anillos condensados (ciclopentanoperhidrofenantreno o esterano), característica de los esteroides como el colesterol. Se clasifica dentro del grupo de los lípidos. 2 Estructura C: Presenta un carbono central unido a un grupo amino ( ), un grupo carboxilo (- COOH), un átomo de hidrógeno y una cadena alifática que contiene azufre ( , metionina). Corresponde al grupo de los aminoácidos o monómeros constituyentes de las proteínas.

3 NH 2 CH 2 CH 2 S CH 3 Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 12 IDEAS CLAVE Los bioelementos primarios (C, H, O, N, P, S) constituyen el 98-99 % de la materia viva gracias a su aptitud para establecer enlaces covalentes estables. El carácter dipolar del agua permite formar redes de puentes de hidrógeno, responsables de su alto calor específico, su elevado calor de vaporización y su cualidad como disolvente universal. Las sales minerales precipitadas desempeñan papeles esqueléticos, mientras que las disueltas regulan el potencial osmótico y neutralizan las fluctuaciones de pH mediante tampones como el bicarbonato y el fosfato.

En soluciones hipotónicas las células animales sufren hemólisis por hinchamiento lítico, mientras que las vegetales quedan protegidas por su pared celular, alcanzando el estado de turgencia. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 1. ¿Por qué un elevado calor de vaporización en el agua resulta fisiológicamente ventajoso para los mamíferos? 2. ¿Qué le ocurre morfológicamente a un eritrocito introducido en un medio hipertónico y a qué proceso celular corresponde?

TEMA 1: BASE QUÍMICA DE LA VIDA 2 Funciones de los bioelementos secundarios y oligoelementos Como se ha visto en «Tema 1: Base química de la vida — Bioelementos, agua y sales minerales», los bioelementos se clasifican en primarios, secundarios y oligoelementos según su abundancia. Aquí se detalla para qué sirve cada uno y dónde se localiza. Una idea guía todo el apartado: abundancia no equivale a importancia. La falta de un oligoelemento puede ser tan grave como la de un elemento mayoritario. Bioelementos primarios: el armazón de las biomoléculas C, H, O y N tienen una función estructural: forman el esqueleto de glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

El carbono puede formar cuatro enlaces covalentes estables, lo que le permite construir cadenas lineales, ramificadas o anillos. El nitrógeno aparece en los grupos amino de los aminoácidos y en las bases nitrogenadas. Fósforo (P): forma parte del esqueleto de los ácidos nucleicos y de nucleótidos como el ATP, cuyos enlaces entre fosfatos almacenan energía. También está en los fosfolípidos de las membranas y en el fosfato cálcico de huesos y dientes. Azufre (S): está en los aminoácidos azufrados cisteína y metionina. Los grupos –SH de dos cisteínas pueden unirse y formar puentes disulfuro, que estabilizan la forma de las proteínas. También forma parte de la coenzima A.

Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 13 Bioelementos secundarios: iones con funciones fisiológicas Elemento Forma habitual Funciones principales Sodio (Na) y potasio (K) Iones Na (sobre todo fuera de la célula) y K (sobre todo dentro) Su reparto desigual a ambos lados de la membrana genera el impulso nervioso. También mantienen el equilibrio osmótico y el volumen celular. Calcio (Ca) Ca² disuelto; sales de carbonato y fosfato Componente de huesos, dientes y conchas. Desencadena la contracción muscular, interviene en la coagulación de la sangre y en la liberación de neurotransmisores. Magnesio (Mg) Mg² Ocupa el centro de la clorofila.

Actúa como cofactor de muchas enzimas, sobre todo de las que usan ATP. Estabiliza las subunidades de los ribosomas. Cloro (Cl) Cl Es el principal anión del líquido extracelular y contribuye al equilibrio iónico y osmótico. Forma parte del HCl del jugo gástrico. ERROR FRECUENTE No hay que confundir el Mg de la clorofila con el Fe de la hemoglobina. Ambos ocupan el centro de un anillo similar, el anillo porfirínico, pero clorofila Mg; grupo hemo Fe. Oligoelementos: imprescindibles en trazas Elemento Función Hierro (Fe) Forma parte del grupo hemo de la hemoglobina, que transporta O en la sangre, y de la mioglobina, que lo almacena en el músculo.

También está en los citocromos, que transportan electrones. Manganeso (Mn) Cofactor enzimático. Es necesario en la fotólisis del agua durante la fotosíntesis. Cobre (Cu) Cofactor de enzimas como la citocromo c oxidasa. Está en la plastocianina de los cloroplastos y en la hemocianina, el pigmento respiratorio de muchos moluscos y artrópodos. Cinc (Zn) Cofactor de numerosas enzimas, como la anhidrasa carbónica. Forma parte de proteínas que se unen al ADN. Flúor (F) Endurece el esmalte dental y lo protege frente a la caries. También está presente en los huesos. Yodo (I) Necesario para fabricar las hormonas tiroideas, como la tiroxina. Su carencia provoca bocio.

Silicio (Si) Forma el caparazón silíceo de las diatomeas y da rigidez a tallos y hojas de las gramíneas. Cobalto (Co) Ocupa el centro de la vitamina B12 (cobalamina). Selenio (Se) Forma parte de enzimas antioxidantes, como la glutatión peroxidasa. Molibdeno (Mo) Cofactor de la nitrogenasa, la enzima que fija el N atmosférico, y de la nitrato reductasa. Níquel (Ni) Cofactor de la ureasa, que descompone la urea. Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 14 Los cofactores metálicos ayudan a las enzimas a funcionar (véase «Tema 1: Base química de la vida — Proteínas, biocatálisis enzimática y vitaminas»).

Dónde se localizan el Mg y el Fe Localización Magnesio Hierro Cloroplasto En la clorofila de las membranas de los tilacoides En los citocromos y la ferredoxina de la cadena de transporte de electrones fotosintética Mitocondria Como cofactor de enzimas En los citocromos de la cadena respiratoria, situada en la membrana interna Citosol Unido al ATP (complejo Mg-ATP) y en los ribosomas Almacenado en la proteína ferritina Eritrocitos — En la hemoglobina, que contiene la mayor parte del hierro del organismo ESQUEMA Bioelementos y sus funciones Primarios Componentes estructurales de las biomoléculas C, H, O, N Esqueleto de todas las biomoléculas P y S Ácidos nucleicos, ATP; aminoácidos azufrados Secundarios Iones con funciones fisiológicas Na, K, Cl Impulso nervioso, equilibrio osmótico, HCl gástrico Ca y Mg Huesos, contracción; clorofila, ribosomas Oligoelementos Necesarios en trazas Fe Hemoglobina, mioglobina, citocromos I, F, Si Hormonas tiroideas, esmalte, diatomeas y gramíneas Co, Se, Mo, Ni, Cu, Zn, Mn Vitamina B12 y cofactores enzimáticos Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 15 IDEAS CLAVE C, H, O y N forman el esqueleto de todas las biomoléculas; el P está en ácidos nucleicos, ATP y fosfolípidos, y el S en cisteína y metionina.

Na y K generan el impulso nervioso y regulan el equilibrio osmótico; el Cl contribuye al equilibrio iónico y forma el HCl gástrico. El Ca interviene en huesos, contracción muscular y coagulación; el Mg en la clorofila, como cofactor enzimático y en los ribosomas. El Fe está en la hemoglobina, la mioglobina y los citocromos, y abunda en eritrocitos, mitocondrias y cloroplastos. Los oligoelementos se necesitan en trazas pero son imprescindibles: I para las hormonas tiroideas, Co para la vitamina B12, F para el esmalte, Si para diatomeas y gramíneas. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 3. ¿Qué metal ocupa el centro de la clorofila y cuál el del grupo hemo? 4.

¿Por qué el déficit de yodo provoca alteraciones metabólicas? 5. Cita dos orgánulos donde el hierro forme parte de cadenas de transporte de electrones. TEMA 1: BASE QUÍMICA DE LA VIDA 3 Glúcidos y lípidos Los glúcidos y los lípidos constituyen dos familias de biomoléculas orgánicas esenciales para la vida. Mientras que los glúcidos actúan prioritariamente como combustibles inmediatos y armazones estructurales mecánicos, los lípidos asumen papeles de almacenamiento energético a largo plazo, delimitación de compartimentos celulares e intermediación en la comunicación celular y endocrina. 1.

Clasificación general y estructura química de los glúcidos Los glúcidos están integrados de forma constante por carbono, hidrógeno y oxígeno (cuya proporción empírica suele responder a la fórmula , origen del término histórico «hidratos de carbono»), pudiendo incorporar nitrógeno, fósforo o azufre. Desde una perspectiva funcional química, son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas, es decir, cadenas polialcohólicas que portan al menos un grupo carbonilo.

C (H O) n 2 m Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 16 ESQUEMA Clasificación general de los glúcidos Los glúcidos se subdividen jerárquicamente en dos grandes grupos según su capacidad de hidrólisis: Osas o monosacáridos: monómeros no hidrolizables que constan de una única cadena carbonada de tres a siete átomos de carbono. Ósidos: polímeros formados por la unión de monosacáridos mediante enlaces covalentes. Se dividen en: Holósidos: integrados exclusivamente por unidades de osas. Incluyen los oligosacáridos (de 2 a 10 monosacáridos, como los disacáridos) y los polisacáridos (más de 10 unidades).

Heterósidos: constituidos por una porción glucídica unida a una fracción no glucídica denominada aglucón (lípidos, péptidos o compuestos aromáticos). 2. Monosacáridos: propiedades, isomería y ciclación Los monosacáridos son sólidos cristalinos, de color blanco, solubles en agua gracias a la polaridad de sus grupos hidroxilo ( ) y con un sabor dulce característico. Todos ellos exhiben carácter reductor debido a la presencia del carbono carbonílico libre, capaz de ceder electrones frente a reactivos como el de Fehling.

Clasificación por número de carbonos y grupo funcional Según el carbonilo portador, se distinguen aldosas (grupo aldehído terminal en el carbono 1, ) y cetosas (grupo cetona subterminal, comúnmente en el carbono 2, ): Triosas (3C): el D-gliceraldehído (aldosa) y la dihidroxiacetona (cetosa). La dihidroxiacetona destaca biológicamente por ser el único monosacárido carente de carbonos asimétricos y, en consecuencia, sin actividad óptica. Tetrosas (4C): como la eritrosa, metabolito intermediario en rutas autótrofas.

Pentosas (5C): la D-ribosa (aldopentosa que compone los ribonucleótidos y el ATP; véase «Tema 1: Base química de la vida — Ácidos nucleicos y nucleótidos») y la D-ribulosa (cetopentosa sobre la cual se fija el dióxido de carbono en el ciclo de fijación biosintética fotosintética). Hexosas (6C): la D-glucosa (principal combustible metabólico del citoplasma y la sangre), la D-galactosa (aldosa que integra la lactosa láctea) y la D-fructosa (cetohexosa muy dulce presente en frutas y fluidos seminales).

Monosacáridos (Osas) Monómeros no hidrolizables Aldosas y cetosas Según carbonilo en C1 o C2 Ósidos Polímeros con enlaces glucosídicos Holósidos Formados exclusivamente por osas Oligosacáridos 2 a 10 osas como disacáridos Polisacáridos Reserva o soporte mecánico Heterósidos Glúcido unido a aglucón Glucolípidos y glucoproteínas Reconocimiento y señal celular OH C 1 C 2 Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 17 Isomería de los monosacáridos Los monosacáridos exhiben una notable riqueza isomérica condicionada por sus carbonos asimétricos o quirales (átomos de carbono unidos a cuatro sustituyentes diferentes): Isomería de función: compuestos con idéntica fórmula molecular pero distinto grupo funcional (por ejemplo, glucosa y fructosa, ambas ).

Estereoisomería (enantiómeros): imágenes especulares no superponibles. La pertenencia a la serie D o serie L viene fijada por la orientación del grupo del carbono asimétrico más distante del grupo carbonilo: a la derecha define la configuración D (predominante en la naturaleza) y a la izquierda la configuración L. Epímeros: diastereoisómeros que difieren en la posición del hidroxilo de un único carbono asimétrico (como ocurre entre la D-glucosa y la D-galactosa en el ). Actividad óptica: capacidad de rotar el plano de luz polarizada, desviándolo a la derecha (dextrógiro, ) o hacia la izquierda (levógiro, ), propiedad independiente de la serie D o L.

Ciclación de Haworth y anomería En disolución acuosa, las pentosas y hexosas experimentan una reacción intramolecular reversible entre su grupo carbonilo y un hidroxilo distal. En las aldosas se forma un hemiacetal intramolecular y en las cetosas un hemicetal. El anillo resultante adopta morfología de piranosa (anillo hexagonal, derivado del pirano) o furanosa (anillo pentagonal, derivado del furano). Este cierre genera un nuevo centro quiral en el antiguo carbono carbonílico, denominado carbono anomérico.

Según la proyección de su hidroxilo hemiacetálico respecto al plano del anillo, se generan dos anómeros: anómero alfa ( ) si el grupo se sitúa trans respecto al sustituyente terminal (hacia abajo en proyecciones estándar de la serie D) o anómero beta ( ) si se sitúa cis (hacia arriba). 3. El enlace O-glucosídico y los disacáridos La unión entre monosacáridos se realiza mediante el enlace O-glucosídico, que consiste en una reacción de condensación en la que el hidroxilo del carbono anomérico de un monosacárido reacciona con un hidroxilo de otro monosacárido, desprendiendo una molécula de agua y quedando ambos unidos por un puente de oxígeno.

TIPOS DE ENLACE O-GLUCOSÍDICO Monocarbonílico: reacciona el anomérico del primer azúcar con un no anomérico del segundo. La molécula resultante conserva poder reductor, pues mantiene un carbono anomérico libre. Dicarbonílico: intervienen simultáneamente los hidroxilos anoméricos de ambos monosacáridos. La molécula resultante pierde el poder reductor y adopta la terminación -ósido. Disacárido Unidades constituyentes Tipo de enlace Carácter reductor Distribución y función Maltosa -D-glucopiranosa + - D-glucopiranosa monocarbonílico Sí Azúcar de malta, producto de degradación del almidón.

Celobiosa -D-glucopiranosa + - D-glucopiranosa monocarbonílico Sí Unidad repetitiva de la celulosa; no aparece libre en la célula. Lactosa -D-galactopiranosa + - D-glucopiranosa monocarbonílico Sí Azúcar presente en la leche de los mamíferos. C H O 6 12 6 OH C 4 + α OH CH OH 2 β OH OH α α α(1 4) β β β(1 4) β β β(1 4) Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 18 Disacárido Unidades constituyentes Tipo de enlace Carácter reductor Distribución y función Sacarosa -D-glucopiranosa + - D-fructofuranosa dicarbonílico No Azúcar común de consumo; forma de transporte de glúcidos en plantas. 4.

Polisacáridos y heterósidos Los polisacáridos son macromoléculas biológicas formadas por cientos o miles de monosacáridos unidos por enlaces O-glucosídicos. A diferencia de las osas, carecen de sabor dulce, no cristalizan, no poseen poder reductor y son insolubles o forman dispersiones coloidales. Polisacáridos de reserva Los polisacáridos energéticos emplean uniones enlaces alfa ( ), cuya geometría espacial favorece conformaciones helicoidales compactas fácilmente accesibles a las hidrolasas celulares: Almidón: reserva energética por excelencia de las células vegetales, acumulado en plastos (amiloplastos).

Formado por dos fracciones: Amilosa: polímero lineal helicoidal de -D-glucosas con enlaces . Amilopectina: polímero con esqueleto ramificado mediante enlaces cada 15 a 30 restos de glucosa. Su digestión requiere amilasas y enzimas desramificadoras. Glucógeno: polímero de reserva energética en el hígado y músculo esquelético animal. Posee una estructura similar a la amilopectina pero con ramificaciones mucho más densas (cada 8 a 12 glucosas), lo que permite una movilización enzimática casi instantánea ante demandas energéticas urgentes. Dextranos: polisacáridos microbianos con uniones principales y ramificaciones en , o .

Polisacáridos estructurales Presentan enlaces enlaces beta ( ), lo que obliga a cada residuo a invertirse 180° respecto al precedente. Esta disposición genera hebras extendidas y rectilíneas que se estabilizan lateralmente por densas redes de puentes de hidrógeno intercatenarios e intracatenarios: Esquema de organización supramolecular de la celulosa en micelas y microfibrillas. Celulosa: polímero lineal de -D-glucopiranosa con enlaces .

Agrupaciones de 60 a 70 cadenas originan micelas de celulosa, las cuales se empaquetan en microfibrillas que configuran la pared celular α β α(1 2)β α α α(1 4) α(1 4) α(1 6) α(1 6) α(1 6) 1 2 1 3 1 4 β β β(1 4) Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 19 vegetal. Su resistencia impide su ataque por la mayoría de enzimas animales, requiriendo celulasas específicas. Quitina: homopolímero lineal de N-acetil- -D-glucosamina unida por enlaces . Forma el exoesqueleto rígido de artrópodos y la pared celular fúngica. Heteropolisacáridos y heterósidos Los heteropolisacáridos contienen dos o más tipos distintos de osas.

Destacan el agar-agar (procedente de algas rojas rodofíceas, polímero de D y L-galactosa usado como gelificante microbiológico), las gomas vegetales defensivas y los glicosaminoglicanos de la matriz extracelular (el ácido hialurónico lubricante, el condroitín sulfato de cartílagos y la heparina anticoagulante). Por su parte, los heterósidos combinan glúcidos con otras fracciones: en el ser humano, los glucolípidos y glucoproteínas (como inmunoglobulinas, factores de coagulación como la protrombina y los receptores de la superficie externa celular) forman el glucocálix, decisivo en el reconocimiento inmunitario y la determinación del grupo sanguíneo.

En el reino vegetal, existen heterósidos con actividad farmacológica: principios cardiotónicos (insuficiencia cardíaca), cianogenéticos, glicirrina (antiinflamatoria y expectorante), antracénicos (laxantes) y tanósidos astringentes. 5. Lípidos: clasificación y ácidos grasos Los lípidos son biomoléculas orgánicas muy heterogéneas compuestas principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno, pudiendo incorporar fósforo, nitrógeno y azufre. Comparten dos rasgos físicos definitorios: son insolubles o muy poco solubles en agua y marcadamente solubles en disolventes orgánicos apolares (éter, cloroformo, benceno).

Se dividen en dos categorías esenciales atendiendo a la presencia de ácidos grasos en su estructura: Ácidos grasos y mecanismos químicos Son ácidos monocarboxílicos de cadena alifática lineal hidrocarbonada, generalmente par, oscilando habitualmente entre 10 y 22 átomos de carbono. Manifiestan un inequívoco carácter anfipático: un polo hidrófilo fuertemente polar constituido por el grupo carboxilo (-COOH) y una larga cola alifática hidrófoba e insoluble. Saturados: carecen de dobles enlaces carbono-carbono. Sus colas hidrocarbonadas se extienden en línea recta, facilitando el empaquetamiento compacto mediante interacciones de van der Waals.

Tienen puntos de fusión altos y suelen ser sólidos a temperatura ambiente (como el ácido palmítico de 16C y el ácido esteárico de 18C). Insaturados: presentan uno o más dobles enlaces (casi siempre en conformación cis), lo que provoca una curvatura o «codo» geométrico en la cadena. Este doblez dificulta el empaquetamiento molecular, reduciendo significativamente su punto de fusión (líquidos a temperatura ambiente, como el ácido oleico de 18C y el ácido linoleico poliinsaturado de 18C). β β(1 4) Lípidos saponificables: contienen ácidos grasos esterificados y rinden jabones tras hidrólisis alcalina.

Comprenden formas simples (acilglicéridos y ceras) y complejas (fosfoglicéridos y esfingolípidos). 1 Lípidos insaponificables: no contienen ácidos grasos ni generan jabones al carecer de enlaces éster hidrolizables (terpenos, esteroides y eicosanoides). 2 Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 20 Diagrama de las reacciones de esterificación y saponificación de triacilgliceroles. Los ácidos grasos participan en dos reacciones cardinales para la fisiología celular y la química analítica: Esterificación: un ácido graso reacciona con un grupo hidroxilo ( ) de un alcohol para generar un enlace éster con desprendimiento de una molécula de agua.

Saponificación: hidrólisis alcalina de un éster lipídico en presencia de una base fuerte (NaOH o ), liberando el alcohol correspondiente y las sales sódicas o potásicas de los ácidos grasos (jabones). 6. Lípidos saponificables: acilglicéridos, ceras y lípidos de membrana Acilglicéridos y ceras Los acilglicéridos (grasas neutras) son ésteres formados por la unión de una molécula de glicerina (propanotriol) con una, dos o tres cadenas de ácidos grasos, dando lugar a monoacilglicéridos, diacilglicéridos o triacilglicéridos (triglicéridos). Constituyen la forma de reserva energética a largo plazo más eficiente del organismo gracias a su estado fuertemente reducido y anhidro.

En mamíferos se almacenan en los adipocitos del tejido adiposo, donde ejercen además funciones de aislamiento térmico frente al frío y amortiguación mecánica contra impactos. Las ceras son ésteres formados por un ácido graso de cadena larga y un monoalcohol alifático de elevado peso molecular. Debido a que ambos extremos son extraordinariamente apolares, exhiben una insolubilidad total y actúan como revestimientos impermeabilizantes en plumas, frutos, hojas y lanas (lanolina, cera de abejas o espermaceti).

Lípidos de membrana: fosfoglicéridos y esfingolípidos Los fosfoglicéridos (o fosfolípidos) poseen un esqueleto de glicerol esterificado en sus carbonos y con ácidos grasos, mientras que su carbono se encuentra fosforilado y acoplado a un sustituyente polar (colina, etanolamina, serina, inositol). Presentan una cabeza fuertemente polar hidrófila y dos colas apolares hidrófobas. OH KOH C 1 C 2 C 3 Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 21 Esquema de autoensamblaje de lípidos anfipáticos en monocapas, bicapas y micelas.

Al introducirse en un medio acuoso, su carácter anfipático fuerza la exclusión de las colas hidrocarbonadas del agua, organizándose espontáneamente en monocapas de interfaz, micelas globulares o bicapas lipídicas, fundamento estructural de las membranas celulares, así como en liposomas (esferas de bicapa empleadas como vehículos de fármacos). Los esfingolípidos derivan de la esfingosina (un aminoalcohol de 18 carbonos), unida mediante un enlace amida a un ácido graso, originando la molécula base llamada ceramida. Según el grupo polar unido al extremo libre de la ceramida, se subdividen en: Esfingomielinas: portan fosfocolina o fosfoetanolamina unida a la ceramida.

Abundan de forma primordial en las vainas de mielina que aíslan eléctricamente los axones del tejido nervioso. Glicoesfingolípidos: contienen glúcidos polares orientados hacia la cara externa celular formando parte del glucocálix. Se catalogan en cerebrósidos (poseen un monosacárido simple, glucosa o galactosa) y gangliósidos (incorporan un oligosacárido complejo y ramificado portador de ácido siálico, diana de patógenos y mediador del reconocimiento celular y la especificidad de grupos sanguíneos). 7.

Lípidos insaponificables y esteroides Carecen de ácidos grasos y enlaces éster, sintetizándose a partir de vías metabólicas independientes: Terpenos o isoprenoides: polímeros formados por la condensación de unidades de isopreno (2-metil-1,3- butadieno). Abarcan esencias vegetales (mentol, limoneno), vitaminas liposolubles (vitamina A o retinol, vitamina E o tocoferol, vitamina K) y pigmentos fotosintéticos accesorios (carotenoides como el caroteno y licopeno). Esteroides: derivados del núcleo tetracíclico hidrocarbonado ciclopentanoperhidrofenantreno (o esterano).

Comprenden: Esteroles: el colesterol es el lípido esteroideo por excelencia en membranas celulares animales, donde se intercala entre los fosfolípidos modulando su fluidez y permeabilidad frente a oscilaciones de Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 22 temperatura. Es, además, precursor de la vitamina D (antirraquítica, reguladora del balance fosfocálcico). Ácidos biliares: emulsionan las grasas alimentarias en el intestino facilitando la digestión enzimática lipídica. Hormonas esteroideas: mediadores de señalización sistémica como las hormonas sexuales (testosterona, estrógenos, progesterona) y adrenocorticales (cortisol, aldosterona).

Eicosanoides: derivados del ácido araquidónico (20C poliinsaturado), como las prostaglandinas, mediadores de procesos inflamatorios, agregación plaquetaria y respuesta térmica febril. 8. Interpretación analítica clínica y salud biomolecular El análisis de la concentración plasmática de glúcidos y lípidos en sangre venosa periférica proporciona indicadores fundamentales del estado homeostático metabólico: Parámetro clínico Intervalo normal (ayuno) Condición alterada Traducción fisiopatológica y riesgo clínico Glucemia plasmática Hipoglucemia: (ej. 45 mg/dL) Neuroglucopenia crítica, mareo, sudoración profusa, confusión y riesgo de coma por déficit de sustrato energético encefálico.

Glucemia plasmática Hiperglucemia basal: Criterio diagnóstico de diabetes mellitus. Ocasiona glucosuria osmótica, daño microvascular (retinopatía, nefropatía) y macrovascular por glicación no enzimática de proteínas. Colesterol total Hipercolesterolemia: Incremento exponencial del riesgo aterogénico coronario y cerebrovascular. Colesterol LDL (lipoproteínas de baja densidad) LDL elevado: «Colesterol aterogénico»: transporta lípidos del hígado a tejidos periféricos. Se oxida en la íntima arterial promoviendo la captación por macrófagos y la placa de ateroma. Colesterol HDL (lipoproteínas de alta densidad) HDL bajo: Factor de riesgo cardiovascular adverso.

El HDL media el transporte retrógrado de colesterol desde los tejidos hacia el hígado para su excreción biliar.

CAUSAS Y CONSECUENCIAS Colesterol LDL elevado Transporte excesivo a la pared vascular Oxidación lipídica Depósito en el espacio subendotelial Aterosclerosis por hipercolesterolemia Placa de ateroma Acúmulo de lípidos y células espumosas Riesgo cardiovascular Estenosis vascular e isquemia tisular 70 100 mg/dL < 55 mg/dL 70 100 mg/dL 126 mg/dL < 200 mg/dL > 200 240 mg/dL < 100 115 mg/dL > 130 160 mg/dL > 40 mg/dL (hombres) > 50 mg/dL (mujeres) < 40 mg/dL Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 23 ERROR FRECUENTE Confundir el colesterol con sus transportadores plasmáticos: el colesterol es químicamente idéntico en todas las partículas.

La distinción entre «bueno» y «malo» reside en la lipoproteína transportadora: las LDL depositan lípidos en el endotelio arterial propiciando la formación de la placa de ateroma, mientras que las HDL drenan dicho exceso de vuelta al hígado mediante el transporte inverso protector. IDEAS CLAVE Los monosacáridos son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas que en disolución ciclan formando anillos furanósicos o piranósicos con un nuevo centro quiral: el carbono anomérico. El enlace O-glucosídico monocarbonílico preserva el carácter reductor del disacárido, mientras que el dicarbonílico lo extingue completamente al comprometer ambos hidroxilos anoméricos.

Los polisacáridos con uniones (almidón y glucógeno) adoptan conformaciones helicoidales de reserva metabólica, mientras que las uniones (celulosa y quitina) originan hebras lineales estabilizadas por puentes de hidrógeno de soporte estructural. Los fosfoglicéridos y esfingolípidos poseen una marcada naturaleza anfipática que dirige el autoensamblaje espontáneo de la bicapa lipídica delimitadora celular. El colesterol regula la fluidez de las membranas animales y el equilibrio entre sus transportadores lipoproteicos (LDL frente a HDL) define el riesgo de aterosclerosis cardiovascular. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 6.

¿Por qué la sacarosa carece de poder reductor frente a reactivos analíticos a diferencia de la maltosa o la lactosa? 7. ¿Qué factor geométrico determina que los ácidos grasos insaturados tengan puntos de fusión inferiores a los saturados? 8. ¿Qué implicación fisiopatológica inmediata supone un valor de glucemia basal de ? TEMA 1: BASE QUÍMICA DE LA VIDA 4 Proteínas,biocatálisis enzimática y vitaminas 1. Los aminoácidos: unidades estructurales de las proteínas Los aminoácidos son las moléculas monoméricas que constituyen las proteínas.

Presentan una estructura básica común organizada en torno a un átomo de carbono central sp³ llamado carbono alfa ( ), al que se unen covalentemente cuatro sustituyentes: Un grupo amino ( ), de naturaleza básica. Un grupo carboxilo (-COOH), de naturaleza ácida. Un átomo de hidrógeno ( ). Una cadena lateral o residuo ( ), que varía en cada aminoácido y define sus propiedades físico- químicas particulares. α β 45 mg/dL C α NH 2 H R Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 24 Esquema estructural del aminoácido con sus cuatro sustituyentes unidos al carbono alfa.

Físicamente son sustancias sólidas, cristalizables, incoloras o blanquecinas, con elevado punto de fusión (superior a 200 °C) y solubles en agua gracias a su polaridad.

En la biosíntesis de proteínas participan habitualmente 20 aminoácidos proteicos, que según la polaridad y carga de su grupo R se clasifican en: Grupo químico Propiedades del radical R Ejemplos representativos Hidrofóbicos (apolares) Cadenas alifáticas que rehúyen el agua Alanina, valina, leucina, isoleucina Aromáticos Anillos bencénicos en la cadena lateral Tirosina, fenilalanina, triptófano Hidrofílicos (polares neutros) Cadenas polares no cargadas a pH neutro Serina, treonina, cisteína Cargados positivamente (básicos) Radical con grupos nitrogenados protonados Arginina, lisina, histidina Cargados negativamente (ácidos) Radical con carboxilos desprotonados Ácido aspártico, ácido glutámico Los animales no pueden sintetizar todos estos monómeros; aquellos que deben ingerirse obligatoriamente en la dieta reciben el nombre de aminoácidos esenciales (como leucina, isoleucina, lisina y valina).

Estereoisomería y actividad óptica A excepción de la glicina (cuyo radical R es otro átomo de hidrógeno), el está enlazado a cuatro sustituyentes diferentes, convirtiéndose en un carbono asimétrico o quiral. Esto origina dos configuraciones espaciales no superponibles (enantiómeros): la forma D (si el grupo queda a la derecha en la proyección plana) y la forma L (si queda a la izquierda). Prácticamente todos los aminoácidos biológicos son de la serie L. Además, la asimetría les otorga actividad óptica, desviando el plano de la luz polarizada hacia la derecha (dextrógiros) o hacia la izquierda (levógiros).

Carácter anfótero y punto isoeléctrico CARÁCTER ANFÓTERO Sustancias capaces de comportarse alternativamente como ácidos (cediendo protones ) o como bases (aceptando protones) en respuesta al pH del medio acuoso en el que se encuentran disueltas. En disolución acuosa con pH neutro, los aminoácidos experimentan una transferencia interna de protones formando una estructura dipolar eléctricamente neutra llamada ion híbrido o zwitterión ( ): C α NH 2 H+ H N-CH(R)-COO + 3 Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 25 En medio ácido (abundancia de ): el grupo acepta protones y pasa a -COOH; el aminoácido actúa como base y adquiere carga global positiva ( ).

En medio básico (abundancia de ): el grupo cede su protón pasando a ; el aminoácido se comporta como ácido y adquiere carga global negativa ( ). El valor exacto de pH en el cual la molécula presenta una carga neta nula (equilibrio electroquímico) se designa como punto isoeléctrico (pI). Este comportamiento dual les permite regular los cambios bruscos de acidez, funcionando como amortiguadores fisiológicos (mecanismo complementario a los sistemas tampón analizados en «Tema 1: Base química de la vida — Bioelementos, agua y sales minerales»). 2.

El enlace peptídico La polimerización de aminoácidos ocurre mediante la formación del enlace peptídico, una unión covalente de tipo amida resultante de la reacción entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino de otro, desprendiéndose en el proceso una molécula de agua ( ). GEOMETRÍA PLANAR DEL ENLACE El enlace C-N peptídico presenta una longitud intermedia entre un enlace simple y uno doble debido a un fenómeno de resonancia electrónica. Este carácter parcial de doble enlace impide el libre giro sobre dicho eje, obligando a que los cuatro átomos del enlace (C=O y N-H) junto con los dos adyacentes queden rígidamente confinados en un mismo plano.

Los únicos giros permitidos ocurren alrededor de los enlaces sencillos que conectan el con el nitrógeno y con el carbono carboxílico. Las cadenas generadas presentan polaridad direccional: comienzan en el extremo N-terminal ( libre) y finalizan en el extremo C-terminal (-COOH libre). Si la cadena posee unos 2-10 aminoácidos (residuos) se denomina oligopéptido (incluyendo dipéptidos y tripéptidos); con más de 10 residuos se designa como polipéptido, y se habla de proteína cuando supera habitualmente los 50-100 residuos. 3.

Niveles de conformación estructural de las proteínas La actividad biológica de una proteína depende de su arquitectura espacial tridimensional: H+ COO H N-CH(R)-COOH + 3 OH NH + 3 NH 2 H N-CH(R)-COO 2 H O 2 C α C α NH 2 Apuntes de Biología PBAU Baleares: temario, esquemas y tests 26 ESQUEMA Niveles de organización estructural proteica Estructura primaria Constituye la secuencia lineal ordenada de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos desde el extremo N- terminal al C-terminal. Dispuesta en zigzag debido a los ángulos de enlace de los carbonos tetraédricos, es el nivel más básico y crucial, pues encierra la información genética necesaria para el correcto plegamiento posterior.

Estructura secundaria Es la disposición espacial regular que adopta la cadena polipeptídica al replegarse longitudinalmente gracias a la aparición de puentes de hidrógeno entre los grupos y del esqueleto peptídico: Hélice alfa ( -hélice): arrollamiento helicoidal dextrógiro sobre su eje cilíndrico. Cada vuelta de hélice abarca y contiene 3,6 aminoácidos. Los enlaces de hidrógeno se establecen entre el grupo de un residuo y el del cuarto aminoácido situado por delante en la secuencia. Las cadenas laterales (R) se proyectan hacia el exterior. La presencia de ciertos residuos, como la prolina, desestabiliza e interrumpe esta hélice.

Lámina beta ( -hoja plegada): conformación extendida en zigzag donde segmentos contiguos se alinean paralelamente o antiparalelamente, interconectados mediante puentes de hidrógeno transversales (como ocurre en la fibroína de la seda). La disposición antiparalela es más compacta y estable. Hélice de colágeno: estructura secundaria rígida y alargada propia del tejido conectivo, rica en prolina, con un ascenso de por residuo (frente a los de ascenso por residuo de la -hélice), sin puentes de hidrógeno intracatenarios. Estructura primaria Secuencia lineal de residuos unidos por enlaces peptídicos Estructura secundaria…