Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests

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APUNTES BIOLOGÍA EBAU Castilla y León AprenAI 2026-2027 Biología de 2º de Bachillerato para la EBAU de Castilla y León, de biomoléculas a virus y biotecnología. Con esquemas, tests y tablas de repaso. APREN.AI Índice 1 Tema 1: Base química de la vida — Bioelementos, agua y sales minerales 7 1. Los bioelementos 7 2. El agua y su comportamiento fisicoquímico 8 3. Sales minerales y mantenimiento del equilibrio homeostático 9 4. Dispersiones coloidales y fenómenos osmóticos 10 Tema 2: Biomoléculas 2 Glúcidos 12 1. Clasificación general de los glúcidos 12 2. Monosacáridos: estructura y propiedades 13 3. Enlace O-glucosídico y disacáridos 15 4. Polisacáridos 16 3 Lípidos 18 1.

Ácidos grasos: pilares de los lípidos saponificables 19 2. Reacciones químicas fundamentales 20 3. Lípidos saponificables simples 21 4. Lípidos saponificables complejos: lípidos de membrana 21 5.

Lípidos insaponificables 23 Tema 3: Proteínas y enzimas 4 Aminoácidos y estructura proteica 25 Los aminoácidos: unidades estructurales de las proteínas 25 El enlace peptídico 27 Niveles de organización estructural de las proteínas 27 Propiedades fisicoquímicas de las proteínas 30 Clasificación de las proteínas 30 Panorama funcional de las macromoléculas proteicas 31 5 Biocatálisis enzimática y cofactores 32 Naturaleza y mecanismo de la biocatálisis 32 Estructura del enzima: apoenzima, cofactores y centro activo 33 Clasificación general de los enzimas 34 Cinética enzimática y modelo de Michaelis-Menten 34 Factores moduladores de la actividad enzimática 35 Vitaminas y su función como coenzimas 36 6 Bioelementos, biomoléculas y salud: nutrición y ejercicio 38 Bioelementos: carencias y excesos 38 Dieta equilibrada 39 Grasas, colesterol y enfermedad cardiovascular 39 Azúcares libres, obesidad y diabetes tipo II 39 Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 1 Efectos del ejercicio en el metabolismo 40 Estilos de vida saludables 40 7 Tema 4: Ácidos nucleicos — Nucleótidos y tipología de ADN y ARN 41 Composición de los nucleótidos 41 Nucleótidos no nucleicos y sus funciones metabólicas 42 Ácido desoxirribonucleico (ADN) 43 Ácido ribonucleico (ARN): tipología y especialización funcional 44 Tema 5: La célula eucariota y procariota 8 Teoría celular y membrana plasmática 47 1.

Técnicas de microscopía y resolución celular 47 2. Teoría celular y origen evolutivo 48 3. Modelos de organización celular: procariota frente a eucariota 48 4. Estructura y dinámica de la membrana plasmática 51 5. Transporte celular a través de la membrana 52 9 Diálisis y uniones intercelulares Difusión, ósmosis y diálisis: qué pasa a través de la membrana Uniones intercelulares 10 Orgánulos citoplasmáticos y citoesqueleto 59 El citosol y el citoesqueleto: sostén y dinámica celular 60 El sistema de endomembranas y el tráfico vesicular 62 Orgánulos bioenergéticos: mitocondrias y plastos 66 Estructuras acelulares periféricas y complejos no membranosos 68 11 Núcleo, cromatina y cromosomas 69 1.

El núcleo interfásico y su ultraestructura 69 2. La cromatina y sus niveles de compactación 71 3. Morfología de los cromosomas metafásicos 73 Tema 6: Ciclo celular y división 12 Ciclo celular, mitosis y citocinesis 77 1. La interfase y la fase G0 77 2. La fase M: cariocinesis (mitosis) 79 3. Citocinesis: división citoplasmática animal y vegetal 82 4.

Modalidades especiales de división celular 83 13 Regulación del ciclo celular: puntos de control, ciclinas y CDK Qué es un punto de control y por qué existe Los tres puntos de control principales El motor del ciclo: ciclinas y CDK 85 Señales externas: los factores de crecimiento 86 Los frenos del ciclo: Rb y p53 86 Fallo de la regulación y proliferación descontrolada 87 14 Meiosis y ciclos biológicos 88 Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 2 La primera división meiótica (Meiosis I): división reduccional 88 La segunda división meiótica (Meiosis II): división ecuacional 89 Mitosis frente a Meiosis 90 Mecanismos de variabilidad genética y trascendencia biológica 91 Ciclos biológicos en la reproducción sexual 91 Tema 7: Metabolismo 15 Catabolismo y respiración celular 95 Principios del catabolismo y acoplamiento bioenergético 95 Glucólisis citosólica 95 Destinos del piruvato: fermentaciones frente a respiración celular 96 Fase intermedia: descarboxilación oxidativa del piruvato 97 El ciclo de Krebs (ciclo del ácido cítrico) 97 Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa 98 Balance estequiométrico del catabolismo de la glucosa 99 Catabolismo lipídico: beta-oxidación de los ácidos grasos 100 16 Anabolismo autótrofo: fotosíntesis y quimiosíntesis 103 1.

Clasificación trófica de los seres vivos 103 2. Fotosíntesis oxigénica en eucariotas 104 3. Fase biosintética: fijación del carbono y ciclo de Calvin 106 4. Quimiosíntesis bacteriana y ciclos biogeoquímicos 108 5. Anabolismo heterótrofo: rutas biosintéticas esenciales 109 17 Tema 8: Genética mendeliana — Leyes de la herencia y ligamiento al sexo 109 1. Conceptos fundamentales de la genética clásica 110 2. Las leyes de Mendel 110 3. Extensiones y variaciones de la herencia mendeliana 111 4. Herencia ligada al sexo 112 5.

Metodología de análisis de árboles genealógicos 113 Tema 9: Genética molecular 18 Replicación del ADN 116 Modelos y naturaleza de la replicación del ADN 116 La maquinaria enzimática y el origen de replicación 117 Elongación: hebra conductora frente a hebra retardada 117 Terminación en procariotas 119 Particularidades de la replicación en eucariotas y la telomerasa 119 19 Expresión génica y su regulación 121 1. El dogma central de la biología molecular 121 2. La transcripción: síntesis del ARN 122 3. Maduración postranscripcional en eucariotas 123 4. El código genético 123 5. El mecanismo de la traducción ribosomal 124 6.

Regulación de la expresión génica 125 Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 3 7. Aplicación práctica: flujo genético y efecto de mutaciones 128 20 Genomas procariota y eucariota: organización, tamaño y complejidad 129 Localización y forma del material genético 129 Tamaño del genoma y número de genes 130 Proporción de ADN codificante y estructura de los genes 130 Operones frente a genes individuales 131 Plásmidos 131 Resumen comparativo 132 Tema 10: Mutaciones y cáncer 21 Alteraciones del material genético 133 1. Mutaciones génicas o puntuales 134 2. Mutaciones cromosómicas estructurales 135 3. Mutaciones genómicas o numéricas 136 4.

Agentes mutagénicos y mecanismos de reparación del ADN 136 5.

Mutaciones y génesis tumoral: protooncogenes y genes supresores 137 22 Mutación, recombinación y evolución de la biodiversidad 139 Mutación y recombinación: dos fuentes de variabilidad 139 Mutaciones germinales y somáticas 139 Errores de replicación, tasa de mutación y biodiversidad 140 La selección natural actúa sobre la variabilidad 140 Mutaciones cromosómicas y genómicas como motor evolutivo 141 23 Cáncer, agentes carcinógenos y estilos de vida saludables 142 Del agente carcinógeno al tumor 142 Tipos de agentes carcinógenos 143 Hábitos de vida y prevención 144 24 Tema 11: Biotecnología e ingeniería genética — Técnicas y aplicaciones 145 Conceptos fundamentales: de la biotecnología a la ingeniería genética 145 Herramientas moleculares para el ADN recombinante 145 Amplificación y secuenciación del material genético 147 Edición genómica de precisión: el sistema CRISPR-Cas9 148 Clonación en animales: reproductiva frente a terapéutica 148 Aplicaciones de la ingeniería genética 149 Tema 12: Microbiología y virus 25 Estructura virídica y ciclos infectivos 152 1.

Organización y componentes del virión 152 2. Ciclos infectivos: ciclo lítico y ciclo lisogénico 153 3. Ultraestructura bacteriana y mecanismos de variabilidad genética 154 4.

Microorganismos de interés industrial e inmunología básica 155 26 Los microorganismos: tipos, papel en la naturaleza y aplicaciones industriales 157 Grandes grupos de microorganismos 157 Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 4 Papel en los ciclos de la materia 157 Simbiosis 158 Microorganismos patógenos 158 Fermentaciones industriales 158 Otros productos de interés 159 Fitorremediación 159 27 Concepto de inmunidad, antígeno y respuesta innata 160 Inmunidad, sistema inmunitario y antígeno 160 Las dos líneas de la defensa innata 160 Mecanismos celulares y moleculares 161 La respuesta inflamatoria 161 Innata frente a adaptativa 162 Órganos linfoides 162 28 Mecanismos de la respuesta humoral y celular; respuesta primaria y secundaria 163 1.

Presentación del antígeno: el punto de partida 163 2. Activación de los T colaboradores y selección clonal 164 3. Respuesta humoral 164 4. Respuesta celular 165 5. Respuesta primaria y secundaria 165 6.

Vacunas y sueros 165 29 Clases de inmunoglobulinas y reacciones antígeno-anticuerpo 167 El anticuerpo como glicoproteína 167 Especificidad: epítopo y parátopo 167 Las cinco clases de inmunoglobulinas 167 Reacciones antígeno-anticuerpo 168 30 Patologías del sistema inmunitario y fases de las enfermedades infecciosas 170 Hipersensibilidad y alergia 170 Enfermedades autoinmunes 170 Inmunodeficiencias 171 Rechazo de trasplantes 171 Fases de una enfermedad infecciosa 172 31 Resumen para repasar 172 Tema 1: Bioelementos, agua y sales minerales 172 Tema 2: Glúcidos 173 Tema 2: Lípidos 173 Tema 3: Proteínas, enzimas y salud 174 Tema 4: Ácidos nucleicos 175 Tema 5: La célula 175 Tema 6: Ciclo celular y división 176 Tema 7: Metabolismo 177 Tema 8: Genética mendeliana 177 Tema 9: Genética molecular 178 Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 5 Tema 10: Mutaciones, evolución y cáncer 179 Tema 11: Biotecnología 179 Tema 12: Microbiología e inmunología 180 Soluciones de las preguntas de repaso 182 Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 6 1 Tema 1: Base química de la vida — Bioelementos,agua y sales minerales La materia viva está constituida a partir de los mismos elementos químicos que componen el resto del universo material; sin embargo, su organización e interacciones fisicoquímicas originan las características exclusivas de los sistemas biológicos.

El estudio bioquímico comienza distinguiendo los elementos químicos constituyentes (bioelementos) y las moléculas formadas por su unión (biomoléculas o principios inmediatos, tanto inorgánicas como orgánicas). 1. Los bioelementos Los bioelementos son los elementos químicos que forman parte de los seres vivos. De los más de cien elementos de la tabla periódica, algo más de setenta intervienen en la constitución de los organismos vivientes.

Atendiendo a su abundancia ponderal en la biomasa, se clasifican en tres categorías bien diferenciadas: ESQUEMA Clasificación de los bioelementos Grupo de bioelementos Abundancia relativa Elementos integrantes Papel funcional y biológico fundamental Primarios 98 % - 99 % de la masa celular Carbono (C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O), Nitrógeno (N), Fósforo (P), Azufre (S) Forman la estructura básica de las biomoléculas orgánicas. Tienen masas atómicas reducidas y comparten pares de electrones estableciendo enlaces covalentes muy estables. Secundarios 1 % - 2 % del total ponderal Sodio (Na), Potasio (K), Calcio (Ca), Magnesio (Mg), Cloro (Cl) Suelen hallarse en forma iónica libre.

Claves en la regulación osmótica, excitabilidad neuromuscular, coagulación y actividad enzimática. Oligoelementos Menos del 0,1 % (trazas) Hierro (Fe), Cobre (Cu), Cinc (Zn), Estaño (Sn), entre otros Imprescindibles para la vida a concentraciones ínfimas. Actúan preferentemente como cofactores enzimáticos o en transporte electrónico; concentraciones anómalas causan toxicidad.

Bioelementos primarios 98-99 % del peso corporal (C, H, O, N, P, S) Bioelementos secundarios 1-2 % en forma iónica (Na, K, Ca, Mg, Cl) Oligoelementos Menos del 0,1 %, biocatalizadores (Fe, Cu, Zn) Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 7 BIOELEMENTOS PRIMARIOS Y LA QUÍMICA DEL CARBONO Los bioelementos primarios (C, H, O, N, P, S) resultan idóneos para la vida por su capacidad para establecer enlaces covalentes estables compartiendo electrones.

Especialmente, el carbono posee una valencia 4 que le permite conformar esqueletos tridimensionales tetraédricos estables (cadenas lineales, ramificadas y anillos cíclicos), combinándose con enlaces simples, dobles o triples con el oxígeno y el nitrógeno. 2. El agua y su comportamiento fisicoquímico El agua ( ) es la biomolécula inorgánica más abundante en los organismos, representando cuantitativamente entre el 65 % y más del 90 % del peso corporal según el tejido y la especie. Estructura dipolar y puentes de hidrógeno En cada molécula de agua, un átomo central de oxígeno se enlaza covalentemente con dos átomos de hidrógeno conformando un ángulo de .

Puesto que el oxígeno es notablemente más electronegativo que el hidrógeno, atrae con más intensidad los electrones compartidos en el enlace. Esquema del dipolo del agua y formación de puentes de hidrógeno. Esta asimetría genera una densidad de carga negativa ( ) sobre el oxígeno y dos densidades de carga positiva ( { ^+}) sobre los hidrógenos. Aunque la molécula es eléctricamente neutra a nivel global, dicha distribución espacial origina un dipolo eléctrico permanente. A consecuencia de este carácter dipolar, surgen fuerzas atractivas intermoleculares de carácter electrostático conocidas como puentes de hidrógeno (o enlaces de hidrógeno).

Cada molécula de agua puede interaccionar de forma transitoria con hasta cuatro moléculas adyacentes, conformando una red reticular dinámica extraordinariamente cohesionada en fase líquida. Propiedades fisicoquímicas y correlación funcional biológica Propiedad fisicoquímica Bases moleculares Relevancia y función en los organismos Elevada fuerza de cohesión y adhesión Red continua de enlaces de hidrógeno entre moléculas de agua y con superficies polares. Proporciona incompresibilidad estructural (esqueleto hidrostático celular) y posibilita la capilaridad en vasos conductores vegetales.

Elevada tensión superficial Atracción neta de las moléculas superficiales hacia el interior de la fase líquida. Permite la deformación celular coordinada y que ciertos organismos se desplacen sobre la lámina hídrica sin hundirse. H O 2 104,5 δ δ+ δ Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 8 Propiedad fisicoquímica Bases moleculares Relevancia y función en los organismos Elevado calor específico Se necesita mucha energía térmica para debilitar o romper los puentes de hidrógeno antes de acelerar las moléculas. Función amortiguadora y termorreguladora: protege a las células de oscilaciones térmicas drásticas del entorno.

Elevado calor latente de vaporización Ruptura masiva de puentes de hidrógeno al transicionar de líquido a vapor. Refrigeración corporal por evaporación (sudoración y transpiración vegetal). Anomalía de la densidad del hielo La red cristalina hexagonal en estado sólido ocupa mayor volumen que en estado líquido (el hielo es menos denso). Aislamiento térmico: el hielo flota en lagos y océanos polares, impidiendo la congelación total del fondo y preservando la vida acuática. Elevada constante dieléctrica Atenúa la atracción electrostática entre iones de signo contrario solvatándolos.

Disolvente universal: facilita el transporte intracelular y extracelular de nutrientes hidrosolubles y desechos metabólicos. Bajo grado de ionización Autoionización mínima del agua líquida: Participación en reacciones de hidrólisis bioquímica y base de la escala de pH neutral celular. 3. Sales minerales y mantenimiento del equilibrio homeostático Las sales minerales son biomoléculas inorgánicas indispensables que se presentan en los seres vivos bajo dos modalidades físicas: Sales precipitadas (insolubles): Forman estructuras minerales consolidadas de sostén esquelético o protección mecánica.

Destacan el carbonato cálcico ( , constituyente de caparazones de moluscos y exoesqueletos), los fosfatos cálcicos ( , base de la matriz ósea y piezas dentales) y los silicatos (espículas de esponjas y cubiertas de diatomeas). Sales disueltas (solubles): Se hallan totalmente disociadas en sus cationes ( , , , ) y aniones ( , , , ). Son responsables de generar gradientes electroquímicos para la transmisión del impulso nervioso, modular la contracción muscular, estabilizar dispersiones coloidales e intervenir en la regulación osmótica y del pH.

Sistemas amortiguadores o tampones del pH El metabolismo genera continuamente metabolitos de naturaleza ácida o básica que alterarían el pH celular y desnaturalizarían las enzimas. Para evitarlo, los fluidos biológicos cuentan con disoluciones tampón o buffers, compuestas por pares conjugados ácido débil/base débil que ceden o capturan protones ( ) según se desvíe el medio. SISTEMA TAMPÓN BICARBONATO (EXTRACELULAR) Controla el pH en la sangre y líquidos intersticiales mediante el siguiente equilibrio químico dinámico: Si el pH desciende (exceso de ), la reacción se desplaza hacia la izquierda, formando que es expulsado por hiperventilación pulmonar.

Si el pH sube (déficit de ), el ácido carbónico se disocia reponiendo protones. 2H O 2 H O + 3 + OH CaCO 3 Ca (PO ) 3 4 2 Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl SO 4 2 HCO 3 HPO 4 2 H+ CO + 2 H O 2 H CO 2 3 HCO + 3 H+ H+ CO 2 H+ Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 9 SISTEMA TAMPÓN FOSFATO (INTRACELULAR) Amortigua las variaciones de pH en el citoplasma celular a través del equilibrio: El ion dihidrogenofosfato actúa como donador de protones frente a álcalis, mientras que el monohidrogenofosfato actúa como aceptor en situaciones ácidas. 4.

Dispersiones coloidales y fenómenos osmóticos El citoplasma celular responde al modelo físico de una dispersión coloidal, donde macromoléculas como proteínas o polisacáridos (fase dispersa) se encuentran suspendidas en el agua (fase dispersante). Estas dispersiones pueden alternar entre el estado líquido de sol y el estado semisólido de gel, exhibiendo fenómenos como el movimiento browniano y el efecto Tyndall. Presión osmótica y tonicidad celular La ósmosis es el paso espontáneo de disolvente (agua) a través de una membrana semipermeable desde la disolución más diluida (hipotónica) hacia la más concentrada (hipertónica), hasta igualar las concentraciones a ambos lados.

La fuerza requerida para detener ese flujo neto se denomina presión osmótica. El comportamiento de las células depende de la osmolaridad del medio extracelular respecto a su medio citoplasmático interno y de la presencia o ausencia de pared celular rígida: Medio extracelular Fenómeno en célula vegetal (con pared) Fenómeno en célula animal (sin pared rígida) Mecánica de fluidos y presiones Hipotónico (baja concentración externa de solutos) Turgencia: entra agua masivamente en la vacuola; la pared celular ejerce contratensión mecánica, impidiendo la rotura.

Lisis celular / Hemólisis: en hematíes, el flujo osmótico hacia el interior expande la membrana hasta su rotura por ausencia de pared protectora. Aumenta el volumen celular interno y disminuye la presión osmótica relativa interna. Isotónico (concentraciones equivalentes) Equilibrio hídrico dinámico sin variación de forma. Morfología normal e intercambio hídrico neto nulo. Volumen y presiones internas estables. Hipertónico (alta concentración externa de solutos) Plasmólisis: la célula pierde agua, el citoplasma y la membrana se contraen separándose de la pared rígida. Crenación: el flujo de agua sale de la célula, encogiéndose y adquiriendo una morfología festoneada o rugosa.

Disminuye el volumen celular y aumenta la presión osmótica de los fluidos celulares restantes. ERROR FRECUENTE No confundir turgencia con lisis: la pared celulósica vegetal soporta tensiones mecánicas elevadas y evita que la célula estalle en medios hipotónicos. En cambio, los glóbulos rojos carecen de pared, por lo que sufren hemólisis irreversible cuando entran en un medio marcadamente hipotónico. H PO + 2 4 H O 2 HPO + 4 2 H O 3 + Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 10 EVAU · 2022, EXTRAORDINARIA · PREGUNTA 6 - BIOMOLÉCULAS Y ENLACES 6.

Referente a las biomoléculas: a) Indique una biomolécula con la que relacionaría cada uno de los siguientes tipos de enlace: éster, glucosídico, fosfodiéster, peptídico y especifique entre qué moléculas se establece cada enlace.

[1,0] Resolución: Para responder con precisión, se asocia cada enlace con su biomolécula polimérica o compleja característica y con los grupos funcionales o moléculas precursoras que intervienen en su formación: Enlace Biomolécula Moléculas / grupos entre los que se establece Éster Lípidos (acilglicéridos, fosfolípidos) Se produce por condensación entre un grupo carboxilo (-COOH) de un ácido graso y un grupo hidroxilo ( ) de un alcohol (como el glicerol), desprendiendo agua. Glucosídico Glúcidos (disacáridos, polisacáridos) Se establece covalentemente entre dos grupos hidroxilo de sendos monosacáridos con la eliminación de una molécula de agua (enlace O- glucosídico).

Fosfodiéster Ácidos nucleicos (ADN, ARN) Une el carbono del azúcar de un nucleótido con el carbono del azúcar del nucleótido siguiente a través de un grupo fosfato. Peptídico Proteínas (péptidos, polipéptidos) Se genera entre el grupo carboxilo (-COOH) de un aminoácido y el grupo amino ( ) del siguiente, con pérdida de una molécula de agua. IDEAS CLAVE Los bioelementos primarios (C, H, O, N, P, S) suponen el 98-99 % de la masa celular gracias a su aptitud para conformar enlaces covalentes estables. El agua es un dipolo permanente con cargas parciales asimétricas, lo que posibilita una densa red de puentes de hidrógeno intermoleculares.

Las funciones biológicas del agua (disolvente, termorregulador y soporte mecánico) se fundamentan directamente en sus anómalas propiedades térmicas y de cohesión. Los sistemas amortiguadores de bicarbonato (medio extracelular) y fosfato (medio intracelular) estabilizan el pH ante agresiones ácidas o básicas. En soluciones hipotónicas, las células vegetales experimentan turgencia protegidas por su pared, mientras que las células animales sufren hemólisis o lisis celular. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 1. ¿Por qué el hielo flota sobre el agua líquida y qué trascendencia biológica tiene este hecho? 2.

¿Cómo actúa el tampón bicarbonato si se produce un incremento brusco en la concentración citosólica o plasmática de protones ( )? OH 3 5 NH 2 H+ Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 11 2 Glúcidos Los glúcidos, conocidos tradicionalmente como carbohidratos o hidratos de carbono, constituyen aproximadamente el 90 % de la materia orgánica viva en peso seco en el reino vegetal y son indispensables en todos los seres vivos. Están integrados por carbono, hidrógeno y oxígeno en una proporción general , aunque algunos contienen además nitrógeno, fósforo o azufre (como se ha visto en «Tema 1: Base química de la vida — Bioelementos, agua y sales minerales»).

Desde el punto de vista funcional y químico, se definen como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas. 1. Clasificación general de los glúcidos La clasificación estructural organiza a los glúcidos en dos amplios conjuntos: Osas o monosacáridos: monómeros elementales que no pueden escindirse por hidrólisis en unidades glucídicas más sencillas. Ósidos: combinaciones moleculares formadas por la unión de dos o más monosacáridos mediante enlace glucosídico. Se dividen en: Holósidos: compuestos íntegramente por osas.

Se subdividen en oligosacáridos (de 2 a 10 monosacáridos, destacando los disacáridos) y polisacáridos (cadenas de más de 10 unidades, ya sean homopolisacáridos de un solo tipo de monómero o heteropolisacáridos de varios tipos). Heterósidos: moléculas mixtas resultantes de la asociación covalente de una porción glucídica con una fracción no glucídica denominada aglucón (como lípidos o proteínas). TEMA 2 Biomoléculas 2 Glúcidos 3 Lípidos C H O n 2n n Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 12 ESQUEMA Clasificación general de los glúcidos 2.

Monosacáridos: estructura y propiedades Son sustancias sólidas, cristalinas, incoloras o blancas, solubles en agua gracias a la formación de puentes de hidrógeno con sus grupos hidroxilo ( ), con sabor dulce y con marcado carácter reductor debido a la presencia del carbonilo libre ( o ). Se clasifican según el número de átomos de carbono en triosas (3C), tetrosas (4C), pentosas (5C), hexosas (6C) y heptosas (7C); y según el grupo carbonilo presente en aldosas (carbonilo aldehído terminal en C1) o cetosas (carbonilo cetona en C2 u otro carbono secundario).

Isomería en monosacáridos La presencia de uno o varios carbonos asimétricos o quirales (átomos de carbono unidos a cuatro sustituyentes distintos) genera isomería espacial o estereoisomería: Enantiómeros (formas D y L): imágenes especulares no superponibles en las que varía la orientación espacial de todos los centros quirales. Por convención, se asigna la forma D cuando el grupo hidroxilo del carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo se orienta hacia la derecha en la proyección lineal de Fischer, y forma L si se sitúa a la izquierda.

Epímeros: diastereoisómeros que difieren en la configuración espacial de un único carbono asimétrico (por ejemplo, la D-glucosa y la D-galactosa son epímeros en el C4). Actividad óptica: propiedad física por la cual las disoluciones de monosacáridos desvían el plano de la luz polarizada hacia la derecha (isómeros dextrógiros o ) o hacia la izquierda (isómeros levógiros o ). La actividad óptica es independiente de la nomenclatura D o L.

Monosacáridos Monómeros no hidrolizables de 3 a 7 carbonos Ósidos Formados por unión de monosacáridos Holósidos Compuestos únicamente por osas Oligosacáridos De 2 a 10 osas, como disacáridos Polisacáridos Polímeros de más de 10 unidades Heterósidos Asociación de glúcido con un aglucón OH CHO CO + Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 13 Esquema de enantiómeros y epímeros en tetrosas según proyecciones de Fischer.

CARBONO ANOMÉRICO Y CICLACIÓN En disolución acuosa, las pentosas y hexosas experimentan una reacción intramolecular reversible entre su grupo carbonilo y un hidroxilo distal, originando un enlace hemiacetal (entre aldehído y alcohol) o hemicetal (entre cetona y alcohol). Esta ciclación convierte el carbono carbonilo plano original en un nuevo centro quiral denominado carbono anomérico (C1 en aldosas, C2 en cetosas). La posición de su hidroxilo hemiacetálico define dos anómeros: alfa (α) si el queda en trans respecto al grupo terminal (hacia abajo en proyección de Haworth en series D), o beta (β) si queda en cis (hacia arriba).

El anillo de cinco vértices recibe el nombre de furanosa (análogo al furano), característico de la D-fructosa cíclica, mientras que el anillo de seis vértices se denomina piranosa (análogo al pirano), propio de la D- glucosa y la D-galactosa. Principales monosacáridos y derivados de interés biológico Monosacárido Tipo Función biológica relevante Gliceraldehído Aldotriosa Intermediario clave en la glucólisis (véase «Tema 7: Metabolismo — Catabolismo y respiración celular»). Posee un solo C quiral. Dihidroxiacetona Cetotriosa Intermediario metabólico; es la única osa carente de carbonos quirales (sin actividad óptica). D-eritrosa Aldotetrosa Intermediario en rutas biosintéticas autótrofas.

D-ribosa Aldopentosa Componente estructural del ARN y de nucleótidos energéticos como el ATP (véase «Tema 4: Ácidos nucleicos — Nucleótidos y tipología de ADN y ARN»). D-ribulosa Cetopentosa Sustrato fijador de en el ciclo de Calvin mediado por la Rubisco (véase «Tema 7: Metabolismo — Anabolismo autótrofo: fotosíntesis y quimiosíntesis»). D-glucosa Aldohexosa Principal combustible metabólico celular y monómero constituyente del almidón, glucógeno y celulosa. D-galactosa Aldohexosa Monosacárido presente en la lactosa láctea y en glicolípidos de membrana. D-fructosa Cetohexosa Glúcido de alto poder edulcorante presente en frutos y néctares; forma la sacarosa.

OH CH OH 2 CO 2 Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 14 Entre los derivados destacan los desoxiazúcares (como la desoxirribosa del ADN), los azúcares ácidos (ácido glucurónico), los aminoazúcares (glucosamina y N-acetilglucosamina) y los ésteres fosfóricos activados metabólicamente. 3. Enlace O-glucosídico y disacáridos El enlace O-glucosídico es el enlace covalente característico de los ósidos. Se forma mediante una reacción de condensación entre el grupo hidroxilo del carbono anomérico de un monosacárido y un grupo hidroxilo de otro monosacárido, desprendiéndose una molécula de . Esquema de condensación del enlace O-glucosídico monocarbonílico y dicarbonílico.

Enlace monocarbonílico: compromete el anomérico de la primera osa y un no anomérico (por lo común C4 o C6) de la segunda. El segundo monosacárido conserva su carbono anomérico libre, por lo que el disacárido resultante mantiene poder reductor. Enlace dicarbonílico: condensa los hidroxilos anoméricos de ambas osas a la vez. Al bloquearse ambos carbonos funcionales, la molécula carece de poder reductor. PARA RECORDARLO Para saber si un disacárido reduce el reactivo de Fehling: si termina en «-ósido» en su nomenclatura sistemática significa que sus dos carbonos anoméricos están enlazados (dicarbonílico, no reductor, como la sacarosa).

Si termina en «-osa», posee un extremo anomérico libre (monocarbonílico, reductor, como maltosa y lactosa). Disacáridos de mayor relevancia biológica Disacárido Monómeros y enlace Poder reductor Origen y distribución Maltosa α-D-glucopiranosil-(1 4)-α-D- glucopiranosa Sí Azúcar de malta obtenido por hidrólisis del almidón y del glucógeno. Lactosa β-D-galactopiranosil-(1 4)-β-D- glucopiranosa Sí Azúcar libre característico de la leche de los mamíferos. Sacarosa α-D-glucopiranosil-(1 2)-β-D- fructofuranósido No Azúcar común de caña y remolacha; forma de transporte glucídico en vegetales.

H O 2 OH OH Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 15 Disacárido Monómeros y enlace Poder reductor Origen y distribución Celobiosa β-D-glucopiranosil-(1 4)-β-D- glucopiranosa Sí Producto de degradación hidrolítica de la celulosa; no aparece libre en la naturaleza. 4. Polisacáridos Son macromoléculas poliméricas de elevado peso molecular formadas por la unión de numerosos monosacáridos. No poseen sabor dulce, no cristalizan, no presentan capacidad reductora y no disuelven en agua de manera molecular, formando dispersiones coloidales o agregados insolubles.

Homopolisacáridos de reserva energética Almacenan miles de residuos de glucosa sin generar un incremento insostenible de la presión osmótica intracelular. Están unidos mediante enlaces de conformación alfa, los cuales inducen curvaturas espaciales flexibles idóneas para el empaquetamiento y la rápida movilización enzimática: Almidón: reserva hidrocarbonada propia de las células vegetales, acumulada en amiloplastos de tubérculos, raíces y semillas. Se compone de dos fracciones poliméricas: Amilosa: cadenas lineales enrolladas en hélice formadas exclusivamente por glucosas unidas por enlaces α(1 4).

Amilopectina: estructura polimérica ramificada; posee cadenas axiales con enlaces α(1 4) y ramificaciones laterales mediante enlaces α(1 6) cada 15 a 30 residuos. Su degradación requiere amilasas y enzimas desramificadoras específicas. Glucógeno: reserva energética de animales y hongos, concentrada preferentemente en el hígado y en las fibras musculares esqueléticas. Presenta una arquitectura semejante a la amilopectina con enlaces α(1 4) en el esqueleto, pero con una ramificación mucho más densa mediante enlaces α(1 6) cada 8 a 12 residuos de glucosa, optimizando la hidrólisis simultánea desde múltiples extremos no reductores.

Dextranos: polímeros bacterianos ramificados con enlaces principales α(1 6) y ramas α(1 2), α(1 3) o α(1 4). Esquema comparativo de la amilosa lineal y la amilopectina ramificada. Homopolisacáridos estructurales Poseen enlaces con configuración geométrica beta, que confieren cadenas rígidas y rectilíneas unidas entre sí por multitud de enlaces de hidrógeno, generando estructuras mecánicas de gran resistencia física y química: Celulosa: polímero lineal no ramificado constituido por monómeros de β-D-glucosa unidos por enlaces β(1 4). Cada residuo gira 180° respecto al contiguo, favoreciendo extensas redes de puentes de hidrógeno intracatenarios e intercatenarios.

Las cadenas individuales se agrupan en micelas, estas en microfibrillas y sucesivamente en fibras de celulosa que otorgan rigidez a la pared celular vegetal. La celulasa es la enzima hidrolítica capaz de romper este enlace. Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 16 Quitina: homopolímero lineal de N-acetil-β-D-glucosamina enlazado por uniones β(1 4). Es el constituyente fundamental del exoesqueleto de artrópodos y de las paredes celulares en hongos. Diagrama de la jerarquía estructural de la celulosa formando microfibrillas.

Heteropolisacáridos y heterósidos Los heteropolisacáridos combinan dos o más tipos de monosacáridos o derivados: Agar-agar: polímero de D y L-galactosa obtenido de algas rojas, utilizado en microbiología e industria. Gomas vegetales: combinaciones de arabinosa, galactosa y ácido glucurónico con función protectora y cicatrizante. Glicosaminoglicanos (GAG): cadenas de aminoazúcares y ácidos urónicos. Incluyen el ácido hialurónico (lubricante e hidratante en matriz extracelular), el condroitín sulfato (soporte en cartílago, tendones y vasos) y la heparina (anticoagulante endógeno).

Los heterósidos combinan glúcidos con otras fracciones: glicolípidos (como cerebrósidos y gangliósidos neuronales; véase «Tema 2: Biomoléculas — Lípidos») y glicoproteínas (inmunoglobulinas, factores de coagulación como protrombina y receptores de membrana plasmática; véase «Tema 3: Proteínas y enzimas — Aminoácidos y estructura proteica»). También destacan los principios activos de plantas medicinales con aglicones fenólicos o esteroideos (heterósidos cardiotónicos, cianogenéticos, antraquinónicos y tanósidos).

Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 17 PAU · 2022, EXTRAORDINARIA Referente a las biomoléculas: b) Especifique la función de los siguientes polisacáridos y en qué tipo de seres vivos se pueden encontrar: almidón, glucógeno, celulosa y quitina. Cite el monosacárido que compone cada uno de ellos y el enlace que los une.

(1,0) Resolución Para responder con precisión, completamos la información de cada uno de los cuatro polisacáridos requeridos distinguiendo su rol biológico, distribución taxonómica, monómero y tipo de unión glucosídica: Polisacárido Función Seres vivos Monosacárido Enlace Almidón Reserva energética Vegetales (plantas) α-D-glucosa α(1 4) y α(1 6) Glucógeno Reserva energética Animales y hongos α-D-glucosa α(1 4) y α(1 6) Celulosa Estructural (soporte y pared celular) Vegetales (plantas) β-D-glucosa β(1 4) Quitina Estructural (exoesqueleto y pared) Artrópodos y hongos N-acetil-β-D- glucosamina β(1 4) IDEAS CLAVE Los monosacáridos son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas reductores con quiralidad que originan enantiómeros y epímeros.

La ciclación hemiacetálica/hemicetálica genera el carbono anomérico con conformaciones o . El enlace O-glucosídico monocarbonílico preserva el carácter reductor, mientras que el dicarbonílico lo elimina totalmente. Los enlaces y forman polímeros de reserva energética ramificados (almidón y glucógeno). Los enlaces originan polímeros rígidos lineales que forman microfibrillas resistentes mediante puentes de hidrógeno (celulosa y quitina). COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 3. ¿Por qué la sacarosa no presenta poder reductor a diferencia de la maltosa? 4. ¿Qué diferencia geométrica y funcional existe entre los polímeros unidos por enlaces frente a los unidos por ?

TEMA 2: BIOMOLÉCULAS 3 Lípidos α β α(1 4) α(1 6) β(1 4) α β Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 18 Los lípidos constituyen un grupo heterogéneo de biomoléculas orgánicas compuestas primordialmente por carbono, hidrógeno y oxígeno —pudiendo incorporar nitrógeno, fósforo y azufre, como se introdujo al clasificar los bioelementos en el «Tema 1: Base química de la vida — Bioelementos, agua y sales minerales»—. Comparten dos propiedades físicas definitorias: son insolubles o escasamente solubles en disolventes polares acuosos y solubles en disolventes orgánicos no polares (como éter, cloroformo o benceno), además de poseer una textura untuosa al tacto.

Desde el punto de vista analítico y estructural, los lípidos se catalogan según presenten o no ácidos grasos en su estructura molecular, criterio que determina su capacidad para reaccionar con bases alcalinas: ESQUEMA Clasificación general de los lípidos 1. Ácidos grasos: pilares de los lípidos saponificables Un ácido graso es un ácido orgánico monocarboxílico constituido por una larga cadena hidrocarbonada alifática lineal, habitualmente no ramificada y de número par de átomos de carbono (por lo común entre 10 y 24 átomos). La fórmula general abreviada corresponde a R-COOH.

CARÁCTER ANFIPÁTICO Los ácidos grasos exhiben un marcado carácter anfipático: disponen de un extremo polar ionizable constituido por el grupo carboxilo (-COOH), hidrófilo y afín al agua, y una extensa cola hidrocarbonada (R), marcadamente apolar e hidrófoba.

Lípidos saponificables Contienen ácidos grasos esterificados Simples Acilglicéridos y ceras (solo C, H, O) Complejos Fosfoglicéridos y esfingolípidos de membrana Lípidos insaponificables Carecen de ácidos grasos Terpenos Polímeros de isopreno (pigmentos y vitaminas) Esteroides Derivados del esterano (colesterol y hormonas) Eicosanoides Derivados de 20C (prostaglandinas y tromboxanos) Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 19 Clasificación según los enlaces de la cadena Tipo de ácido graso Características estructurales Disposición espacial Punto de fusión Ejemplos biológicos Saturados Solo presentan enlaces simples (C-C). Cadena extendida y rectilínea en zigzag tridimensional.

Empaquetamiento compacto por interacciones de van der Waals. Elevado. Tienden a ser sólidos a temperatura ambiente ( ). Ácido palmítico (16:0), ácido esteárico (18:0). Insaturados Presentan uno (monoinsaturados) o varios (poliinsaturados) dobles enlaces (C=C). Configuración cis natural que genera un acodamiento o flexión rígida, impidiendo el empaquetamiento molecular estrecho. Bajo. Son líquidos a temperatura ambiente (aceites). Los dobles enlaces disminuyen el punto de fusión. Ácido oleico ( ), ácido linoleico (18:2).

Los ácidos grasos que el organismo animal no puede sintetizar de novo y debe ingerir en la dieta se conocen como ácidos grasos esenciales (como los ácidos linoleico y linolénico, denominados históricamente vitamina F a nivel nutricional, aunque químicamente no son vitaminas auténticas). 2. Reacciones químicas fundamentales La funcionalidad y el comportamiento de los lípidos saponificables dependen de dos reacciones centrales sobre el enlace éster: Esquema de las reacciones de esterificación y saponificación de triacilgliceroles.

20 C o 18:1cis-9 Esterificación: condensación covalente entre el grupo carboxilo (-COOH) de un ácido graso y un grupo hidroxilo (-OH) de un alcohol, originando un enlace éster y liberando una molécula de agua ( ). 1 H O 2 R-COOH + R'-OH R-COO-R' + H O 2 Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 20 3. Lípidos saponificables simples Están formados exclusivamente por carbono, hidrógeno y oxígeno, constituyendo ésteres de ácidos grasos y diversos alcoholes. Acilglicéridos (grasas neutras) Son ésteres de la glicerina (propano-1,2,3-triol) con uno, dos o tres ácidos grasos, dando lugar respectivamente a monoacilglicéridos, diacilglicéridos y triacilglicéridos (o triglicéridos).

Al esterificarse los tres grupos hidroxilo polares del glicerol, el triglicérido resultante es una molécula completamente neutra e hidrófoba. Grasas vegetales o aceites: predominan los ácidos grasos insaturados; fluidos a temperatura ambiente. En vegetales se acumulan en semillas y frutos oleaginosos (o vacuolas celulares). Grasas animales (sebos o mantecas): enriquecidas en ácidos grasos saturados; sólidas o semisólidas a temperatura ambiente. Se acumulan en las células del tejido adiposo (adipocitos).

Funciones: constituyen la principal reserva energética a largo plazo de los animales (proporcionan , más del doble que los glúcidos y sin retención de agua de hidratación), actúan como aislante térmico subcutáneo frente al frío y confieren protección mecánica contra traumatismos en órganos vitales. La degradación oxidativa de sus cadenas alifáticas se produce en la matriz mitocondrial mediante la beta- oxidación de ácidos grasos (véase «Tema 7: Metabolismo — Catabolismo y respiración celular»). Ceras Son monoésteres de un ácido graso de cadena muy larga (14 a 36 átomos de carbono) con un monoalcohol alifático lineal también de cadena larga (16 a 30 carbonos).

Debido a sus dos extremos netamente hidrófobos, forman capas altamente impermeables y resistentes. Cumplen misiones de protección y revestimiento en plumas, pelajes, cutículas de frutos y hojas (previniendo la evaporación hídrica), cerumen ótico, lanolina de lana ovina o espermaceti del cachalote. 4. Lípidos saponificables complejos: lípidos de membrana Presentan componentes adicionales no lipídicos (ácido fosfórico, glúcidos, aminas o aminoalcoholes) junto a los ácidos grasos y el alcohol. Son las biomoléculas estructurales por excelencia de las membranas celulares gracias a su autoorganización espontánea en medios acuosos.

Fosfoglicéridos (glicerofosfolípidos) Constan de una molécula de glicerol unida por enlace éster en las posiciones C-1 y C-2 a sendos ácidos grasos (generalmente el de C-1 saturado y el de C-2 insaturado), mientras que el grupo hidroxilo del C-3 se encuentra esterificado con una molécula de ácido ortofosfórico. Esta estructura base se denomina ácido fosfatídico. El fosfato se une covalentemente a un compuesto polar X (alcohol o aminoalcohol), tal como colina (fosfatidilcolina o lecitina), etanolamina (cefalina) o serina. Saponificación: hidrólisis alcalina de un enlace éster mediante una base fuerte inorgánica (habitualmente hidróxido sódico, NaOH, o hidróxido potásico, KOH).

La reacción de saponificación descompone el lípido en el alcohol correspondiente y genera las sales sódicas o potásicas de los ácidos grasos, comúnmente denominadas jabones. 2 R-COO-R' + NaOH R-COO Na + + R'-OH 9,3 kcal/g Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 21 Diagrama de estructuras lipídicas formadas en medio acuoso: monocapa, bicapa, liposoma y micela.

AUTOASOCIACIÓN DE LÍPIDOS ANFIPÁTICOS EN AGUA En dispersión acuosa, las interacciones hidrófobas entre las colas hidrocarbonadas apolares y las atracciones electrostáticas entre las cabezas hidrófilas y el dipolo del agua conducen a conformaciones características: Monocapas: películas ordenadas en la superficie de separación agua-aire, con las cabezas en el agua y las colas proyectadas hacia la atmósfera. Micelas: agregados esféricos con las colas hidrófobas confinadas en el interior seco y las cabezas polares periféricas en contacto con el agua. Frecuentes en sales biliares y ácidos grasos libres.

Bicapas: doble capa molecular donde las colas apolares se encaran hacia el interior excluyendo el agua, mientras las cabezas polares contactan con el solvente a ambos flancos. Es la arquitectura base del modelo del mosaico fluido («Tema 5: La célula eucariota y procariota — Teoría celular y membrana plasmática»). Liposomas: vesículas esféricas huecas delimitadas por bicapa lipídica que encierran un compartimento acuoso interior. Se emplean en biotecnología y farmacología como vehículos de transporte de fármacos, cosméticos o ácidos nucleicos hacia el interior celular. Esfingolípidos Lípidos complejos articulados sobre un aminoalcohol monoinsaturado de 18 carbonos denominado esfingosina.

Cuando el grupo amino de la esfingosina se une mediante enlace amida a un ácido graso, se forma la ceramida, unidad estructural común de todos los esfingolípidos: Esfingomielinas: la ceramida se une a un resto de fosfocolina o fosfoetanolamina. Son componentes esenciales de las vainas de mielina que recubren los axones en el sistema nervioso. Glucoesfingolípidos: lípidos sin fósforo donde la ceramida se ensambla por enlace glucosídico a glúcidos polares.

Se ubican en la monocapa externa de la membrana plasmática proyectando sus glúcidos hacia el Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 22 espacio extracelular (formando el glucocálix): Cerebrósidos: ceramida unida a un monosacárido simple (glucosa o galactosa). Notables en tejido cerebral. Gangliósidos: ceramida unida a un oligosacárido ramificado complejo que incluye ácido siálico. Actúan como marcadores en el reconocimiento celular, determinantes de la especificidad del grupo sanguíneo y receptores de toxinas y virus. 5. Lípidos insaponificables Carecen de ácidos grasos y enlaces éster, por lo que no pueden descomponerse en jabones en presencia de bases.

Pertenecen a diversas familias biosintéticas: Terpenos o isoprenoides Polímeros formados por la condensación de unidades de isopreno (2-metilbuta-1,3-dieno). Se clasifican según el número de unidades isoprénicas: Monoterpenos (2 isoprenos, 10 C): compuestos volátiles y aromáticos vegetales (limoneno, mentol, pineno). Diterpenos (4 isoprenos, 20 C): fitol (alcohol integrante de la clorofila) y vitaminas liposolubles como la vitamina A o retinol (véase «Tema 3: Proteínas y enzimas — Biocatálisis enzimática y cofactores»). Tetraterpenos (8 isoprenos, 40 C): pigmentos accesorios fotosintéticos como los carotenoides (carotenos anaranjados y xantofilas amarillas).

Politerpenos: macromoléculas formadas por miles de monómeros, como el caucho natural. Esteroides Son derivados del hidrocarburo tetracíclico saturado ciclopentanoperhidrofenantreno (núcleo esterano), compuesto por cuatro anillos condensados (tres anillos de ciclohexano y uno de ciclopentano). Se subdividen en: Esteroles: portan un grupo hidroxilo en el carbono 3 y una cadena lateral alifática. El más relevante es el colesterol, presente exclusivamente en células animales: modula y estabiliza la fluidez de la bicapa lipídica intercalándose entre los fosfolípidos, reduce su permeabilidad y previene la cristalización de las cadenas hidrocarbonadas ante descensos térmicos.

Otro esterol capital es el 7-deshidrocolesterol, precursor de la vitamina D (colecalciferol), imprescindible en el metabolismo del calcio y fósforo óseo (su insuficiencia desencadena raquitismo en niños y osteomalacia en adultos). Hormonas esteroideas: actúan como reguladores endocrinos transportados por sangre; engloban a los andrógenos (testosterona), estrógenos (estradiol), gestágenos (progesterona) y corticoides suprarrenales (cortisol y aldosterona). Ácidos y sales biliares: sintetizados en el hígado a partir de colesterol; poseen propiedades tensioactivas y emulsionan las grasas en la luz del intestino delgado, facilitando el ataque digestivo por las lipasas.

Eicosanoides Son derivados oxigenados de ácidos grasos poliinsaturados de 20 carbonos, primordialmente el ácido araquidónico ( ). Actúan como mediadores químicos locales autocrinos y paracrinos: Prostaglandinas: intervienen en la respuesta inflamatoria, inducción de la fiebre, vasodilatación, sensibilización de nociceptores (dolor) y estimulación de contracciones del músculo liso uterino durante el parto. Tromboxanos: sintetizados por plaquetas sanguíneas; promueven la vasoconstricción y la agregación plaquetaria en la hemostasia. 20:4cis-5,8,11,14 Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 23 Leucotrienos: mediadores en procesos asmáticos y respuestas alérgicas severas.

IDEAS CLAVE Los lípidos se clasifican funcionalmente en saponificables (poseen ácidos grasos y originan jabones mediante hidrólisis alcalina) e insaponificables (derivan de hidrocarburos terpénicos o esteranos y carecen de ácidos grasos). El punto de fusión de los ácidos grasos se incrementa con la longitud de la cadena carbonada y decrece drásticamente al aumentar el número de dobles enlaces en configuración cis. El carácter anfipático de los fosfolípidos conduce al autoensamblaje espontáneo en bicapas lipídicas, micelas y liposomas en medios acuosos.

Los triglicéridos actúan como la reserva metabólica concentrada más eficiente en animales y vegetales gracias a su insolubilidad y alto estado de reducción. El colesterol regula la fluidez de las membranas animales amortiguando las transiciones térmicas de fase y actúa como sustrato precursor de hormonas esteroideas, vitamina D y sales biliares. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 5. ¿Por qué un aceite vegetal es líquido a temperatura ambiente mientras que un sebo animal es sólido? 6. ¿En qué se diferencia químicamente la reacción de esterificación de la de saponificación? 7. ¿Qué distingue la estructura de un fosfoglicérido de la de un glucoesfingolípido?

Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 24 4 Aminoácidos y estructura proteica Los aminoácidos: unidades estructurales de las proteínas Las proteínas son polímeros biológicos indispensables constituidos por monómeros denominados aminoácidos. Aunque existen numerosos aminoácidos en la naturaleza, la síntesis biológica de proteínas estándar utiliza únicamente 20 aminoácidos proteicos. A nivel físico, se caracterizan por ser sustancias sólidas, cristalizables, incoloras o escasamente coloreadas, solubles en disolventes acuosos y con puntos de fusión elevados (por encima de los 200 °C).

Desde la perspectiva química, todos ellos comparten una organización molecular idéntica: un átomo de carbono central sp³ (denominado carbono alfa o ) al que se unen covalentemente cuatro sustituyentes distintos (a excepción de la glicina): un grupo amino básico ( ), un grupo carboxilo ácido (-COOH), un átomo de hidrógeno ( ) y una cadena lateral o grupo R variable. Esquema estructural del aminoácido con sus cuatro sustituyentes unidos al carbono alfa.

La naturaleza del radical R determina las características químicas particulares de cada aminoácido, permitiendo agruparlos en distintas categorías: Hidrofóbicos o apolares: poseen cadenas laterales alifáticas sin afinidad por el agua (como la alanina). Aromáticos: presentan anillos bencénicos o derivados cíclicos conjugados (como la tirosina). Hidrofílicos o polares sin carga: sus radicales cuentan con grupos funcionales polares que interactúan mediante puentes de hidrógeno (como la serina). Cargados positivamente (básicos): contienen grupos nitrogenados adicionales que retienen protones a pH fisiológico (como la arginina).

Cargados negativamente (ácidos): presentan grupos carboxilo adicionales ionizados (como el ácido aspártico). TEMA 3 Proteínas y enzimas 4 Aminoácidos y estructura proteica 5 Biocatálisis enzimática y cofactores 6 Bioelementos, biomoléculas y salud: nutrición y ejercicio Cα NH 2 H Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 25 PARA RECORDARLO Determinados aminoácidos no pueden ser biosintetizados por el organismo humano y deben ser incorporados obligatoriamente a través de la dieta; se conocen como aminoácidos esenciales (entre ellos destacan la leucina, isoleucina, valina y lisina).

Estereoquímica y actividad óptica Al hallarse el enlazado a cuatro sustituyentes diferentes, dicho átomo constituye un carbono asimétrico o quiral (con la excepción de la glicina, cuyo radical es un segundo hidrógeno). Esto confiere a los aminoácidos actividad óptica (capacidad de rotar el plano de la luz polarizada) y la existencia de dos estereoisómeros especulares no superponibles (enantiómeros): la forma D y la forma L, según la orientación tridimensional del grupo amino ( ). En los seres vivos, todos los aminoácidos que forman parte de las cadenas polipeptídicas pertenecen a la serie L.

Comportamiento ácido-básico: carácter anfótero Al disolverse en agua, los aminoácidos muestran un comportamiento dual frente al pH circundante. Poseen un carácter anfótero, lo que significa que pueden actuar químicamente como ácidos o como bases para amortiguar el medio: Diagrama del comportamiento anfótero y formas ionizadas del aminoácido frente al pH. Ion dipolar o zwitterion: en disolución acuosa a pH neutro, el grupo carboxilo cede su protón al grupo amino, generándose simultáneamente una carga negativa ( ) y una positiva ( ). La molécula adopta la forma de ion dipolar híbrido, manteniendo una carga neta nula.

Comportamiento en medio ácido (exceso de ): el grupo carboxilo desprotonado actúa como una base aceptando un protón (-COOH). El aminoácido queda cargado positivamente (catión). Comportamiento en medio básico (exceso de ): el grupo amino protonado se comporta como un ácido donando su protón al medio. El aminoácido queda con carga neta negativa (anión). C α NH 2 COO NH 3 + H+ OH Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 26 DEFINICIÓN El punto isoeléctrico (pI) es el valor específico de pH en el cual la molécula de aminoácido presenta una carga eléctrica neta exactamente igual a cero (predominio absoluto de la forma híbrida o zwitterion), sin experimentar migración electroforética.

El enlace peptídico La unión sucesiva de aminoácidos para constituir péptidos y proteínas tiene lugar mediante la formación de un enlace covalente denominado enlace peptídico. Consiste en una reacción de condensación entre el grupo carboxilo (-COOH) de un aminoácido y el grupo amino ( ) del siguiente, con el desprendimiento concomitante de una molécula de agua. El polímero resultante presenta siempre direccionalidad: conserva un extremo con el grupo amino no comprometido, denominado extremo N-terminal, y otro con el carboxilo desprovisto de enlace, denominado extremo C-terminal. A los aminoácidos integrados se los denomina residuos debido a los átomos de agua perdidos durante la condensación.

Se distinguen péptidos cortos (oligopéptidos, de hasta unos 10 residuos) y cadenas de mayor tamaño (polipéptidos, con más de 10 residuos, y proteínas, a partir de unos 50-100). Características geométricas del enlace peptídico Niveles de organización estructural de las proteínas La arquitectura funcional de una proteína depende de una jerarquía de cuatro niveles sucesivos de empaquetamiento conformacional. NH 2 Carácter parcial de doble enlace: el enlace presenta resonancia electrónica entre el átomo de oxígeno carbonílico y el nitrógeno amídico. Como resultado, es notablemente más corto que un enlace sencillo convencional y carece de libertad de giro sobre su eje.

1 C N Coplanaridad rígida: los cuatro átomos del grupo amida (C, O, N, H) junto con los dos carbonos alfa adyacentes yacen dentro de un mismo plano geométrico rígido. 2 Rotación restringida a los enlaces de soporte: los únicos enlaces del esqueleto polipeptídico capaces de rotar son los que conectan el con el carbono carbonílico y con el nitrógeno amídico, determinando así los ángulos de plegamiento espacial. 3 C α Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 27 ESQUEMA Niveles de organización de las proteínas 1.

Estructura primaria Representa la secuencia lineal de aminoácidos ordenados desde el extremo N-terminal hasta el extremo C- terminal, unidos exclusivamente por enlaces peptídicos. El esqueleto adopta un trazado en zigzag. Es el nivel estructural más elemental y al mismo tiempo el más determinante, puesto que toda la información requerida para el plegamiento tridimensional ulterior reside en esta disposición primaria. 2.

Estructura secundaria Es la disposición geométrica regular y periódica que adopta localmente la cadena polipeptídica a lo largo de un eje, estabilizada exclusivamente por puentes de hidrógeno (como los descritos de manera general en «Tema 1: Base química de la vida — Bioelementos, agua y sales minerales») establecidos entre los grupos y del esqueleto peptídico. Las principales modalidades son: Hélice alfa ( -hélice): la cadena se enrolla helicoidalmente sobre sí misma en sentido dextrógiro. Cada vuelta contiene 3,6 residuos de aminoácido y abarca un paso de rosca de .

Los puentes de hidrógeno son intracatenarios y paralelos al eje de la hélice, orientándose entre el grupo de un residuo y el del cuarto aminoácido que le sigue. Las cadenas laterales (R) se proyectan hacia el exterior. Residuos rígidos como la prolina introducen quiebros que desestabilizan e interrumpen esta hélice. Lámina plegada beta ( -hoja): la cadena se extiende formando pliegues en zigzag. Los puentes de hidrógeno se forman transversalmente entre tramos contiguos de la misma cadena replegada o de cadenas distintas.

Se clasifica en paralela (ambas cadenas avanzan en idéntico sentido N-terminal a C- terminal) y antiparalela (los segmentos transcurren en sentidos opuestos, configuración más compacta, frecuente y energéticamente estable, observada en la fibroína). Hélice de colágeno: hélice levógira alargada y rígida característica del colágeno conectivo, rica en prolina.

Al carecer de puentes de hidrógeno intracatenarios, resulta mucho más estirada que la hélice alfa (cada Estructura primaria Secuencia lineal de residuos por enlaces peptídicos Estructura secundaria Plegamiento local mantenido por puentes de hidrógeno Hélice alfa Espiral dextrógira de 3,6 residuos por vuelta 〰 Lámina beta Hojas plegadas paralelas o antiparalelas Hélice de colágeno Hélice levógira estirada de triple hebra Estructura terciaria Disposición tridimensional nativa de una cadena Estructura cuaternaria Ensamblaje espacial de múltiples protómeros C = O N H α 0,54 nm CO NH β Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 28 residuo asciende frente a los de elevación por residuo de la -hélice).

Tres de estas hélices se trenzan entre sí formando una superhélice estabilizada por enlaces intercatenarios. Esquema de lámina plegada beta en configuraciones paralela y antiparalela. 3. Estructura terciaria Consiste en el repliegue tridimensional completo de la estructura secundaria en el espacio, dando lugar a una conformación nativa biológicamente activa. En las proteínas solubles, la cadena adquiere una geometría compacta dividida a menudo en módulos estructurales y funcionales autónomos llamados dominios proteicos (bloques de 50 a 300 aminoácidos conectados por segmentos flexibles a modo de bisagra).

La estabilidad de la conformación terciaria se mantiene gracias a una red coordinada de fuerzas no covalentes y enlaces covalentes específicos entre las cadenas laterales (R): Interacciones hidrofóbicas y fuerzas de Van der Waals: agrupamiento de cadenas apolares (alifáticas o aromáticas) hacia el núcleo interno, alejándose del entorno acuoso. Puentes de hidrógeno: establecidos entre cadenas laterales polares no ionizadas. Atracciones electrostáticas (enlaces iónicos o salinos): interacciones entre residuos con cargas netas opuestas (como carboxilatos de aspartato frente a aminas de arginina).

Puentes disulfuro: enlaces covalentes fuertes producidos por la oxidación de dos grupos tiol ( ) procedentes de sendos residuos de cisteína. 4. Estructura cuaternaria Surge cuando una proteína funcional está integrada por el acoplamiento espacial de dos o más cadenas polipeptídicas independientes, denominadas subunidades, monómeros o protómeros. Las subunidades se asocian mediante las mismas fuerzas débiles descritas para la estructura terciaria (e incluso puentes disulfuro intercatenarios). Ejemplos sobresalientes son la hemoglobina (tetrámero globular transportador de oxígeno) y el colágeno (trímero fibroso de alta resistencia tensil).

0,29 nm 0,15 nm α SH Apuntes Biología EBAU Castilla y León: 12 temas y tests 29 ERROR FRECUENTE No confundir un protómero con un dominio. Un dominio es una región compacta dentro de una única cadena polipeptídica (estructura terciaria), mientras que un protómero o subunidad es una cadena polipeptídica físicamente individualizada que se une a otras para constituir la estructura cuaternaria. Propiedades fisicoquímicas de las…