Resum de Biologia per a la Selectivitat

I 18 flashcards i 12 preguntes més al document.

Text del document

IES Duc de Montblanc Biologia Selectivitat 2018 Metabolisme, immunologia, biomolècules, microbiologia, biotecnologia, genètica, evolució, ecologia i classificació dels éssers vius. Cristina García Maig – Juny 2018 METABOLISME El metabolisme és un conjunt de reaccions químiques que tenen lloc a les cèl·lules dels éssers vius per satisfer les seves necessitats contínues de matèria i energia. Aquestes reaccions poden ser de dos tipus: Catabolisme: reaccions exergòniques, d'oxidació i convergents en les quals es dóna el trencament de macromolècules en els seus monòmers.

Anabolisme: reaccions endergòniques, de reducció i divergents en les quals es dóna la síntesi de noves molècules a partir de monòmers. Una via metabòlica és un conjunt de reaccions metabòliques encadenades en les quals el producte final d'una reacció és el substrat de la següent. Cada reacció està catalitzada per un enzim diferent. Els metabòlits són cadascuna de les substàncies que intervenen en la via o ruta metabòlica. Característiques del metabolisme: Les reaccions metabòliques esdevenen de forma seqüencial i coordinada i requereixen d'un medi aquós per produir-se. Els enzims es troben en un compartiment cel·lular determinat.

Les reaccions catabòliques i anabòliques estan controlades de forma independent (intervenen enzims diferents i no són les mateixes al revés). 1. L'ATP. ASPECTES ENERGÈTICS DEL METABOLISME L'ATP és una forma d'emmagatzemar energia d'ús immediat, si es vol fer a llarg termini, cal que se sintetitzin lípids o glúcids. L'energia que s'allibera a les oxidacions biològiques que tenen lloc als éssers vius s'allibera poc a poc i s'emmagatzema formant enllaços entre un grup fosfat Pi (H3PO4) i una molècula d'adenosina (ADP). Si s'alliberés de cop la temperatura corporal s'elevaria exponencialment i les proteïnes es desnaturalitzarien. + + 7,3 / 2.

ELS ENZIMS Els enzims són proteïnes solubles que actuen com a biocatalitzadors accelerant les reaccions metabòliques. Gràcies a elles tenen lloc els processos biològics, ja que no podem elevar la temperatura per accelerar les reaccions perquè es desnaturalitzarien les nostres proteïnes i moriríem. Els enzims són molt específics, cada enzim s'uneix a un substrat, malgrat hi hagi excepcions. Es necessita una quantitat d'enzims molt petita, ja que no es consumeixen durant la reacció i es recuperen intactes. Centre actiu o catalític: cavitat de l'enzim amb una distribució de càrregues que és complementària a la d'una part del substrat al qual s'uneix.

Ajustament induït: reajustament de les càrregues de l'enzim i el substrat després d'haver-se produït un primer contacte. Complex enzim-substrat (ES): complex que forma la unió de l'enzim al substrat gràcies a uns aminoàcids que fixen el substrat i altres amb capacitat catalítica que reaccionen amb ell (el modifiquen o el trenquen) Complex enzim-producte: complex ES un cop es modifica el substrat i l'enzim se separa del producte. Molts enzims necessiten vitamines o metalls per poder funcionar correctament (coenzims). Només poden accelerar reaccions espontànies.

ACTIVITAT ENZIMÀTICA Per a que una reacció es produeixi cal dotar el substrat d'una certa energia per a que arribi a l'estat de transició. Els enzims acceleren les reaccions perquè disminueixen l'energia necessària per arribar a l'estat de transició (energia d'activació). ( + ) < ( ). Factors que influencien en l'activitat enzimàtica: Temperatura: a més temperatura, més activitat enzimàtica. Fins arribar a una temperatura amb què es dóna la desnaturalització dels enzims. pH: cada enzim actua dins d'uns marges i es desnaturalitza fora d'aquests. Concentració de substrat: a més concentració, més velocitat de la reacció.

Presència de cofactors: alguns enzims requereixen vitamines o ions que varien l'activitat enzimàtica. Presència d'inhibidors enzimàtics. CINÈTICA ENZIMÀTICA Cada enzim té una certa afinitat pel seu substrat. En mesurar la velocitat d'una reacció segons la concentració del producte, a més producte, més velocitat. Punt de saturació: punt en què tots els centres actius dels enzims estan ocupats i, malgrat afegir més substrat, no augmenta la velocitat (velocitat màxima). Constant de Michaelis i Menten (KM): concentració de substrat amb la qual s'ha arribat a la meitat de la concentració màxima. Indica el grau d'afinitat: KM , afinitat .

ó = à · [ ] +[ ] INHIBIDORS ENZIMÀTICS Un inhibidor és una molècula que s'uneix a l'enzim i disminueix o anul·la la seva activitat enzimàtics. Hi ha dos tipus d'inhibidors: Inhibidors irreversibles o verins enzimàtics: substàncies que s'uneixen al centre actiu de l'enzim i el modifiquen permanentment. Inhibidors reversibles: no s'uneixen de forma permanent al centre actiu o no l'alteren permanentment. Poden ser competitius si competeixen per unir-se al centre actiu o no competitius si no s'uneix al mateix lloc (però quan ho fa, modifica el centre actiu i no permet la unió del substrat).

També poden inhibir un cop ja s'ha fixat el substrat, no deixant-lo alliberar-se REGULACIÓ ENZIMÀTICA Per aturar o afavorir la síntesi d'un producte, es pot recórrer a diversos mètodes: Repressió o activació de l'expressió de gens que codifiquen els enzims: impedeix o permet que se sintetitzin els enzims que intervenen en la ruta que forma un producte. Feedback o retroalimentació: consisteix a utilitzar el producte final de la ruta com a inhibidor del primer enzim. ELS ENZIMS AL·LOSTÈRICS Els enzims al·lostèrics consten de més d'una subunitat cadascuna de les quals presenta un centre regulador (que pot activar-se o inhibir-se) i un centre actiu.

La unió de l'activador a una subunitat immediatament activa a la resta de subunitats (existeix un cooperativisme, raó per la qual les corbes Vreacció / [S] no són hiperbòliques sinó sigmoïdals). VITAMINES I COENZIMS Els holoenzims són aquells que a part de tenir la part proteica (aminoàcids) consten de parts no proteiques anomenades cofactors. Aquesta part pot ser un ió metàl·lic, una molècula orgànica unida covalentment o una molècula orgànica unida no covalentment (coenzim), per exemple vitamines, NAD+ , FAD i NADP+ . Els coenzims, a diferència dels enzims, no són específics i sí que es modifiquen durant la reacció que l'enzim catalitza.

La funció dels coenzims és diversa: alguns ajuden a subjectar el substrat i altres accepten grups químics o grups acetil. El NAD+ , FAD i NADP+ accepten protons o electrons i, per tant, presenten les seves formes oxidades i reduïdes. Normalment transporten aquests electrons d'unes molècules (substrat) a unes altres. CLASSIFICACIÓ DELS ENZIMS Els enzims s'agrupen en famílies segons: Hidrolases: trenquen molècules ficant pel mig una d'aigua (H2O). Isomerases: converteixen un isòmer en un altre. Lligases: uneixen molècules. Liases: catalitzen pèrdues de grups químics. FORMA OXIDADA FORMA REDUÏDA NAD+ + 2H NADH + H+ FAD + 2H FADH2 NADP+ + 2H NADPH + H+ Oxidoreductases: catalitzen reaccions redox.

Transferases: traspassen un grup d'una molècula a una altra. 3. CATABOLISME El catabolisme és el conjunt de reaccions gràcies a les quals es trenquen les molècules per tal d'obtenir energia i matèria. Aquesta energia s'emmagatzema a l'ATP per a un ús immediat, en forma de glúcids (midó en vegetals i glicogen en animals) o en forma de lípids. La diferència entre emmagatzemar energia com a lípid o com a glúcid és que en els lípids s'emmagatzemen més calories en menys espai. L'avantatge d'obtenir l'energia dels glúcids és que no generen compostos tòxics. RESPIRACIÓ AERÒBIA DELS GLÚCIDS Majoritàriament, les cèl·lules utilitzen la glucosa com a font d'energia.

La resta de glúcids que s'ingereixen són convertits en glucosa (el glicogen i la sacarosa per exemple, per hidròlisi). Hi ha dues formes bàsiques d'obtenir energia de la glucosa: la fermentació (anaeròbia) i la respiració aeròbia de la glucosa. Fermentació: és més ràpida però menys eficaç, només s'obtenen 2 ATP perquè el producte final per cada glucosa encara emmagatzema energia. Els seus productes finals són molècules orgàniques com ara l'àcid làctic, etanol, etc. És anaeròbia (no utilitza O2). Respiració: És més lenta però més eficaç, s'obtenen 38 ATP per cada molècula de glucosa. El seu producte final és el CO2 i és aeròbia (requereix O2).

La respiració aeròbia de la glucosa comprèn les següents rutes metabòliques: LA GLUCÒLISI Descripció Degradació parcial de la glucosa. El producte final (piruvat) encara emmagatzema energia. Esdevé sobretot a cèl·lules sense mitocondris (eritròcits i bacteris). 2 etapes de 5 reaccions cadascuna: a. 1a fase: 1 glucosa 2 G-3-P b.

2a fase: 2 G-3-P 2 piruvat Reacció global 1 glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ 2 piruvat + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O Balanç energètic Per cada glucosa s'obtenen 2 NADH i 2 ATP Compartiment cel·lular Citosol TIPUS DE CATABOLISME per RESPIRACIÓ per FERMENTACIÓ (amb cadena de transport d'electrons) (sense cadena de transport d'electrons) Làctica Alcohòlica Butírica Putrefaccions L'acceptor final d'electrons de la cadena és una molècula orgànica Aeròbia L'acceptor final d'electrons de la cadena és l'oxigen Anaeròbia L'acceptor final d'electrons de la cadena és una molécula diferent a l'oxigen El NADH és una molècula que emmagatzema energia i que posteriorment permet la síntesi d'ATP.

Cada NADH permet la síntesi de 3 ATP. Regeneració del NAD+ : totes es rutes en què es forma NADH consumeixen la forma oxidada NAD+ , si aquesta forma no es regenera, la ruta s'atura. La regeneració del NAD+ esdevé a la fermentació o bé a la cadena de transport d'electrons per als que la presenten. DESCARBOXILACIÓ OXIDATIVA DEL PIRUVAT Descripció És una ruta irreversible gràcies a la qual una molècula de piruvat es converteix en una d'acetil-CoA i una de CO2. Està catalitzada per piruvat deshidrogenasa. El coenzim A (CoA) transporta grups acetil i participa en aquesta reacció.

Reacció global Piruvat + 1 NAD+ Acetil-CoA + CO2 + 1 NADH + 1 H+ Balanç energètic Per cada piruvat s'obté 1 NADH Compartiment cel·lular Matriu mitocondrial CICLE DE KREBS O CICLE DELS ÀCIDS TRICARBOXÍLICS Descripció És un conjunt de 8 reaccions cícliques. A cada volta s'incorpora un acetil a un oxalacetat (4C) i forma una molècula de citrat (6C). Posteriorment es perdran dos àtoms de carboni en forma de dues molècules de CO2, regenerant així l'oxalacetat. El grup carboxil és transportat pel coenzim A, el qual pot tornar a utilitzar-se un cop queda lliure. La oxidació del grup acetil allibera electrons que permeten reduir el NAD+ i el FAD obtenint concretament 3 NADH i 1 FADH2 per cada acetil.

A més a més s'allibera energia suficient per formar un GTP (equivalent a un ATP). El cicle s'aturaria si les formes oxidades NAD+ i FAD no es regeneressin. Reacció global CICLE DE KREBS Acetil-CoA + 3NAD + + 1FAD + 1GDP + 1Pi + 2H2O CoA-SH + 3NADH + 3H + + 1FADH2 + 1GTP Balanç energètic Per cada acetil s'obtenen 3 NADH, 1 FADH2 i 1 GTP.

Compartiment cel·lular Matriu mitocondrial CoA-SH SH Piruvat deshidrogenasa Acetil-CoA CoA-SH NAD+ NADH + H+ CO2 CO2 NAD+ NADH + H+ NADH + H+ NAD+ GDP + Pi GTP FAD FADH2 oxalacetat C4 citrat C6 C5 C4 CADENA DE TRANSPORT D'ELECTRONS O CADENA RESPIRATÒRIA I FOSFORILACIÓ OXIDATIVA Descripció És un conjunt de complexos enzimàtics gràcies als quals s'oxiden totalment els NADH i FADH2 provinents de les diferents reaccions metabòliques. La seva finalitat és regenerar les formes oxidades de NAD+ i FAD i obtenir energia en forma d'ATP (fosforilació oxidativa).

Aquests complexos es troben ordenats a la membrana en ordre decreixent de potencial redox, de manera que, quan es transporten electrons des del primer complex (NAD-deshidrogenasa) fins a l'últim, s'allibera energia suficient com per formar ATP en tres punts. Ara bé, l'obtenció d'ATP no és directa, sinó que, segons la teoria quimiosmàtica, l'energia que s'allibera serveix per bombejar protons contra gradient de la matriu mitocondrial a l'espai inter- membranós. Posteriorment, aquests protons retornaran a la matriu a favor de gradient a través d'una ATP- sintetasa que sintetitza ATP.

El NADH penetra a nivell del primer complex, aprofita els tres punts on s'allibera suficient energia i forma els 3 ATP. En canvi, el FADH2 s'incorpora al segon complex enzimàtic (ubiquinona o coenzim Q) i només permet la síntesi de 2 ATP. El transport d'electrons d'un complex a un altre esdevé mitjançant reaccions redox fins que, al final, els electrons són acceptats per l'oxigen. Cada quatre electrons es redueix una molècula d'O2 i es formen dues d'H2O. CC Membrana interna mitocondrial (hacer dibujo) L'obtenció d'ATP en una cèl·lula pot realitzar-se de 3 maneres: Fosforilació oxidativa: de la forma associada a la cadena de transport d'electrons, gràcies a l'ATP- sintetasa.

Fotofosforilació: a la fotosíntesi. Fosforilació a nivell de substrat: obtenció d'ATP en una reacció diferent a la fotosíntesi i la cadena de transport d'electrons. BALANÇ ENERGÈTIC D'UNA MOLÈCULA DE GLUCOSA La respiració aeròbia d'una molècula de glucosa aporta 38 ATP.

Fórmula general de la respiració aeròbia: C6H12O6 + 6 O2 + 38 ADP + 38 Pi 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP Obtenció d'ATP per fosforilació a nivell de substrat Ruta metabòlica Obtenció d'ATP per fosforilació oxidativa 2 ATP GTP x1 ATP = 1 ATP GTP x1 ATP = 1 ATP Glucosa Piruvat Acetil CoA Acetil CoA 2 NADH x3 ATP = 6 ATP NADH x3 = 3 ATP NADH x3 = 3 ATP 3 NADH x3 ATP = 9 ATP 3 NADH x3 ATP = 9 ATP FADH2 x3 ATP = 2 ATP FADH2 x3 ATP = 2 ATP 4 ATP 4 ATP + 34 ATP = 38 ATP 34 ATP Cicle de Krebs Cicle de Krebs LES FERMENTACIONS Són degradacions parcials de compostos orgànics en les quals només s'obtenen 2 ATP.

Inclou com a fase prèvia la glicòlisi i com a segona fase la fermentació, fase on es regenera el NAD+ . En funció del producte final podem distingir diferents tipus de fermentacions: Fermentació làctica: la fan bacteris (Lactobacillus i Streptococcus) i la majoria de les cèl·lules humanes, en especial les que no tenen mitocondris (eritròcits) i les cèl·lules musculars quan no tenen suficient aportament d'oxigen. Les neurones no la fan. Reacció global C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi 2 lactat + 2 ATP + 2 H2O Balanç energètic 2 ATP Fermentació alcohòlica: la realitzen bacteris i llevats (Sarchoromices). En aquest cas la glucosa és transformada en CO2, etanol i altres productes.

Reacció global C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi 2 CH3CH2OH + 2 CO2 + 2 ATP + 2 H2O Balanç energètic 2 ATP Fermentació butírica: transforma glúcids que es troben en restes vegetals en descomposició en àcid butíric. La realitzen bacteris descomponedors com ara Clostridium que viu al terra. És molt important perquè ajuda a tancar el cicle de la matèria. Altre fermentacions, les putrefaccions: utilitzen proteïnes o aminoàcids com a donador d'electrons. S'originen productes com la putrescina, cadaverina o l'etanol. CATABOLISME DELS LÍPIDS Els triacilglicèrids o greixos són la forma com els lípids s'emmagatzemen tant en animals com en vegetals.

Als animals s'acumulen als adipòcits dins dels vacúols, que abunden al pannicle adipós de la pell, i en els vegetals s'emmagatzemen a les llavors. Habitualment, alguns òrgans importants com el cor, fetge, múscul o ronyó, consumeixen greixos per obtenir energia a més de la glucosa. En aquests casos el greix dels adipòcits s'envia a través de la sang a altres òrgans i allà uns enzims anomenats lipases els trenquen en els seus monòmers per obtenir energia. Els greixos ocupen un espai menor que els glúcids, són magatzems d'energia. La conversió de greix en glúcid només és possible en animals.

Glucosa Piruvat Lactat 2 ADP + Pi 2 ATP 2 NAD+ 2 NADH 2a fase: fermentació 1a fase: glicòlisi Glucosa 2 Piruvat 2 etanol 2 ADP + Pi 2 ATP 2 NAD+ 2 NADH 2 acetaldèhid 2 CO2 Greixos 3 àcids grassos 1 glicerina glucosa Gluconeogènesi (fetge) Β oxidació LA Β-OXIDACIÓ O RESPIRACIÓ DELS ÀCIDS GRASSOS Els àcids grassos s'oxiden per produir energia en una ruta anomenada β-oxidació, que consta dels següents passos: Activació de l'àcid gras: unió del coenzim A a un àcid gras en el citosol formant així un acil-CoA. Aquest acil-CoA utilitza un transportador anomenat carnitina per poder travessar les membranes del mitocondri i arribar a la matriu mitocondrial.

Durant aquest procés es consumeix l'equivalent a 2 ATP. Hèlix de Lynen: sèrie de reaccions en successives voltes que van tallant l'àcid gras de dos en dos àtoms de carboni en forma d'acetils-CoA. Els electrons que s'alliberen a cada volta permeten la formació d'un NADH i un FADH2. El balanç energètic depèn de la longitud dels àcids grassos: s'obtenen n-1 NADH i n-1 FADH2 (nC). Els acetils Co-A van al cicle de Krebs i els NADH i FADH2 a la cadena de transport d'electrons. CATABOLISME DE LES PROTEÏNES En casos de dejuni prolongat poden oxidar-se els aminoàcids per tal d'obtenir energia.

Els aminoàcids serveixen per renovar i sintetitzar proteïnes, però si les necessitats estan cobertes aquests són oxidats per obtenir àcid úric (tòxic) i àcid pirúvic o acetil-CoA. La oxidació dels Aa en dóna en dues parts: ELIMINACIÓ DEL GRUP AMINO Transaminacions: traspàs del grup amino de l'Aa que es vol oxidar a àcid glutàmic, que és un col·lector de grups amino que els emmagatzema i més tard els cedeix. Desaminacions: eliminació del grup amino que guardava l'àcid glutàmic en forma d'amoni (molt tòxic, animals amoniotèl·lics), d'urea (tòxic, animals ureotèl·lics) o d'àcid úric (menys tòxic, animals uricotèl·lics).

OXIDACIÓ DE LA CADENA HIDROCARBONADA Depenent del producte en el qual es transforma la cadena carbonada, classifiquem els aminoàcids així: Aa glucogènics: la cadena hidrocarbonada es transforma en àcid pirúvic. Aa cetogènics: la cadena hidrocarbonada es transforma en acetil-CoA. Aa mixtes. CATABOLISME DELS ÀCIDS NUCLEICS No solen utilitzar-se per obtenir energia, però si cal es poden oxidar formant la urea de les bases nitrogenades. METABOLISME DEL MÚSCUL HUMÀ A l'inici d'una activitat física, 'engeguen totes les rutes que proporcioen energia al múscul, però segons la duració i intensitat de l'esforç, permetrà una o una altra.

Qualsevol activitat física consumeix ATP, però aquest pot provenir de: L'ATP que emmagatzema la cèl·lula muscular. L'ATP que es produeix en el trencament de la fosfocreatina (fosfocreatina creatina + fòsfor), no requereix oxigen. L'ATP obtingut a la fermentació làctica (anaeròbia). Aquesta ruta genera lactat que rebaixa el pH. Aquest fet afecta als enzims de la cèl·lula muscular (fatiga muscular). Posteriorment, el lactat va al fetge a través de la sang i es converteix en glucosa que retorna al múscul (cicle de Cori). L'ATP obtingut a la respiració aeròbia. Aquesta comença més tard perquè és més lenta i requereix O2(el cos s'ha d'adaptar amb una vasodilatació).

LA RESPIRACIÓ ANAERÒBIA És realitzada exclusivament per microorganismes (bacteris) que viuen en condicions anaeròbies. També tenen una cadena final d'electrons però l'acceptor final és una molècula que agafen del medi. 4. ANABOLISME Hi ha de dos tipus: l'anabolisme autòtrof (organismes fotosintètics i quimiosintètics) i l'heteròtrof (síntesi de macromolècules, la realitzen els autòtrofs i els heteròtrofs). ANABOLISME HERERÒTROF GLUCONEOGÈNESI És la síntesi de glucosa a partir de PEP (precursor del piruvat). Esdevé al fetge.

Les hormones que bàsicament controlen la glucèmia són: Insulina: és secretada per les cèl·lules β del pàncrees per tal d'afavorir que la glucosa sanguínia entri a les cèl·lules. Glucagó: és secretada pel pàncrees i incrementa la glucèmia, ja que promou el trencament del glucogen hepàtic. Adrenalina: incrementa la glucèmia. ANABOLISME DELS GREIXOS Els greixos es formen per esterificacions d'una glicerina amb 3 àcids grassos. ANABOLISME DELS AMINOÀCIDS Aquest procés és diferent per cadascun dels 20 aminoàcids. Hi ha vuit que no podem sintetitzar-los (aminoàcids essencials).

ANABOLISME AUTÒTROF LA FOTOSÍNTESI És la conversió d'energia lumínica en energia química que fan les plantes, algues, cianobacteris i bacteris fotosintètics. Són importants perquè són els productors dels ecosistemes i alliberen l'O2 necessari. FASE FOTOQUÍMICA FASE FOTOSINTÈTICA 12 H2O 6 O2 6 CO2 C6H12O6 + 6 H2O Reacció global: 12H2O + 6CO2 + 18ATP + 12NADPH + 12H+ 6H2O + 6CO2 + C6H12O6 + 18ADP + 18Pi + 12NADP+ El donador d'electrons és l'aigua i l'acceptor el CO2, s'originen oxigen i glucosa.

Hi ha dos tipus de fotosíntesi: llum 18 ADP + 18 Pi 18 ATP 12 NADP+ 12 NADPH + 12 H+ 12 NADPH 12 NADP+ 18 ADP + 18 Pi 18 ATP Fotosíntesi oxigènica: el donador d'electrons és l'H2O i es forma O2 (plantes, algues i cianobacteris). Fotosíntesi bacteriana: el donador d'electrons no és l'H2O i no es forma O2 (bacteris porpres i verds) del sofre. Esdevé en dues fases: Fase lumínica o fotoquímica Durant aquesta l'energia de la llum es transforma en energia química la qual queda emmagatzemada en els enllaços del NADPH i l'ATP. Requereix llum i allibera O2. Ocorre a les membranes tilacoïdals, on es troben els fotosistemes, que són unes agrupacions de pigments fotosintètics i proteïnes.

Hi ha dos tipus de fotosistemes: Fotosistema I (PSI): en el centre de reacció presenta dues molècules de clorofil·la α que capten longituds d'ona de 700nm com a màmim (P-700). No conté els enzims necessaris per trencar la molècula d'aigua. El P-890 és equivalent a aquest i el presenten els bacteris. Fotosistema II (PSII): en el centre de reacció presenta dues molècules de clorofil·la α que capten longituds d'ona de 680nm com a màmim (P-680). Conté els enzims necessaris per dur a terme la fotòlisi de l'aigua. En els complexos captadors/antena trobem pigments antena com ara carotens o xantofil·les que capten diferents longituds d'ona de la llum.

Ara bé, el pigment majoritari és la clorofil·la, formada per quatre anells pirròlics amb un àtom de magnesi central i una cua formada per un fitol que ancora el pigment en la membrada tilacoïdal. Funcionament del fotosistema: La llum impacta sobre els pigments antena dels complexos captadors i excita els seus electrons, que passen a un nivell energètic superior. Com aquests electrons són molt inestables, retornen al nivell d'energia on estaven i desprenen energia que excitarà als pigments fotosintètics del complex captador. Aquesta energia es conduïda com un embut cap al centre de reacció per excitar a les dues molècules de clorofil·la α del complex diana.

Un cop són excitats els electrons d'aquestes dues molècules no retornen, sinó que són enviats a un acceptor primari d'electrons que es troba al fotosistema. Posteriorment passaran a una cadena de transport d'electrons. La clorofil·la té facilitat per excitar els seus electrons amb poca energia. Els electrons que es troben en un estat de ressonància són els que es mouen amb una certa llibertat en els anells tetrapirròlics. La fase lumínica té dues modalitats diferents. 1. Modalitat acíclica o oxigènica (obté O2, ATP i NADPH). La llum excita els pigments antena dels complexos captadors i aquests transfereixen l'energia fins a les dues molècules de clorofil·la α del fotosistema II.

Aquestes dues molècules perden els seus electrons en ser aquests excitats i van a parar a un primer acceptor que es troba al fotosistema II. Un cop allà, els electrons són transportats fins a la plastocianina en una cadena de transport d'electrons de 5 components. Aquesta cadena porta associada la síntesi d'ATP gràcies al bombeig de protons contra gradient de l'estoma al lúmen. Posteriorment, els protons retornen a l'estoma a favor de gradient a través d'una ATP-sintetasa, en la qual es forma ATP (fotofosforilació).

Els electrons perduts per P-680 es reomplen gràcies a la fotòlisi de l'aigua, que ha hagut d'ocórrer prèviament i consisteix a trencar la molècula d'aigua per acció de la llum on s'obtenen electrons, protons (s'acumulen al lúmen tilacoïdal creant una diferència de potencial lúmen-estroma) i oxigen (s'exporta a l'exterior i surt pels estomes). Paral·lelament, el PSI que funciona de manera similar excita gràcies a la llum els electrons del seu centre de reacció P-700. Aquests electrons van a parar a una cadena de transport d'electrons de 3 components al final de la qual els electrons són acceptats pel NADP+ i crea el NADPH.

Finalment, els electrons perduts per P-700 són reomplerts per la plastocianina. 2. Modalitat cíclica o anoxigènica (no s'allibera O2, només ATP). Quan la planta no necessita NADPH, pot realitzar una fase lumínica cíclica en què els electrons que perd P-700 del PSI s'envien al citocrom B6, d'aquest al citocrom F, d'aquest a la plastocianina i d'aquesta tornen a P-700. Fase fosca o biosintètica No desprèn oxigen i consumeix CO2. Esdevé a l'estroma. Durant aquesta gràcies a l'energia emmagatzemada a NADPH i l'ATP obtingut en la fase anterior se sintetitzen compostos orgànics que requereix la cèl·lula (glucosa, proteïnes, etc.).

No requereixen llum, però a la pràctica no esdevé a les fosques, ja que necessita consumir NADPH i ATP produït quan hi ha llum. EL procés pel qual s'obté la glucosa s'anomena cicle de Calvin, que és un conjunt de reaccions cícliques catalitzades per un complex enzimàtic anomenat rubisco. A cada volta s'incorpora una molècula de CO2 a RuB-P que es redueix, ja que a partir d'ell se sintetitza la glucosa. Per cada sis molècules de diòxid de carboni que s'incorporen al cicle de Calvin, s'obtenen dues molècules de G-3-P, i d'aquestes dues surt una molècula de glucosa. Ara bé, rubisco és un complex enzimàtic que pot presentar-se de dues maneres: Com a carboxilasa: per cada 6 CO2 s'obté una glucosa.

Com a oxidasa: per cada 6 CO2 s'obté un G-3-P a causa de que es produeix la fotorespiració (reacció que es produeix amb la presència de llum i que consumeix O2 i allibera CO2). Es comporta així quan es tanquen els estomes i la concentració de CO2 de la cambra estomàtica baixa, cosa que passa quan fa molta calor. A més a més, en aquesta cambra estomàtica s'eleva la concentració d'O2 quan l'estoma està tancat. Les plantes C3 són les que foto-respiren en condicions d'un ambient sec i temperatures baixes. Les plantes C4 (crasses i cactàcies) foto-respiren molt poc o no ho fan.

Es poden permetre tancar els estomes quan l'ambient és molt sec perquè no depenen del CO2 atmosfèric, sinó que poden produir-lo en una ruta metabòlica anomenada hatch-slack. Reacció global: 6 CO2 + 18 ATP + 12 NADPH + 12 H+ 1 glucosa + 18 ATP + 18 Pi + 12 NADP+ Balanç energètic de la fotosíntesi: A la fase lumínica, per cada 8 fotons de llum es formen 3 ATP, 2 NADPH i una molècula d'O2. A la fase fosca es consumeixen per cada 2 G-3-P (1 glucosa) 18 ATP i 12 NADPH. Factors que influencien en la taxa fotosintètica: La intensitat de la llum: l'activitat fotosintètica augmenta amb la intensitat lumínica fins a aconseguir un límit màxim característic de cada espècie.

La temperatura: en general, el rendiment fotosintètic augmenta amb la temperatura fins a aconseguir un límit màxim per sobre del qual pot produir-se la desnaturalització dels enzims. La concentració del CO2: l'activitat fotosintètica augmenta a mesura que va creixent la concentració de CO2 fins a aconseguir un límit en el qual s'estabilitza. La concentració d'O2: quan aquesta augmenta, el rendiment fotosintètic decau.

RUBISCO 6 CO2 RuB-P 5 àtoms de carboni 18 ATP 18 ADP + Pi 12 NADPH + 12 H+ 12 NADP+ 2 G-3-P 1 glucosa La humitat ambiental: quan hi ha escassetat de vapor d'aigua a l'atmosfera, els estomes dels fulles es tanquen per evitar pèrdues d'aquesta per transpiració, i es dificulta el pas del CO2, amb la qual cosa el rendiment fotosintètic baixa. El fotoperíode: el rendiment està en relació directa a les hores d'exposició a la llum que tingui la planta.

DIVERSITAT METABÒLICA ALS ORGANISMES Font de carboni CO2 Molècula orgànica Font d'energia Llum Fotoautòtrofs o fotolitòtrofs Fotoheteròtrofs o fotoorganòtrofs Molècula inorgànica Quimioautòtrofs Quimioheteròtrofs LA QUIMIOSÍNTESI És un procés equiparable a la fotosíntesi en alguns aspectes i la duen a terme els bacteris quimiosintètics: En la primera fase s'obté ATP i NADPH gràcies a l'oxidació de compostos inorgànics en una cadena de transport d'electrons. Una part de l'ATP s'utilitza per fer un transport invers d'electrons i obtenir NADH. En una segona etapa es realitzen rutes biosintètiques com el cicle de Calvin i formen glucosa i d'altres compostos orgànics.

Generalment són aerobis, ja que usen com a acceptor d'electrons l'O2. Segons el donador d'electrons inorgànic que respiren podem tenir: Bacteris de l'hidrogen i el metà. Bacteris nitrificants. Bacteris del sofre. Els bacteris nitrosificants i nitrificants viuen al sòl, els nitrosificants transformen amoníac en nitrit i els nitrificants transformen nitrits en nitrats. El conjunt dels dos és important perquè enriqueixen el sòl en nitrits a partir d'amoníac que prové de la matèria orgànica en descomposició i el nitrit en nitrat, el qual és assimilable per les plantes. Tanquen el cicle del nitrogen. Els bacteris incolors del sofre són aerobis obligats. No fotosintetitzen.

Oxiden l'H2S transformant-lo en SO4 -2 . Viuen en matèria orgànica en descomposició i tanquen el cicle del sofre, ja que el sulfat és assimilable per les plantes. En general, podem dir que els bacteris quimiosintètics són molt importants perquè tanquen el cicle de la matèria (són organismes transformadors) i són els únics productors d'alguns ecosistemes. IMMUNOLOGIA La immunitat és la capacitat de distingir les estructures pròpies d'un individu i atacar les que no ho són. La producció d'anticossos es presenta a partir dels cordats, no té lloc en els invertebrats, malgrat sí tenen la possibilitat de rebutjar empelts o altres tipus d'immunitats.

El SI està format per un conjunt de cèl·lules immunitàries que es desplacen a través de vasos sanguinis i limfàtics. La sang i la limfa van a parar als òrgans limfoides. Les persones, davant d'una infecció presenten diferents línies de defensa: 1. BARRERES EXTERNES: són inespecífiques (actuen per igual enfront tots els patògens) i innates (naixem amb elles). Òrgans limfoides primaris secundaris MEDUL·LA ÒSSIA VERMELLA TIM Final de la tràquea. Degeneració a partir dels 12. Maduració cèl·lules provinents de la medul·la òssia vermella (en LT). MELSA GANGLIS LIMFÀTICS Interior dels ossos plans i cap dels llargs. Generació cèl·lules sanguínies a partir de les mare hematopoètiques.

Sota el diafragma (esquerra). Òrgan limfàtic més gran. Formada per la càpsula i la polpa blanca i vermella. A la blanca es troben els corpuscles de Malpighi, on s'acumulen barreges de LT i LB. ALTRES Amígdala, vegetacions, plaques de Peyer i apèndix. Petits nòduls (2-25mm) intercalats en el recorregut dels vasos limfàtics. Barreres externes MICROBIOLÒGIQUES Les parts del còlon estan ocupades per milions de bacteris que ens defensen i impedeixen que altres bacteris patògens s'hi puguin instal·lar. QUÍMIQUES Les obertures naturals estan recobertes per mucoses (una capa humida que es defensa amb secrecions antimicrobianes, p.e. la lisozima).

FÍSIQUES La pell és impenetrable pels patògens ja que presenta una capa còrnia externa formada per cèl·lules mortes que va desprenent-se periòdicament. 2. BARRERES INTERNES INESPECÍFIQUES: són inespecífiques i innates. Si es supera la primera línia de defensa (barreres externes), a segona línia de defensa immunitària amb què es trobaran els patògens serà: a. acció dels fagòcits Els fagòcits deformen el seu citoplasma fins envoltar el patogen i incorporar-lo en un vacúol fagocític al qual posteriorment es fusionarà un lisosoma que destruirà el patogen.

Els encarregats de dur a terme aquesta acció són principalment els macròfags, monòcits i neutròfils, encara que les cèl·lules dendrítiques també ho fan. Aquestes cèl·lules poden especialitzar-se en fagocitar patògens de la sang (neutròfils i monòcits) o als teixits (neutròfils, eosinòfils, cèl·lules dendrítiques i macròfags). Els macròfags són cèl·lules gegants que deriven dels monòcits en sortir aquests dels vasos sanguinis. Les seves funcions són fagocitar patògens, cèl·lules envellides necròtiques, etc., fer de cèl·lules presentadores i alliberar missatgers químics (substàncies que serveixen per comunicar diferents parts del SI).

Els neutròfils són les cèl·lules leucocítiques més abundants que es caracteritzen per tenir el nucli multilobulat i ser granulòcits. Com no poden eliminar els residus moren i formen el pus junt amb cèl·lules mortes i plasma. Són molt efectius contra els bacteris. Els eosinòfils (granulòcits) desgranulen i les substàncies tòxiques que surten per exocitosi ataquen al paràsit. També són importants a les al·lèrgies perquè inactiven la histamina.

Les cèl·lules dendrítiques són cèl·lules que es dediquen a recórrer els teixits recollint molècules sospitoses i a portar aquestes molècules als ganglis limfàtics i altres òrgans limfoides per presentar-les als LB i LT fent un complex entre l'antigen fagocitat i un antigen d'histocompatibilitat seu (presenten antígens). b. la inflamació. resposta inflamatòria El procés inflamatori és disparat per DAMPs i PAMPs quan es produeix un dany cel·lular o es detecten molècules pertanyents a un patogen. Aquest és produeix perquè es dilaten els vasos sanguinis i augmenta la seva permeabilitat, permetent així que les cèl·lules immunitàries passin de la sang als teixits (marginació i diapedesi).

La zona inflamada presenta rubor, calor, dolor i un edema. Quan la infecció és generalitzada, l'hipotàlem augmenta la temperatura corporal per contribuir a eliminar-la (febre) gràcies a que els glòbuls blancs són molt més efectius (38-40ºC) i disminueix la disponibilitat del ferro (limitant del creixement bacterià). c. sistema del complement Conjunt de 30 proteïnes plasmàtiques que fabrica el fetge que complementa l'acció de les cèl·lules immunitàries i és present al plasma. Són inactives fins que detecten el senyal dels DAMPs o PAMPs conforme s'ha produït una infecció.

En aquest moment es produeix una cascada de reaccions al final de la qual queda muntada una proteasa, la qual es fixa sobre el patogen i la forada, aquest experimenta un xoc osmòtic i mor. Les seves funcions són provocar la lisi del patogen i cèl·lules infectades, opsonitzar patògens (recobrir-los amb proteïnes del complement perquè siguin més sensibles a les cèl·lules que els han d'eliminar) i alliberar citocines (molècules que atrauen per quimiotaxi a les cèl·lules que el fagocitaran) El sistema del complement pot activar-se de manera específica (intervenen Ac) o inespecífica d.

els interferons Són molècules que fabriquen totes aquelles cèl·lules invaïdes per virus o tumorals que actuen com a missatgeres químiques (citocines) ja que avises a les cèl·lules veïnes i aquestes fabriquen proteïnes antivirals o estimulen a les cèl·lules del SI encarregades d'eliminar les cèl·lules tumorals. P.e: Iα. e. natural killer o cèl·lules assassines naturals Són un tipus de LT que maten cèl·lules tumorals i cèl·lules infectades per virus foradant-les. 3. BARRERES INTERNES ESPECÍFIQUES: actuen de forma concreta contra una espècie de bacteri tipus de virus, etc. Concreta.

En són la resposta humoral (mediada pels LB que fabriquen Ac) i la resposta cel·lular (mediada pel LT que maten cèl·lules infectades). 4. REACCIONS ANTIGEN-ANTICOS Un antigen és qualsevol molècula capaç de desenvolupar una RI. Aquests s'uneixen específicament als anticossos per l'epítop o determinant antigènic. Els haptens són aquells antígens tan petits que necessiten unir-se a una molècula abans de poder unir-se a l'anticòs.

Els isoantígens són antígens que poden variar d'un individu a un altre de la mateixa espècie (p.e.: aglutinògens) Un anticòs és una proteïna soluble de tipus γ globulines o immunoglobulines (Ig) que estan formades per dues cadenes pesants (H) i dues cadenes lleugeres (L) unides amb ponts disulfur i en forma d'Y. Poden trobar-se lliures en la sang o units a la superfície d'un LB. Classificació: IgG, IgM, IgA, IgD i IgE. IgG: + abundant RI 2ària, travessa la placenta, opsonització, neutralització i aglutinació. IgM (pentàmer): sang i limfa, superfície de LB, és la primera que se segrega, + abundant RI 1ària neutralització i aglutinació (hemoaglutinació).

IgA: +abundants secrecions (llàgrimes, llet seromucoses, etc.). IgE: reaccions al·lèrgiques, superfície de basòfils (sang) i mastòcits o cèl·lules encebades als teixits. CLASSIFICACIÓ DELS ANTÍGENS Segons el nombre d'anticossos als quals es poden unir Segons la seva procedència Interior MHC MHC: conjunt de proteïnes que es troben a la superfície de totes les cèl·lules d'un individu que l'identifiquen com a tal (complex major d'histocompatibilitat) monovalents polivalents exterior Hemoaglutinació: unió dels Ac a glòbuls vermells formant grumolls. Rh+ Rh- AgD AgD 0 A B AB 5. LIMFÒCITS B I LIMFÒCITS T.

RESPOSTA HUMORAL I CEL·LULAR Els limfòcits són glòbuls blancs que es caracteritzen per tenir un nucli molt gran. Poden ser LT, LB o L noB-noT.

LIMFÒCITS B LIMFÒCITS T A la superfície tenen Ac i receptors per antígens A la superfície només tenen receptors per antígens Poden reconèixer i unir-se a Ag lliures pel plasma (RI menys efectiva) o bé reconèixer-los units a un MHC (RI molt efectiva) No reconeixen Ag lliures, sinó els que formen part del complex Ag+MHC Menys abundants tant als ganglis com a la melsa Més abundants Responsables de la RI humoral (produeixen Ac) Responsables de la RI cel·lular Útil per eliminar patògens o toxines extracel·lulars Útil per eliminar patògens intracel·lulars i cèl·lules cancerígenes Tant els LT com els LB formen part d'una RI específica.

Segons la Teoria de la selecció clonal: + REACCIONS ANTIGEN-ANTICÒS Neutralització Precipitació Aglutinació Opsonització Unió de molts Ac a la superfície d'un Ag x impedir la capacitat infectiva Unió dels Ac a Ag solubles i polivalents per crear un agregat que precipiti pel pes Unió dels Ac a cèl·lules per formar grumolls. Aglutinogen (Ag) i aglutinina (Ac) Recobriment d'Ac o proteïnes del complement l'Ag per fer-la més visible als fagòcits i els atrau.

Ag Activació clon de LB Multiplicació de forma clonal Transformació en plasmòcits Producció Ac Distribució Ac torrent sanguini i limfàtic Transformació en LB memòria LT mèmòria Immunització de l'individu S'anomena resposta I humoral a aquella que esdevé als humors (sang, limfa, líquids intersticial, etc.) i que es realitza gràcies a la producció d'anticossos. Permet eliminar patògens o toxines del medi extracel·lular. S'anomena resposta I cel·lular a aquella que es realitza gràcies a la lluita de cèl·lules contra cèl·lules que efectuen els LT, concretament els LT citotòxics i les Natural Killer. Permet eliminar cèl·lules tumorals o virus que ja han infectat les nostres cèl·lules.

Els LB se sintetitzen a la medul·la òssia i els LT maduren al tim. Hi ha diferents tipus de LT en funció del tipus de receptor de membranes que presenta: A. AMB RECEPTORS CD4 LT4/LTH Són cèl·lules importants per l'organització de la RI, ja que reconeixen específicament un antigen i activen el programa immunològic més adequat mitjançant la producció de citocines (missatgers químics) que activen a una gran quantitat de cèl·lules immunitàries. Per poder activar-se han de reconèixer l'antigen en una superfície d'una cèl·lula presentadora (macròfag o cèl·lula dendrítica).

Aquestes fagociten el patogen, el processen i amb els pèptids obtinguts i un antigen d'histocompatibilitat formen el complex MHC + Ag. L'LTH el presenta juntament amb una molècula coestimuladora. Llavors, LTH s'activa en reconèixer l'Ag concret i envia citocines per activar altres cèl·lules immunitàries. També activen els LB i LT citotòxics. B. AMB RECEPTORS CD8 Natural Killer (NK): Són cèl·lules importants per la resposta cel·lular, ja que destrueixen cèl·lules tumorals o infectades alliberant perforines sobre ella i provocant l'apoptosi. Actuen de forma inespecífica, ja que poden distingir cèl·lules que no presenten MHC de l'individu o bé els presenten en una quantitat anòmala.

LT citotòxic (LTC) També són importants per la resposta cel·lular i actuen de manera similar a les NK, però a diferència d'aquestes actuen de manera específica, ja que reconeixen el complex MHC de classe I + Ag. LT memòria: formen les cèl·lules memònia juntament amb els LB memòria. LT regulador o supressor Són els responsables de frenar la RI un cop s'ha eliminat el patogen. També se l'associa a l'eliminació del 95% dels LT que migren de la medul·la òssia vermella al tim (probablement perquè aquests LT podrien atacar estructures de l'individu) durant les primeres etapes de vida d'una persona. 6.

RESPOSTA IMMUNITÀRIA PRIMÀRIA I SECUNDARIA La RI primària és aquella que es desenvolupa quan ens entra un patogen o partícula per primer cop. Es caracteritza per una abundant producció d'IgM posteriorment hi ha una producció en menor quantitat d'IgG, IgA i IgG. Està formada per un període de retard o latència en el qual es produeixen anticossos durant 3-7 dies, una fase exponencial corresponent al moment en què les cèl·lules plasmàtiques estan plenament actives (síntesi Ac) i una fase estacionària en què no augmenta el nombre d'Ac. A partir d'aquesta el nombre d'anticossos cau malgrat a l'individu li queden cèl·lules memòria.

La RI secundària és aquella que es desenvolupa quan l'antigen per segon o ulterior cop. En aquest cas les cèl·lules memòria produeixen una RI tan ràpida i amb tanta quantitat d'Ac que l'individu no arriba a emmalaltir. 7.

TIPUS D'IMMUNITATS Immunitat innata o natural Immunitat adquirida o adaptativa Cèl·lules i mecanismes immunològics que presentem quan naixem Resposta humoral i resposta cel·lular Mecanismes inespecífics que constitueixen les dues primeres línies de defensa Mecanismes específics que constitueixen la darrera línia de defensa No hi ha període de latència o retard Necessiten multiplicar-se i diferenciar-se (període de latència o retard) No deixen memòria immunològica Deixen memòria immunològica Activa Passiva Natural Adquisició de cèl·lules memòria després d'haver passat una malaltia Adquisició d'anticossos de la mare a través de la placenta Artificial Administració d'una vacuna Administració d'un sèrum o seroteràpia 8.

TRANSTORNS I MALALTIES RELACIONADES AMB LA IMMUNITAT A. hipersensibilitat retardada (reacció de rebuig a un empelt o òrgan trasplantat) L'organisme reconeix els antígens d'histocompatibilitat de la superfície d'una cèl·lula com a no propis i els LTC destrueixen l'òrgan trasplantat o empeltat. Per evitar això, aquell que rep un òrgan d'un altre individu és immune deprimit (amb corticosteroides, radioteràpia, ciclosporina A, etc.) per tal de presentar tolerància immunològica. A aquesta gent se'ls col·loca en un recinte estèril. A més parentesc, més similitud pot haver entre els seus antígens d'histocompatibilitat, ja que nombrosos gens que els codifiquen s'hereten per blocs o haplotipus. B.

hipersensibilitat immediata (al·lèrgia) Les al·lèrgies són reaccions inflamatòries degudes a errades del sistema immunitari en identificar un agent innocu com a un antigen nociu. Les substàncies que provoquen aquesta reacció s'anomenen al·lergògens. En una primera fase es produeix la sensibilització, que consisteix a fabricar una gran quantitat d'IgE contra l'al·lergogen que es fixen en la superfície dels basòfils (sang) o mastòcits (teixits). Durant un segon contacte amb l'antigen, els basòfils i mastòcits duen a terme la desgranulació, alliberant la histamina dels grans citoplasmàtics per exocitosi.

Aquesta histamina produeix una vasodilatació i augment de la permeabilitat dels vasos sanguinis, una contracció dels bronquis que dóna lloc a la dificultat respiratòria, l'estimulació de les terminacions nervioses del dolor i un increment de les secrecions mucoses. En són exemples l'asma, la dermatitis atòpica, la urticària i el xoc anafilàctic (reacció al·lèrgica de gran intensitat i generalitzada que pot arribar a provocar la mort en despendre's el plasma per la alta permeabilitat dels vasos sanguinis i afectar als òrgans vitals). Es tracten amb antihistamínics i adrenalina. 9.

MALALTIES AUTOIMMUNITÀRIES Són errades del sistema de tolerància immunitària que ataquen a estructures pròpies de l'individu. No hi ha un únic mecanisme, en general els LTC o els anticossos en són els responsables. En són exemples la diabetis mellitus (destrucció de les cèl·lules β dels illots de Langerhans al pàncrees i conseqüentment, l'individu no secreta insulina) o l'esclerosi múltiple (es destrueix la beina de mielina dels axons del sistema nerviós central i això provoca una paràlisi i alteracions nervioses). 10. LEUCÈMIES Són la proliferació exagerada de leucòcits que sovint són anòmals i s'acumulen a la medul·la òssia substituint als normals o alterant les funcions hematopoètiques.

Aquestes cèl·lules també poden envair la melsa, els ganglis limfàtics, les meninges o el fetge i alterar la seva funció. Una leucèmia pot ser medul·lar, quan afecta a qualsevol glòbul blanc, o limfoblàstica quan afecta a un precursor d'un limfòcit. Les causes poden ser genètiques, factors vírics, ambientals, etc. 11. IMMUNODEFICIÈNCIES INNATES I ADQUIRIDES A. Immunodeficiències innates: són errades en un o diversos mecanismes immunitaris que poden arribar a produir la mort. Per exemple un defecte de LB o LT del sistema del complement. B. Immunodeficiències adquirides: després de trasplantament d'òrgans s'indueix amb medicaments una immunodeficiència per evitar el rebuig. BIOMOLECULES 1.

GLÚCIDS, CARBOHIDRATS O SUCRES Són polialcohols amb un grup aldehid o cetona, responen a la fórmula general (CH2O)n i són les biomolècules més abundants de la biosfera i la principal font d'energia en la alimentació animal. Es classifiquen en: MONOSACÀRIDS O OSSES Molècules petites formades per 3-8 àtoms de carboni blanques, sòlides, solubles en aigua i dolces. MONOSSACÀRIDS MÉS IMPORTANTS Àtoms de carboni Aldoses Cetoses Trioses Gliceraldehid Dihidroxiacetona Tetroses Eritrosa Eritrulosa Pentoses Ribosa Desoxiribosa Hexoses Glucosa Galactosa Fructosa Les característiques dels monosacàrids són: A.

Presència d'isomeria espacial Els isòmers espacials o estereoisòmers són dues molècules de mateixa fórmula empírica amb diferent situació espacial dels àtoms. Aquest fet es dóna amb la presència de carbonis asimètrics. Càlcul del nombre d'estereoisòmers: Ne=2n . Els enantiomorfs són aquells isòmers espacials que són imatges especulars l'un de l'altre. S'anomena D als monosacàrid que tenen el grup alcohol del carboni asimètric mes allunyat del grup funcional a la dreta i L als que ho tenen a l'esquerra. B. Presència d'isomeria òptica Els isòmers òptics són molècules que desvien la llum polaritzada quan estan en dissolució.

Aquesta propietat també és com a conseqüència de tenir carbonis asimètrics. Aquelles molècules que desvien la llum cap a la dreta s'anomenen dextrogires o (+) i les que ho fan cap a l'esquerra levogires o (-). C. Capacitat de ciclar-se La ciclació es forma quan reacciona el grup funcional amb l'OH del carboni asimètric més allunyat del grup funcional. L'enllaç s'anomena enllaç hemiacetàlic pels aldehids i hemiacetal per les cetoses. Com a resultat de la ciclació apareix un nou carboni asimètric que no existia en la fórmula lineal anomenat carboni anomèric. Els dos nous isòmers que apareixen s'anomenen anòmers. Les fórmules cíclades es representen amb les projeccions de Haworth.

pentàgon furà Ribosa, desoxiribosa i fructosa Anòmer α OH del carboni 1 a baix hexàgon pirà Glucosa i galactosa Anòmer β OH del carboni 1 a dalt OLIGOSACÀRIDS Són molècules formades per la unió de 2 a 8 monosacàrids, els que tenen més interès són els disacàrids. A. Disacàrids És la molècula resultant de la unió de dos monosacàrids mitjançant un enllaç O-glicosídic que pot establir-se entre l'OH hemiacetàlic d'un monosacàrid i l'OH no hemiacetàlic de l'altre monosacàrid (enllaç monocarbonílic) o entre dos OH hemiacetàlics (enllaç dicarbonílic). Com a resultat d'aquest enllaç, s'allibera una molècula d'H2O.

Són dolços i solubles en aigua, i els principals són: Disacàrid Composició Enllaç Maltosa 2x α-D-glucopiranosa Monocarbonílic (1-4) Cel·lobiosa 2x β-D-glucopiranosa Monocarbonílic (1-4) Isomaltosa 2x α-D-glucopiranosa Monocarbonílic (1-6) Lactosa 1x β-D-galactopiranosa 1x α-D-glucopiranosa Monocarbonílic (1-4) Sacarosa 1x α-D-glucopiranosa 1x β-D-fructofuranosa Dicarbonílic (1-2) Nomenclatura disacàrids: (prefix 1r monosacàrid + sufix "osil") + (enllaç) + (prefix 2n monosacàrid + sufix "osa" / "òsid") B. Polisacàrids Són macromolècules formades per la unió de milers de monosacàrids mitjançant enllaços o-glucosídics. En tenir un pes tan elevat no son solubles en aigua, tampoc són dolços.

Es classifiquen en: El midó està format per un 20% d'amilosa (unió de milers d' α-D-glucoses amb enllaç 1-4 formant una hèlix no ramificada) i un 80% d'amilopectina (unió de milers d' α-D-glucoses amb enllaç 1-4 que POLISACÀRIDS HOMOPOLISACÀRIDS HETEROPOLISACÀRIDS HETERÒSIDS Repetició d'un sol monosacàrid Unió de dos o més monosacàrids Glúcid units a una part no glucídica midó glicogen cel·lulosa quitina Agar-agar mucopolisacàrids glucopro- teïnes glucolípids s'uneixen de forma helicoïdal però presenten ramificacions de la mateixa composició anterior excepte en el punt on s'origina la ramificació, enllaç 1-6). S'acumula als aminoplastidis. Reserva energètica cèl·lules vegetals.

El glicogen està format de manera similar a l'amilopectina, però amb ramificacions més abundants. Reserva energètica cèl·lules animals que s'emmagatzema al fetge i cèl·lules musculars estriades. La cel·lulosa està formada per cadenes helicoïdals no ramificades de β-D-glucoses amb enllaç 1-4 que s'agrupen formant capes creuades on les fibres de cel·lulosa tenen diferents direccions pel que poden formar estructures (paret cel·lular en els vegetals) molt resistents. La quitina està formada per la unió d'un derivat d'un monosacàrid anomenat N-acetil-d-glucosamina (NAG) amb enllaç β(1-4). Forma l'exosquelet dels insectes.

FUNCIÓ DELS GLÚCIDS: Funció energètica Monosacàrids Glucosa Combustible metabòlic Energia de ràpida absorció Fructosa Galactosa Disacàrids Sacarosa Reserves d'energia de ràpida utilització Lactosa Homopolisacàrids Midó Gran reserva Energia de lenta absorció Glucogen Funció estructural Monosacàrids Ribosa Estructura àcids nucleics ADN i ARN Desoxiribosa Homopolisacàrids Cel·lulosa Paret de cel·lulosa de les cèl·lules vegetals Quitina Exosquelet dels insectes Heteropolisacàrids Agar-Agar Estructura de les algues 2.

PRÀCTIQUES DE LABORATORI PROVA DE FEHLING És una prova qualitativa que s'utilitza per identificar sucres reductors (monosacàrid i disacàrids amb enllaç o-glucosídic monocarbonílic excepte la sacarosa). S'afegeix a la mostra sulfat de coure (Fehling A) i tartrat de potassi (Fehling B), se sacseja i s'escalfa. Si la mostra canvia de color el resultat és positiu i la mostra sí que conté sucres reductors. PROVA DE LUGOL Permet identificar polisacàrids com el midó. S'afegeix iodur de potassi (lugol) a la mostra i si aquesta canvia de color el resultat és positiu i la mostra conté midó. 3. LÍPIDS Són un grup heterogeni insoluble en aigua i soluble en dissolvents orgànics. 1.

LÍPIDS SAPONIFICABLES: poden formar sabons ja que contenen àcids grassos en la seva fórmula. A. àcids grassos lliures. (llargues cadenes hidrocarbonades i un àcid carbonílic: CH3 - (CH2)n – COOH) Es classifiquen en àcids grassos saturats i àcids grassos insaturats o poliinsaturats. Els àcids grassos saturats no contenen cap doble enllaç i són abundants en els productes d'origen animal. Els més importants són l'àcid palmític (CH3 – (CH2)14 – COOH) i l'esteàric (CH3 – (CH2)16 – COOH). Els àcid grassos insaturats o poliinsaturats contenen una o més insaturació.

En són exemples l'àcid oleic present a l'oli d'oliva i al greix animal (18C i una insaturació); l'àcid linoleic del peix blau, les llavors i els fruits secs (2 insaturacions), el linolènic que el trobem on el linoleic (3 insaturacions) i, l'àcid araquidònic (20C i 4 insaturacions).

Es caracteritzen per adoptar la seva forma més estable quan es col·loquen en ziga-zaga, que les insaturacions obliguen a corbar-se a la cadena hidrocarbonada, ser amfipàtiques (tenir una part polar que correspon a l'àcid carbonílic i una part apolar que correspon a la cadena hidrocarbonada), poder auto- oxidar-se o enrancir-se (la cadena es trenca quan reacciona l'oxigen amb un doble enllaç de la cadena hidrocarbonada) i poden esterificar-se i saponificar-se. L'esterificació és la reacció entre un àcid gras i un alcohol que dóna èster i aigua. La saponificació és la reacció entre un èster i una base que origina un sabó o sal i un alcohol. B.

acilglicèrids: esterificació d'una glicerina amb 1 àcid gras (monoacilglicèrid), 2 (biacilglicèrid), o 3 (triacilglicèrid). Fórmula general triacilglicèrids O CH2 – O – C – (CH2)n – CH3 O CH – O – C – (CH2)m – CH3 O CH2 – O – C – (CH2)o – CH3 El grup de més interès biològic és el dels triacilglicèrids o greixos per la seva important funció de reserva energètica. També fan de capa aïllant o esmorteeixen els cops. Poden ser líquids, semisòlids o sòlids. A més llarga la cadena i menys insaturacions, més sòlid és el greix. Són saponificables. C. Ceres: esterificació d'un àcid gras amb un alcohol de cadena llarga.

La seva funció es impermeabilitzar superfícies (pèls, plomes, fruits, tiges, fulles...). Malgrat també tenen una funció protectora (cerumen de l'orella). D. fosfolípids: unió d'un àcid fosfatídic i un alcohol o un aminoalcohol. Són molècules amfipàtiques (part polar corresponent a l'àcid fosfòric esterificat amb l'alcohol o l'aminoalcohol i part apolar corresponent a la glicerina esterificada amb 2 àcids grassos). Poden formar micel·les i liposomes (estructures esfèriques que transporten greixos). E. esfingolípids: unió d'una ceramida i un substituent.

La seva funció pot ser de reconeixement cel·lular (cerebròsids i gangliòsids) o formar part de la beina de mielina a les neurones (esfingomielina). 2. LÍPIDS INSAPONIFICABLES: no poden formar sabons. A. terpens: molècules que deriven de l'isoprè com per exemple les essències vegetals, les vitamines K, D i E, les xantofil·les i carotens i el cautxú. B. esteroides: molècules que deriven del ciclopentaperhidrofenantrè (esterà), com per exemple el colesterol, que és d'origen animal i el fetge el pot fabricar.

La funció del colesterol és estructural (forma part de les membranes plasmàtiques de les cèl·lules animals) i fa de precursor de molècules com ara àcids biliars, vitamina D, hormones sexuals, hormones com l'aldosterona, la cortisona i la ecdisona. C. Prostaglandines: deriven d'àcids grassos de 20 àtoms de carboni. Tenen una funció similar a la hormonal, però a diferència de les hormones, no se sintetitzen en una glàndula. També té funcions com ara produir la vasodilatació o contraure la musculatura llisa durant el part.

O CH3 – (CH2)n – C – O – (CH2)n – CH3 Àcid gras Àcid gras Tenen una important funció estructural en formar la bicapa lipídica de les membranes cel·lulars (unió mitjançant enllaços hidrofòbics).

Medi extracel·lular Medi intracel·lular Cap polar Cadenes hidrocarbonades Espai/líquid Alcohol /aminoalcohol Àcid fosfòric Àcid gras Funció energètica Àcid grassos Són els carburants metabòlics que ubministren la major quantitat energètica Greixos / triacilglicèrids Reserva d'energia potencial o en olis Funció estructural Ceres Formen un recobriment impermeabilitzant o protector Fosfolípids Constituent de membranes biològiques Esfingolípids Formen la beina de mielina Regulen el creixement i la diferenciació cel·lular Colesterol Formen part de la membrana citoplasmàtica Funció vitamínica Àcid linoleic Àcid linolènic Àcid araquidònic (vitamina F) Formen membranes i epitelis en general Terpens Vitamina A: Visió i formació d'epitelis Vitamina E: Impedeix l'oxidació d'àcids grassos insaturats entre d'altres.

Intervé a la fertilitat Vitamina K: participa en el conjunt de reaccions per la formació del coàgul sanguini Esteroides Vitamina D: necessària per l'absorció i metabolisme del calci Funció hormonal Esteroides L'aldosterona regula la secreció d'aigua i sals minerals pels tubs renals i la cortisona controla el metabolisme dels glúcids. Les hormones sexuals intervenen en la formació dels gàmetes i controlen la maduració sexual, el comportament i la capacitat reproductora. La ecdisona regula les fases de muda als artròpodes.

Prostaglandines Vasodilatadors als processos infamatoris secreció del mucus protector de les parets de l'intestí i estómac i contrauen la musculatura llisa durant el part MICROBIOLOGIA La microbiologia s'encarrega de l'estudi dels microorganismes, és a dir, dels éssers que només poden ser vist a través d'un microscopi i que la seva mida oscil·la entre alguns micròmetres o nanòmetres / Amstrongs. 1. ELS BACTERIS Són microorganismes procariotes i unicel·lulars la mida del quals oscil·la entre l'1 i els 10 μm. Segons la seva forma es classifiquen en: COCS: tenen forma arrodonida.

Poden unir-se formant diplococs (de dos en dos), estreptococs (en cadena), estafilococs (en agrupacions) o sarcines (agrupacions geomètriques). BACILS: tenen forma de bastonets. Poden unir-se en cadena formant els estreptobacils. VIBRIONS: tenen forma de coma. ESPIRILS: tenen forma de bastó cargolat. ESPIROQUETES: tenen forma d'espiral flexible. COMPONENTS D'UN BACTERI Flagel Està format per la repetició de la flagelina (subunitat proteica) i, a diferència dels flagels dels eucariotes (undulipodis), que es mouen com una ona i estan recoberts per la membrana, aquests es mouen rotant i no estan recoberts per la membrana.

Poden ser polars (si surten d'un extrem), laterals (si surten d'un costat) o perítric (si surt per tota la superfície). Pili o fímbries Són filaments més prims que els flagels, també proteics, i que s'encarreguen de reconèixer la superfície sobre la qual es col·locarà el bacteri o intercanviar material genètic durant la conjugació, en el cas del pili sexual. Càpsula No tots els bacteris la tenen i està formada per polisacàrids com la glucosa, fructosa, etc. Permet al bacteri adherir-se fortament a una superfície i li representa una protecció extra que evita la fagocitosi.

Paret bacteriana La presenten tots els bacteris, excepte els micoplasmes, i està format per un heterosacàrid anomenat mureïna. La mureïna està formada per cadenes formades per NAG (N-cetil-glucosamina) i NAM (N-acetil-muràmic) unides amb enllaç o-glicosídic. Del NAM pengen pèptids els quals s'uneixen amb aminoàcids entre sí als de les diferents cadenes. Aquesta capa no és igual a tots els bacteris, així que distingim dos tipus de bacteris segons com és la seva paret: els Gram positius i els Gram negatius. Podem distingir-los amb la tinció de Gram. GRAM POSITIU GRAM NEGATIU Tenen la capa de mureïna molt més gruixuda. Tenen la capa de mureïna molt més prima.

Presenten àcids teïcoics que actuen com a Ag. No presenten àcid teïcoics. No tenen cap bicapa per fora de la capa de mureïna. Per fora de la capa de mureïna presenten una bicapa lipídica amb lipoproteïnes i lipopolisacàrids. Queden tenyits de blau amb la tinció de Gram. Queden tenyits de vermell amb la tinció de Gram. La tinció de Gram consisteix a tres tincions i tres rentats, utilitza el cristal violeta o violeta de genciana. Membrana cel·lular o plasmàtica La seva composició és similar a la dels eucariotes, però no conté ni àcids grassos poliinsaturats ni esterols.

No realitza ni l'endocitosi ni l'exocitosi i assumeix moltes de les funcions que haurien de realitzar els orgànuls, absents en els bacteris. És per això que presenta replecs anomenats mesosomes. Les funcions que duu a terme són la síntesi d'ATP, la cadena de transport d'electrons de la respiració aeròbia i la síntesi de lípids. Participa en la duplicació de l'ADN dels bacteris i, en el cas dels fotosintètics, conté pigments fotosintètics als clorosomes. Citoplasma Conté ribosomes 70s, inclusions, que són gotetes sense membrana de substància de reserva o rebuig, i vesícules de gas. ADN Es…