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TEMA 1. BIOQUÍMICA ESTRUCTURAL
1. BIOQUÍMICA ESTRUCTURAL
Se ocupa de la estructura, propiedades y funciones de las moléculas que forman parte
de los seres vivos.
Los átomos que forman estas moléculas son iguales a los que forman parte del mundo
inerte. Salvo el hidrógeno y el helio, todos los demás elementos, del litio en adelante,
se han formado en el núcleo de estrellas que posteriormente explotaron. A partir de
los restos se formaron sistemas solares secundarios como el que nos encontramos.
Los bioelementos se formaron el núcleo de una estrella que explotó en forma de
supernova y a partir de esos restos se constituyó el sistema solar de donde provienen
todos los elementos de la tabla periódica.
El organizador gráfico inferior muestra los contenidos de los que nos vamos a ocupar
en el primer tema del curso.
Diferencia entre las biomoléculas orgánicas y las inorgánicas: en los compuestos
orgánicos el eje o núcleo es el carbono en las inorgánicas no
LOS BIOELEMENTOS
Son los elementos que forman parte de las biomoléculas, las moléculas que forman
parte de los seres vivos. (bio- perteneciente a los seres vivos)
Son unos 20 elementos de la tabla periódica los que se pueden encontrar en los seres
vivos. El resto son tóxicos, como el mercurio o el plomo y otros están por
incorporación pero sin desempeñar ninguna función.
¿Por qué la naturaleza ha “seleccionado” estos elementos, principalmente el carbono?
Por dos razones:
1) Estabilidad: deben ser elementos que formen moléculas estables
2) Reactividad: deben ser elementos que formen moléculas que puedan reaccionar
dentro de las necesidades vitales.
El carbono y gracias a su configuración electrónica y su tamaño es el elemento que
cumple de manera óptima estos dos criterios formando enlaces entre sí y con otros
elementos.
Los biolementos se clasifican según su abundancia.
BIOELEMENTOS PRIMARIOS: Constituyen el 99 % de la materia viva y son C, H, O, N, P,
S. Originan moléculas muy estables pero que pueden reaccionar.
Nitrógeno podemos encontrarlo en las bases nitrogenadas, en grupos amino.
Fósforo en los fosfolípidos, en el ATP
BIOLEMENTOS SECUNDARIOS: Son aquellos que se encuentran en una proporción de
casi el 1 %. Son el Na, K, Ca, Cl, Mg
Potasio, sodio, cloro(digestión) en las neuronas.
Calcio es muy importante en nuestro organismo
Magnesio en la clorofila actúa de cofactor
OLIGOELEMENTOS: se encuentran en proporción de traza pero son indispensables
para la vida. Algunos ejemplos son el Fe, Cu, I, Co, Zn,
Hierro en la sangre para transportar oxigeno a través de la hemoglobina
Cobre en los invertebrados equivalente al hierro
Adulto biológico es aquel capaz de reproducirse
El yodo es fundamental para que en el desarrollo embrionario se desarrolle
bien las neuronas y el coeficiente intelectual.
Cobalto en la vitamina b
15 mg/día. Adoslecencia: 12 mg/día. Siempre por encima de los 15 miligramos al día En el orgamismo existen de 3 a 5 gramos de hierro, un 60% formando parte de la hemoglobina, gracias a la cual es capaz de transportar el oxígeno de los glóbulos rojos desde los pulmomes a los tejidos. Un 40% está almacenado en forma de ferritina y hemosiderina. El hierro se asocia también con la función inmune, aunque los mecanismos por los que actúa no son bien conocidos. Parece, asimismo, que es muy importante en el estado cognitivo (atención, aprendizaje o memoria). Mineral Localización / Función Recomendaciones Fuentes COBRE (Cu) Síntesis de hemoglobina / Sistemas enzimáticos. Formación de tejidos. Facilita la absorción del hierro y su penetración en la molécula de hemoglobina. Producción de melanina. 1.5 a 3 miligramos al día Mariscos (ostras), Vísceras (hígado, riñón), frutos secos (uvas pasas, nueces), legumbres secas, semillas, yema de huevo En el cuerpo hay 100-150 mg de Cobre. El 90% está ubicado en músculos, huesos e hígado; la mitad del mismo es muscular. El Cobre de las cañerías se incorpora al agua que bebemos. La carencia de Cobre se da casi exclusivamente en niños. Existen dos enfermedades genéticas en las cuales se presenta deficiencia de Cobre: El Síndrome de Menke, se debe a una defectuosa absorción intestinal del Cobre. La enfermedad de Wilson, se debe al excesivo depósito de Cobre en los tejidos.
Mineral Localización / Función Recomendaciones Fuentes FLÚOR (F) Dientes, huesos plasma, piel, tiroides, linfa, vísceras Resistencia a la caries dental. En cantidades moderadas mejora la osteoporosis. No se han determinado las necesidades. No se debe consumir más de 4 miligramos al día Agua fluorada, alimentos marinos, té El Flúor es beneficioso por su efecto comprobado de disminuir la prevalencia de caries. Razón por la cual, la ingesta baja acompaña de aumento de caries dentales. Se deposita en su mayor parte en huesos y dientes. Parece intervenir en contra de la osteoporosis. Influye en el brillo ocular. Su metabolismo es modificado negativamente por la toma prolongada de corticoides y tranquilizantes. Los suelos, plantas y animales terrestres lo contiene en proporciones variables; por ello la principal fuente es el agua de bebida. El déficit se suele observar en lugares donde el agua contiene menos de una parte por millón, manifestándose su carencia por caries más frecuentes. En exceso, es un veneno que inhibe el metabolismo. Cuando la ingesta excede ciertos niveles puede tener efectos tóxicos, produciendo un cuadro de Fluorosis, caracterizado por alteraciones en los dientes, que presentan manchas blancas opacas, también vetas color marrón y se quiebran con facilidad. Mineral Localización / Función Recomendaciones Fuentes
inmunidad, desarrollo sexual, gusto. Interviene en la movilización de la Vitamina A del hígado. Cofactor de más de 100 enzimas. Por su participación en dichos sistemas enzimáticos se relaciona con la utilización de la Energía, la síntesis de proteínas y la protección oxidativa. pescados, leche, cereales integrales. El Zinc corporal total es de 2- gramos. Se encuentra en todos los tejidos; pero las concentraciones son elevadas en hígado, riñón, hueso, retina, músculo y próstata. La primera entidad clínica por carencia de Zinc que se conoció fue la Acrodermatitis Enteropática. Presenta eritemas, ampollas, pústulas, costras periorificiales y en partes procedentes de tronco y extremidades. Mineral Localización / Función Recomendaciones Fuentes CROMO (Cr) Metabolismo de carbohidratos y lípidos. Factor de tolerancia a la glucosa De 50 a 200 miligramos por día Ostras, hígado, patatas, cereales y levadura de cerveza. La deficiencia de cromo en la dieta puede provocar intolerancia a la glucosa El carácter de esencial del Cromo se aceptó hace pocos años. Normalmente en la sangre hay 4,9-9,5ng/ml y en los cabellos, 154-175ng/g. La carencia provoca menor tolerancia a la glucosa bucal, neuropatía periférica, balance negativo de nitrógeno, menor
cociente respiratorio y adelgazamiento; puede aparecer una confusión mental parecida a la de la encefalopatía hepática. Las causas de la carencia: Alimentación parenteral total prolongada, edad avanzada, diabetes, desnutrición calórico proteica, aterosclerosis, estrés. Mineral Localización / Función Recomendaciones Fuentes MANGANESO (Mn) Enzimas, hueso / Crecimiento y reproducción Consumir de 2 a 5 miligramos al día Nueces, cereales integrales, legumbres, té, verduras. El organismo humano adulto contiene de 10 a 20 mg localizados en su mayor parte en las mitocondrias de todos los tejidos; siendo hígado, músculos, piel y hueso los que contienen mayor concentración. En el hombre no se ha documentado su deficiencia cuando se consumen dietas naturales. Mineral Localización / Función Recomendaciones Fuentes YODO (Y) Síntesis de hormonas tiroideas De 100 a 200 microgramos al día Animales, pescados y mariscos, sal yodada El organismo humano adulto contiene entre 20 a 25mg de Yodo, entre el 70 y 80% se localiza en la tiroides, siendo indispensable para la elaboración de la hormonas Tiroideas: tetraiodotironina o tiroxina (T4) y triodotironina (T3). Las hormonas Tiroideas son esenciales para el desarrollo normal y su deficiencia es causa de retardo del crecimiento y alteraciones permanentes del sistema nervioso central,
Antioxidante, metabolismo de grasa y vitamina E higado, carne, aves, cereales La distribución de Selenio en los suelos no es constante, existen zonas donde se encuentra en baja concentración y otras en las que su abundancia crea problemas de toxicidad. En el primer caso su deficiencia causa dos enfermedades endémicas en extensas zonas de China: la de Keshan, cardio miopatía que afecta fundamentalmente a niños y mujeres, y la de Kashin- Beck, ósteo artritis de alta prevalencia en adolescentes. En zonas de abundancia, como Venezuela, su exceso causa la Selenosis, caracterizada por fatiga, caída del cabello, olor gárlico del aliento y elevada prevalencia de caries. Una adecuada ingesta ayuda a conservar los tejidos jóvenes, alivia bochornos y malestares causados por la menopausia. Trabaja junto con la vitamina E como anti-oxidante. Los expertos aseguran que el selenio y la vitamina E, ayudan a reducir las probabilidades de ataque al corazón, resequedad del cuero cabelludo y caspa. Previene la descomposición de grasas y otras sustancias químicas del cuerpo. Los efectos producidos por la deficiencia es la anemia. Existen otros minerales que han sido reconocidos recientemente como macronutrientes esenciales pero la función de ellos se desconoce. Es el caso del silicio , vanadio , estaño o niquel
