Biología de sistemas
han identificado tres principios centrales
que sustentan las complejas y
diversas vías bioquímicas:
Modularidad
en función de:
ensamblan, reordenan,
reparan y eliminan
con facilidad
Robustez
esto es :
la capacidad que hay.
EMERGENCIA
se refiere a:
propiedad emergente
es decir, una propiedad
conferida por la complejidad
y la dinámica del sistema.
Orden Biológico
procesos vitales que contribuyen a
generar y mantener el orden biológico, la mayoría de éstos puede clasifi carse dentro de una de las siguientes categorías:
eliminacion de residuos
ejemplos:
células animales transforman en última instancia nutrientes
como azúcares y aminoácidos en CO2, H2O y NH3.
movimiento
celular
eucariotas son la división celular y el movimiento organular.
movimiento de
enzimas
específicas a lo largo de
una molécula de DNA
transporte de iones y
moléculas a través de
membranas celulares
regulan el paso de iones
y moléculas de un
compartimento a otro
síntesis y degradación de biomoléculas
Pueden ensamblarse
en estructuras
supramoleculares
Generalidades del metabolismo
Existen tres clases de rutas bioquímicas
permiten a las células recibir información de su entorno y responder a ella.
recepción, transducción y respuesta.
Estas rutas capturan energía y la convierten
en utilizable por los organismos para llevar a cabo procesos biomoleculares
las metabólicas, las de transferencia de energía y las de transducción de señales.
Existen dos tipos de vías metabólicas:
Algunas rutas catabólicas liberan energía útil.
(p. ej., los
aminoácidos, los azúcares y los ácidos grasos)
Biomoléculas:
Energía
capacidad para realizar un trabajo, es decir, mover materia.
Las células generan la mayoría de su energía mediante reacciones redox en las que se transfieren electrones desde una molécula oxidable hasta una molécula con déficit electrónico.
difieren en sus estrategias para
adquirir energia:
utilizan como fuentes de energía
tanto la luz solar como biomoléculas orgánicas.
utilizan las moléculas de los alimentos como única fuente de energía.
obtienen energía degradando moléculas de alimento
previamente formadas por otros organismos.
transforman la energía del sol (fotosíntesis), o de algunos compuestos químicos (quimio síntesis)
para crear enlaces químicos;
fotoautótrofos y quimioautótrofos.
reacciones bioquímicas
Entre las clases de reacción más comunes en los procesos bioquímicos se encuentran
la sustitución nucleofílica, la eliminación, la adición, l isomerización y la oxidación-reducción.
ocurren cuando hay una transferencia
de electrones desde un donador (denominado agente reductor) a un aceptor (denominado agente oxidante).
los átomos o los grupos experimentan cambios intramoleculares.
se combinan dos moléculas
para formar un solo producto.
La hidratación es una de las reacciones de adición más comunes.
se forma un
doble enlace cuando se eliminan átomos de una molécula.
se sustituye un átomo o grupo por otro:
Clases principales de
biomoléculas pequeñas
polímero:
DNA, RNA
Información genética
Síntesis de proteínas
polímero:
N.A.
Fuentes energéticas y elementos estructurales
de las moléculas lipídicas complejas
polímero:
carbohidratos
Fuentes energéticas y elementos estructurales
polímero:
proteínas
Catálisis y elementos estructurales
Grupos funcionales
de biomoléculas
orgánicas
Componente estructural importante de muchas biomoléculas; p. ej., se encuentra en moléculas lipídicas
Se encuentra en determinadas moléculas lipídicas
Fácilmente oxidable; puede formar enlaces
—S—S— (disulfuro)
Polar, pero no tiene carga
Débilmente básico, porta una carga positiva cuando acepta un protón
Débilmente ácido, porta una carga negativa cuando
dona un protón
Polar, se encuentra en algunos azúcares
Polar (y por lo tanto hidrosoluble), forma enlaces de hidrógeno
inorgánicas y
orgánicas
formadas
por C, O, H, N, P, S.
el agua
La vida es celular
se diferencian mucho;
en su función y estructura;
pero, tienen una membrana
rodeada.
a través de:
información biológica; en mensajes
codificados incluidos en la estructura tridimensional característica de las biomoléculas.
Biomoléculas y células vivas
Células Vivas
Transducción de señales
proceso que los organismos utilizan para recibir e interpretar información
pueden dividirse en tres fases:
Respuesta
se provoca una
cascada de sucesos
modificaciones covalentes (p. ej., la fosforilación)
Transducción
que origina la conversión de un mensaje o señal
Recepción
llamada ligando, se une con un
receptor y lo activa.
Hacinamiento
macromolecular
factor signifi cativo en una amplia
variedad de procesos celulares.
Maquinas moleculares
ejecutar trabajos
que serían imposibles
sin ellas.
son dispositivos
mecánicos con partes
moviles que realizan
trabajo
Autoensamblaje
se
auto ensamblan;
debido a la información
esférica que
poseen.
las moléculas de
las estructuras
supramoleculares
en: forma espontánea.
Membranas biológicas
estructuras laminares,
finas, flexibles y
relativamente
estables
integrales y periféricas
Agua
*interacción
con gran cantidad
de sustancias.
los procesos
vitales
hidrófilas
poseen cargas
positivas o
negativas
hidrófobas
poseen pocos
átomos
electronegativos,
no interaccionan
con el agua
La vida se adapta
y evoluciona
las modoficaciones
del DNA causadas por
estres ambiental, pueden dar
lugar a mutaciones.
propiedad intangible que desafía cualquier explicación ( movimiento, reproducción, adaptación y
reactividad a estímulos externos).
2: dinámica
las moléculas que sintetizan los seres vivos; son orgánicas.
ejemplos:
crecimiento
desarrollo
utilizan miles de reacciones químicas en que: las moléculas; giran, vibran, interaccionan, colisionan.
enzimas y se
organizan en rutas
bioquimicas:
Metabolismo
3: organizada
tienen niveles:
sistemas orgánicos, órganos, tejidos, células, orgánulos, moléculas y átomos.
1: compleja
los organismos se constituyen por los elementos: C, N, O, H, P, S.
