Grado:    
Área:Bioquímica  
Plan curricular: Primer periodo  
Tema: Los Oligoelementos  
Id actividad: Clase 1  
Objetivos: Introducción a la Bioquímica - identifica las características de los bioelementos.
 
 

BIOQUIMICA - Los Oligoelementos

¿Que es la bioquímica?

 

La bioquímica estudia la base molecular de la vida. En los procesos vitales interactúa un gran número de substancias de alto peso molecular o macromoléculas con compuestos de menor tamaño, dando por resultado un número muy grande de reacciones coordinadas que producen la energía que necesita la célula para vivir, la síntesis de todos los componentes de los organismos vivos y la reproducción celular.

Al conjunto de reacciones que suceden dentro de los seres vivos se le llama metabolismo.

Actualmente se conoce a detalle la estructura tridimensional de las macromoléculas de mayor

importancia biológica, los ácidos nucleicos y las proteínas, lo que ha permitido entender a nivel molecular sus funciones biológicas.

Gracias al conocimiento de la estructura de los ácidos nucleicos, se identificaron los mecanismos de transmisión de la información genética de generación a generación, y también los mecanismos de expresión de esa información, la cual determina las propiedades y funciones de las células, los tejidos, los órganos y los organismos completos.

Conocer a detalle la estructura de varias proteínas ha sido muy útil para comprender los mecanismos de las reacciones enzimáticas. Prácticamente todas las reacciones que integran el metabolismo son reacciones enzimáticas.

El tipo de especie química y los mecanismos de acción que intervienen en el almacenamiento, replicación y transferencia de la información genética, así como las reacciones que forman el metabolismo son prácticamente idénticas, desde las bacterias hasta los organismos superiores. No todas las células contienen y expresan la misma información, pero las reacciones que sí llevan a cabo, utilizan enzimas prácticamente idénticas. De hecho las diferencias y similitudes entre ellas se han utilizado para establecer la secuencia de aparición de las especies.

Por lo tanto, podemos entender que la bioquímica es una ciencia que estudia la composición y el comportamiento de los moléculas en los organismos vivos. Las moléculas estudiadas son: las proteínas, vitaminas, minerales, carbohidratos, ácidos nucleicos, etc. la bioquímica se puede aplicar en el campo analítico de las moléculas antes mencionadas, en la ciencia y tecnología de los alimentos, en análisis y como soporte teórico para procesos, en la ingeniería ambiental en procesos de descontaminación, en algunos países se han desarrollado métodos de purificación de aguas a través de enzimas etc.

Resumen:
La bioquímica es la ciencia que estudia los componentes químicos de los seres vivos, especialmente las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos, además de otras pequeñas moléculas presentes en las células. La bioquímica se basa en el concepto de que todo ser vivo contiene carbono y en general las moléculas biológicas están compuestas principalmente de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre. Es la ciencia que estudia la mismísima base de la vida: las moléculas que componen las células y los tejidos, que catalizan las reacciones químicas de la digestión, la fotosíntesis y la inmunidad, entre otras.

La bioquímica estudia la base molecular de la vida. En los procesos vitales interaccionan un gran número de substancias de alto peso molecular o macromoléculas con compuestos de menor tamaño, dando por resultado un número muy grande de reacciones coordinadas que producen la energía que necesita la célula para vivir, la síntesis de todos los componentes de los organismos vivos y la reproducción celular.

Para comprender nuestra nueva materia es importante entender las dos partes fundamentales con que trabaja la bioquímica:

1. Por una parte, los elementos químicos que forman la materia viva: carbono, oxígeno, etc. La vida, tal y como la conocemos, está basada en el carbono. Todos los compuestos orgánicos, ya estén presentes en animales o plantas, contienen carbono.

2. Por otra, las reacciones químicas necesarias para que la vida se desarrolle. Por ejemplo, todas las plantas y animales necesitan respirar. En este proceso se toma oxígeno del aire y se emite dióxido de carbono. Las plantas, a su vez, también absorben dióxido de carbono y despiden oxígeno, por lo que contribuye al equilibrio de gases en la atmósfera.

Para iniciar nuestro tema vamos a conocer los elementos claves que hacen parte de la estructura química de los seres vivos, sustancias que son fundamentales para su existencia:

 

Los bioelementos

Los elementos como el hierro, cobre, cinc, yodo y cobalto constituyen el 1% de la masa corporal. Son esenciales para algunos procesos químicos y funciones biológica. Son los elementos químicos que forman el cuerpo de los seres vivos o pueden encontrarse en su interior y los llamaremos como los bioelementos, estos son aproximadamente treinta, y se clasifican en:

 

bioelementos principales
  oxígeno O carbono C hidrógeno H nitrógeno N

Constituyen alrededor del 95% de la masa de los seres vivos, es decir, casi todo nuestro cuerpo está formado por estos cuatro elementos.

Una de las características de estos elementos es que pueden formar enlaces químicos covalentes entre los átomos y, por tanto, enlaces muy estables. Además, debido a las características de estos elementos, sus compuestos se disuelven en agua, por lo que pueden reaccionar entre sí con mayor facilidad, posibilitando de esta manera las reacciones químicas necesarias para la vida.

Realmente no existe una relación entre la abundancia de un elemento y su esencialidad; es decir, hay elementos que son imprescindibles en un organismo, aunque en cantidades muy pequeñas, por ejemplo, para hacer que se lleve a cabo una determinada reacción química.

bioelementos secundarios
calcio Ca n cloro Cl n fósforo P n potasio K n azufre S n sodio Na n magnesio Mg

Estos siete elementos componen alrededor del 4% de la masa de los organismos vivos, se localizan en lugares diversos y cumplen funciones muy variadas. Por ejemplo, el calcio forma parte de los huesos, y el magnesio, de la clorofila de las plantas, el pigmento que permite llevar a cabo la fotosíntesis.

Por otra parte existen los llamados oligoelementos que son bioelementos que se encuentran en cantidades ínfimas (menos de un 0,1%) en los seres vivos y tanto su ausencia como una concentración por encima de su nivel característico puede ser perjudicial para el organismo. También los conocemos como los minerales los cuales necesitamos en muy pequeñas cantidades, pero que son esenciales para la vida porque su carencia produce trastornos y anomalías. Son el hierro, el zinc, el cobre, el yodo, el manganeso, el flúor, el molibdeno, el cobalto, el selenio y el cromo.

El más importante es el hierro, que forma parte de la hemoglobina de la sangre, necesaria entre los animales superiores para transportar el oxígeno a las células.


Cuadro de los Bioelementos principales:

Oxígeno
n
Hidrógeno
n
Carbono
n
Nitrógeno
El oxígeno es esencial para el ser humano. El oxígeno es soporte del proceso de “combustión vital” que mantiene la vida humana. Una persona puede vivir durante semanas sin comida o sin agua, sin oxígeno morirá en cuestión de minutos.

Se requiere oxígeno para transformar las grasas, carbohidratos y proteínas de nuestra dieta en energía y vida. Este proceso se conoce como “metabolismo”. El oxígeno es el elemento esencial en los procesos respiratorios de la mayor parte de las células vivas.

Una de las funciones del pulmón es la oxigenación que favorece la eliminación de toxinas del sistema. Cuanto más oxígeno tenemos en nuestro sistema, más energía producimos.
 

Interviene prácticamente en todos los compuestos orgánicos, junto al carbono, y forma parte del agua, junto al oxígeno.

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Los átomos de carbono pueden formar enlaces químicos muy estables con otros átomos de carbono, o con átomos de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, etc.

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Es menos abundante que los anteriores. Forma parte de las proteínas y de las bases nitrogenadas que forman los ácidos nucleicos, las moléculas que almacenan la información genética.

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Cuadro de los Bioelementos secundarios:

Fósforo
n
Azufre
n
Sodio
n
Potasio

El fósforo forma compuestos con enlaces muy energéticos, lo que permite almacenar la energía liberada durante las reacciones de respiración. También interviene en la formación de lípidos.

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  El azufre es esencial tanto para los seres humanos como para los animales. Constituye el 0.25% del peso de nuestro cuerpo, esto significa que el cuerpo de un adulto contiene alrededor de 170grs,  gran parte de eso se encuentra en los aminoácidos cistina y metionina. Él azufre está implicado en la formación de ácidos de la bilis, que son esenciales para la digestión y la absorción de grasas. Ayuda también a mantener la piel, el cabello y las uñas sanas y desempeña un papel importante en la oxigenación de los tejidos. La carencia del azufre se vincula a eczemas en la piel, también al crecimiento imperfecto del cabello y las uñas. Los alimentos que contienen azufre son las verduras (rábanos, zanahorias, col), los productos de la leche (queso), los mariscos y la carne.  

El sodio, en forma de ion Na + , es muy importante en la transmisión de los impulsos nerviosos y el control de la salinidad de una disolución. El potasio, como ion K + , también interviene en la transmisión de los impulsos nerviosos.

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El potasio puede ser encontrado en vegetales, frutas, patatas, carne, pan, leche y frutos secos. Juega un importante papel en los sistemas de fluidos físicos de los humanos y asiste en las funciones de los nervios. Cuando nuestros riñones no funcionan bien se puede dar la acumulación de potasio. Esto puede llevar a cabo una perturbación en el ritmo cardiaco.

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Calcio
 
Cloro
 
Magnesio
   

Presente en los huesos, en los caparazones de moluscos y en procesos que determinan la sinapsis entre neuronas. Es vital durante las etapas del crecimiento para una correcta formación del esqueleto.

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Interviene en la regulación de la salinidad de disoluciones y como componente del plasma sanguíneo.

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Forma parte de la clorofila, el pigmento vegetal que hace posible la fotosíntesis en las plantas.

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Cuadro de Oligoelementos

Hierro
n
Yodo
n
Flúor
n
Cobre

Forma parte de la molécula de hemoglobina que forman parte de la cadena respiratoria. Su facilidad para oxidarse le permite transportar oxígeno a través de la sangre combinándose con la hemoglobina para formar la oxihemoglobina. Se necesita en cantidades mínimas porque se reutiliza, no se elimina. Su falta provoca anemia.

El Hierro puede ser encontrado en carne, productos integrales, papas y vegetales. El cuerpo humano absorbe Hierro de animales más rápido que el Hierro de las plantas. El Hierro es una parte esencial de la hemoglobina: el agente colorante rojo de la sangre que transporta el oxígeno a través de nuestros cuerpos.

Puede provocar conjuntivitis y retinitis si contacta con los tejidos y permanece en ellos. La inhalación crónica de vapores o polvos de óxido de hierro puede resultar en el desarrollo de una neumoconiosis benigna.

 

Es necesario para formar la hormona tiroidea. Su carencia provoca una enfermedad conocida como bocio.

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Se encuentra en el esmalte de los dientes y también en los huesos.

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Interviene en la respiración de muchos invertebrados acuáticos.

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Cinc
 
Manganeso
 
Silicio
   

Abunda en el cerebro y el páncreas. Interviene en el control de la concentración de insulina en la sangre.

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El manganeso es uno de los tres elementos trazas tóxicos esenciales, lo cual significa que no es sólo necesario para la supervivencia de los humanos, pero que es también tóxico cuando está presente en elevadas concentraciones en los humanos. Cuando la gente no cumplen con la ración diaria recomendada su salud disminuirá. Pero cuando la toma es demasiado alta problemas de salud aparecerán.

La toma de Manganeso por los humanos tiene lugar a través de la comida, como son las espinacas, el te y la hierbas. Las comidas que contienen las más altas concentraciones son los granos y arroz, las semillas de soja, huevos, frutos secos, aceite de oliva, judías verdes y ostras. Después de ser absorbido en el cuerpo el manganeso es llevado a través de la sangre al hígado, riñones, páncreas y las glándulas endocrinas.

Los efectos del manganeso ocurren en el tracto respiratorio y el cerebro. Los síntomas por envenenamiento con Manganeso son alucinaciones, olvidos y daños en los nervios. El Manganeso puede causar parkinson, embolia de los pulmones y bronquitis.

Un síndrome causado por el manganeso es dolor de cabeza e insomnio, esquizofrenia, depresión, debilidad de músculos.

La falta de este puede también causar efectos sobre la salud. como: engordar, intolerancia a la glucosa, coágulos de sangre, problemas de la piel, desorden del esqueleto, defectos de nacimiento, cambios en el color del pelo, problemas neurológicos etc.

 

Proporciona rigidez a los tallos de las gramíneas.

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Actividad Clase No. 1 Bioquímica<Los oligoelementos >
 
ACTIVIDADES A DESARROLLAR:

1. Investiga y completa los cuadros anteriores donde dice (completar la información.) sobre los oligoelementos y su función, carencia, exceso, que alimentos los contienen. La investigación debe estar centrada sobre los elementos químicos estudiados en función del los seres vivos.

 
ENTREGA:


Enviar al correo colegioglenndoman@gmail.com

Fecha: Viernes 18 de febrero de 2011

Próxima clase: Bioquimica las proteínas

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