vida: bioquímica i origen 1r BATX22-23

VIDA: BIOQUÍMICA i origen

METODOLOGIA

COMPETÈNCIA

1. EXPLOREM LA PRESÈNCIA DE VIDA EN UN ASTRE SISTEMA SOLAR
2. GENIALLY (al classroom)
3. Exercicis llibre
4. Pràctica laboratori
5. LUCA I ORIGEN DE LA VIDA (cooperatiu)

Descriure, integrar i relacionar els principals processos característics dels éssers vius per justificar la complexitat de la vida i demarcar-la d’allò que és inert.

AVALUACIÓ

CONTINGUTS

1. Aigua i carboni: la química de la vida a la Terra
2. Biomolècules: eines i materials de la vida
3. L'origen de la vida a la Terra
4. Química prebiòtica. Els primers pasos de l'evolució
5. La teoria cel·lular
6. Organització cel·lular
7. Breu història de la vida a la Terra

1. EXERCICIS DEL LLIBRE
2. TASQUES AL CLASSROOM
3. COOPERATIU SOBRE L'ORIGEN DE LA VIDA
4. EXAMEN PARCIAL
5. EXAMEN GLOBAL

INicio

Quina és la química i l'origen de la vida?

AIGUA I CARBONI: la química de vida a la Terra

L'aigua a l'astre Encèlad: Per què l'aigua és tan important per a la vida tal com la coneixem? De mitjana el 70% massa éssers vius és aigua.

I el carboni, per què és crucial per a la vida? Gran facilitat per establir 4 enllaços covalents amb altres àtoms. Amb altres àtoms de C forma llargues cadenes líneals o ramificades o en forma d'anell.

Info

ESTRUCTURA DE L'AIGUA

PROPS

INicio

GLÚCIDS O HIDRATS DE C

, HIDROXIL/ALCOHOL

-OH

LÍPIDS O GREIXOS

BIOMOLÈCULES ORGÀNIQUES

CARBONIL: ALDEHIDS -CHO I CETONES -CO_

GRUPS FUNCIONALS

Lorem ipsum dolor sit

PROTEÏNES

-C=O

ÀCIDS NUCLEICS

CARBOXIL: ÀCIDS

Bioelements i BIOMOLÈCULES

-C=0OH

AIGUA

PRIMARIS

Lorem ipsum dolor sit

BIOMOLÈCULES INORGÀNIQUES

BIOELEMENTS

SALS MINERALS

SECUNDARIS

GASOS

OLIGOELEMENTS

4 FUNCIONS: Estructurals energètiques, reguladores i portadores informació

Info

LÍPIDS O GREIXOS

ADN

PROTEÏNES

BIOMOLÈCULES ESTRUCTURALS

BIOMOLÈCULES PORTADORES D'INFORMACIÓ

ARN

Lorem ipsum dolor sit

AIGUA

SALS MINERALS

FUNCIONS de les BIOMOLÈCULES

ENZIMS (proteïnes)

LÍPIDS: triglicèrids

Lorem ipsum dolor sit

BIOMOLÈCULES REGULADORES

BIOMOLÈCULES ENERGÈTIQUES

ATP: moneda d'intercanvi energètic

COFACTORS: ions i COENZIMS

GLÚCIDS: glucosa, lactosa, midó i glicògen

Alguns glúcids i lípids

BIOMOL

INicio

GRUPS FUNCIONALS

BIOMOL

INicio

INicio

INicio

INicio

INicio

INicio

INicio

Sals Minerals

osmosi

dissolu

PROPIETATS de les DISPERSIONS COL·LOIDALS

PROPIETATS DE LES DISSOLUCIONS

DIFUSIÓ (gassos) de més a menys concentració.OSMOSI: Pas de dissolvent a través membr. semipermeable fins igualar concentracions. S’ha de manteir la pressió osmòtica que depèn de la concentració de sals. ESTABILITAT DEL GRAU D’ACIDESA O PH: Tots els éssers vius han de mantenir constant el pH del seu medi intern (si no els enzims precipitarien o les reaccions químiquescanviarien de sentit) i ho fan gràcies a les DISSOLUCIONS TAMPÓ (sals minerals dissoltes). SISTEMA TAMPÓ BICARBONAT I SISTEMA TAMPÓ FOSFAT

INicio

Propietats de les dispersions col·loidals

Capacitat de presentar-se en estat de gel (semisòlid) o sol (líquid). Citosol perifèria o ectoplasma és gel i el citosol interior (endoplasma) és sol. Pseudò- podes, pell humida.Elevada viscositat Elevat poder adsorbent: atracció superfície sòlid sobre molec líguid o gas. Efecte Tyndall Sedimentació sota forts camps gravitatoris sedimenten

SALS

Propietats de les dispersions col·loidals

Capacitat de presentar-se en estat de gel (semisòlid) o sol (líquid). Citosol perifèria o ectoplasma és gel i el citosol interior (endoplasma) és sol. Pseudò- podes, pell humida.Elevada viscositat Elevat poder adsorbent: atracció superfície sòlid sobre molec líguid o gas. Efecte Tyndall Sedimentació sota forts camps gravitatoris sedimenten

SALS

MALTOSA I CELOBIOSA

TRIOSES: 3C

DISACÀRIDS

MONOSACÀRIDS

SACAROSA

PENTOSES: 5C

Lorem ipsum dolor sit

GLÚCIDS O SUCRES O HIDRATS DE CARBONI

LACTOSA

HEXOSES: 6C

HOMOPOLISACÀRIDS

ENERGÈTICA

Lorem ipsum dolor sit

HETEROPOLISACÀRIDS

POLISACÀRIDS

FUNCIONS

ESTRUCTURAL

ASSOCIATS A ALTRES MOLECULES

REGULADORA

INicio

3C: 1 cetosa (DIHIDROXICETONA) i 2 aldoses (GLICERALDEHID) L'aldotriosa (gliceraldehid) té un Casimètric (C*, els 4 radicals diferents), formant 2 isòmers espacials o eteroisòmers (L- i D-, levo i dextro) que són estructures enantiomorfes. Són molècules òpticament actives: dextrogires o (+) quan desvien la llum polaritzada a la dreta i levogires o (-) quan desvien a l'esquerra. No sempre coincideix amb D i L.

glúcid

5C, 2 aldopentoses que formen ARN i ADN: Ribosa i Desoxiribosa (2-desoxi). L’estructura més estable és la CÍCLICA: D-ribofuranosa i D-2-desoxiribofuranosa (projecció de Haworth)

glúcid

C1 anomèric: Hidroxil hemiacetal

pentos

6 C: FORMES LÍNEALS O ALIFÀTIQUES: 2 aldoses: GLUCOSA i GALACTOSA i 1 cetosa: FRUCTOSA

En solució aquosa, les hexoses tendeixen a ciclar-se seguint la projecció de Haworth, entre el carbonil que passa a ser hemiacetal i l'OH més allunyat.

CICLACI

HEXOSE

glúcid

ENLLAÇ O-GLUCOSÍDIC

El grup carbonílic del primer monosacàrid s'uneix a qualsevol radical del segon monosacàrid desprenent una molècula d'aigua. És monocarbonílic si intervé només el carbonil del primer monosacàrid i dicarbonílic si intervenen els dos. .Els disacàrids són sòlids cristal·lins solubles en aigua

Pot ser enllaç alfa-glicosídic si el primer monosacàrid és alfa i beta-glicosídic si el primer monosacàrid és beta.

ENLLAÇ

GLÚCID

GLÚCID

SUCRE que fem servir per cuinar. S0extreu de remolatxa o canya de sucres. Formada per una glucosa i una fuctosa unides per enllaç alfa-O-glicosídic (1--2).

GLÚCID

Sucre que es troba a la LLET. Formada per una glucosa i una galactosa unides per enllaç beta-O-glicosídic (1--4). L'enzim lactasa l'hidrolitza durant la digestió.

glúcid

Són polímers formats per molts monosacàrids units mitjançant enllaços glicosídics. Per això són macromolècules molt grans sovint ramificades. Tendeixen a ser amorfes, insolubles en aigua i no tenen cap gust dolç, com passa amb la fructosa. Poden ser homo (formats pel mateix monosacàrid) o heteropoliscàrids.

glúcid

glúcid

Formats per dos o més tipus diferents de monosac. PECTINA: paret vegetal (poma, pera, pruna i codony), gelificant (melmelades) AGAR: algues vermelles o rodofícies, molt hidròfil (medis cultiu microbiologia i indústria alimentària) GOMA ARÀBIGA: secretada per les plantes per tancar ferides: goma d’enganxar

glúcid

HETERÒSIDS: mono o oligosacàrid amb altres molec de baix PM: antocianòsids (colors flors), tannòsids (arbres, astringents), estreptomicina (antibiòtic). PEPTIDOCLICANS: paret bacteris, N-acetilglucosamina (NAG) i N-acetilmuràmic (NAM) unides per Aa. PROTEOGLICANS: 80% polisac i 20% prot: àcid hialurònic matriu extracel.l, líquid sinovial i humor vitri), heparina (anticoagulant). GLICOPROTEÏNES: 5-40% glucídica i la resta prot (enllaços covalents): mucines, receptors, hormones. GLICOLÍPIDS: mono o oligosac més lípids, a la membrana: cerebròsids i ganliòsids (receptors)

glúcid

glúcid

SAPONIFICABLES

NO SAPONIICABLES

TIPUS

Lorem ipsum dolor

Lorem ipsum dolor sit

NO SAPONIICABLES

LÍPIDS o GREIXOS

ENERGÈTICA

Lorem ipsum dolor sit

FUNCIONS

ESTRUCTURAL

REGULADORA

INicio

A. GRAS

Lípids saponificables o amb ÀCIDS GRASSOS

ÀCIDS GRASSOS

SOLUBILITAT: Insolubles a partir 8C pq part hidròfila (-COOH) està poc ionitzada. Com més llarga la cadena HC (hidròfoba) més insoluble

TIPUS

Àcids grassos SATURATS I INSATURATS

Sense dobles enllaços, punt de fusió molt elevat, sòlids, perjudicials

Amb un (monoinsaturats) o més d'un doble enllaç (poliinsaturats (omega 3), punt de fusió més baix, líquids, beneficiosos

No es troben lliures a la natura, només formant part dels lípids saponificables

Lípids

ACILGLICÈRIDS

ÉSTERS d’un, dos o tres ÀCIDS GRASSOS I GLICERINA (alcohol)

Reacció d'ESTERIFICACIÓ

saponi

Reacció SAPONIFICACIÓ

CÈRIDS

LÍPIDS SAPONIFICABLES CÈRIDS

ÉSTER d'un AG i un alcohol de cadena llarga.

comple

LÍPIDS COMPLEXOS

HETEROLÍPIDS: AG + ALCOHOL + 3r grup molècules. Són AMFIPÀTICS (lípids de membrana). Poden ser FOSFOLÍPIDS o GLICOLÍPIDS.

FOSFOLÍPIDS

AMFIPAT

Comportament AMFIPÀTIC lípids

CAP hidròfil o polar (lipòfob), soluble en aigua i insoluble en greixos i CUA hidròfoba o apolar(lipòfila), insoluble en aigua i soluble en greixos. Comportament anfipàtic, part soluble i part insoluble en aigua, formen micel·les i BICAPA LIPÍDICA membranes biològiques

fosfoli

Fosfolípids complexos

Component fonamental de les MEMBRANES BIOLÒGIQUES (bicapa lipídica) pel seu comportament amfipàtic (part soluble en aigua i part soluble en greix)

FOSFOGLICÈRIDS

2 AG units al glicerol i un grup FOSFAT unit a un aminoalcohol(substitueix el 3r AG): un cap fostat polar hidrosoluble i dues cues (AG) hidròfobes).

FOSFOESFINGOLÍPIDS

ÉSTER 1AG + esfingosina + fosfat+aminoalcohol. L'esfingomielina es troba a les beines de mielina de les neurones.

glicoes

GLICOESFINGOLÍPIDS

ÉSTERS AG+ESFINGOSINA (aminoalcohol de cadena llarga) +GLÚCID. Sense fosfat. Es troben a les MEMBRANES totes cèl.lules a la part EXTERNA formant el GLICOCÀLIX i actuen com a RECEPTORS (reconeixement cel·lular) , sobre tot a les neurones cervell. Trobem 2 tipus:

CEREBRÒSIDS: Mono o oligosacàrids de menys de 15 monosac

GANGLIÒSIDS: Oligosacàrid complex amb àcid siàlic

lípids

lípids

Vitamines A, K,E,

Vitamina D

Hormones sexuals, suprarenals, cortisol, aldosterona

PROSTAGLANDINES: estimular els receptors del dolor, disminuir la P sanguínia i l’agregació plaquetària.

TIPUS d'Aa

Nivells organització

AMINOÀCIDS

ESTRUCTURA I PROPIETATS

PROPIETATS Aa

Nivells estructurals

Lorem ipsum dolor sit

ENLLAÇ PEPTÍDIC

Propietats

PROTEÏNES

HoloproteÏnes

REGULADORA

Lorem ipsum dolor sit

TIPUS PROTEÏNES

FUNCIONS

ESTRUCTURAL

ENERGÈTICA

Heteroproteïnes

ENERGÈTICA

INicio

AMINOÀCIDS

PROTS

PROTS

PROPIETATS AMINOÀCIDS

PROPIETATS FÍSIQUES: Sòlids cristal.lins amb un punt de fusió elevat i solubles en aigua. Tots menys la glicina tenen un CαASIMÈTRIC que dóna activitat òptica (dextrogirs (+) i levogirs (-)) i poden tenir configuració L o D.

PROPIETATS QUÍMIQUES: Comportam AMFÒTER, en dis aq es comporten com a àcids (COO--) i com a bàsics (NH3+) formant un dipol iònic. Mantenen constant el pH del medi, efecte amortidor o tampó. Cada Aa tenen un punt isoelèctric, pH en el que tenen forma dipolar neutra.

PROTS

ENLLAÇ PEPTÍDIC

Enllaç que es forma entre el grup CARBOXIL del 1r Aa i el grup AMINO del 2n Aa desprenent una molècula d'aigua

PÈPTIDS (2-15 Aa) CADENES POLIPEPTÍDIQUES (15-50 Aa), PROTEÏNES (+ de 50 Aa)

PROTS

E. PRIMÀRIA (seqüència Aa)

E. SECUNDÀRIA (hèlix alfa, hèlix col·làgen i làmines beta) Ponts H

E. TERCIÀRIA, plegament secundària: ponts H, hidrofòbiques, electrostàtiques

E. QUATERNÀRIA: unió de 2 o + cadenes polipeptídiques

PROTS

Estructura Secundària

secund

Estructura Secundària

terci

Estructura Terciària: FILAMENTOSES

terci

Estructura Terciaria: GLOBULARS

QUATER

Estructura QUATERNÀRIA

PROTS

PROPIETATS de les proteïnes

props

PROPIETATS de les proteïnes

PROTS

Classificació proteïnes

HOLOPROTEÏNES, només formades per Aa: filamentoses i globulars

HETEROPROTEÏNES: cromoprot, glicoprot, lipoprot...

PROTS

NIVELLS ESTRUCTURALS

NUCLEÒSIDS

COMPOSICIÓ

ESTRUCTURA

NUCLEÒTIDS

Lorem ipsum dolor sit

POLINUCLEÒTIDS

NIVELLS D'EMPAQUETAMENT

ÀCIDS NUCLEICS

ADN/ARN

ADN/DNA

Lorem ipsum dolor sit

TIPUS ÀCIDS NUCLEICS

FUNCIONS

ADN/DNA

ARN/RNA

ADN/DNA

INicio

NUCLEÒSIDS

Bases Nitrogenades

ENLLAÇ N-GLICOSÍDIC

NUCLEIC

NULEÒTIDS

ATP

Enllaç N-glicosídic

Enllaç fosfoèster

NUCLEIC

POLINUCLEÒTIDS

Els ÀCIDS NUCLEICS són polinucleòtids formats per la unidó de molts nucleòtids amb ENLLAÇ FOSFODIÈSTER

POLINC

Àcids Nucleics

NUCLEIC

NUCLEIC

ADN/DNA

Pot ser circular o lineal, mono o bicatenari associat o no a histones.

tipus

TIPUS DNA

NUCLEIC

TIPUS RNA

aRN

Procariotes 70s i eucariotes 80s (coeficient de sedimentació de Svedberg: s

ARN NUCLEOLAR: forma el nuclèol (orgànul nucli que sintetitza ribosomes) i s’origina a partir regió organitzadora nucleolar DNA (45s).

NUCLEIC

Nivells ESTRUCTURALS de l'ADN

• Estructura PRIMÀRIA (seqüència de nucleòtids)
• Estructura SECUNDÀRIA (doble hèlix)
• Estructura TERCIÀRIA (ADN super enrotllat amb proteïnes)

ESTRUCTURA PRIMÀRIA de l'ADN: seq nucleòtids

nivells

Nivells ESTRUCTURALS de l'ADN

• Estructura PRIMÀRIA (seqüència de nucleòtids)
• Estructura SECUNDÀRIA (doble hèlix)
• Estructura TERCIÀRIA (ADN super enrotllat amb proteïnes)

ESTRUCTURA PRIMÀRIA de l'ADN: seq nucleòtids

nivells

Estructura SECUNDÀRIA de l'ADN

Doble cadena complementària, antiparal·lela i plectonímica

terc

Estructura TERCIÀRIA de l'ADN

NUCLEIC

Nivells d'EMPAQUETAMENT de l'ADN

El primer nivell d'empaquetament a partir de l'estructura terciària és la fibra de 100 A o collaret de perles

empaq

Nivells d'empaquetament de l'ADN

Nivells SUPERIORS d'empaquetament

empaq

EMPAQUETAMENT de l'ADN

EXERC

INicio

VIDA

Nivells d'organització de la matèria

VIDA

L'ORIGEN DE LA VIDA A LA TERRA

• TEORIA GENERACIÓ ESPONTÀNEA (fins Pasteur 1895)
• TEORIA BASSA TEMPERADA DARWIN (Oparin 1924, Haldane 1929: brou primitiu)
• TEORIA ORIGEN BIOQÚIMIC:QUÍMICA PREBIÒTICA: EXPERIMENT DE MILLER i Urey, 1953, que van obtenir MO (Aa) a partir brou primitiu (MI i descarregues elèctriques), Joan Oró, 1961, va obtenir un BN, A.
• TEORIA PANSPÈRMIA (estudi meteòrits i cometes amb Aa, 1969)
• TEORIA FONTS HIDROTERMALS ALS FONS OCEÀNICS, finals anys 70 es va trobar un ecosistema desconegut i ric que no depèn de la llum.
• TEORIA ENDOSIMBIOSI (Margulis) Origen cèl·lula eucariota a partir procariota.

cèl.lul

ENDOSIMBIOSI SERIADA

VIDA

QUÍMICA PREBIÒTICA

Els primers pasos de l'EVOLUCIÓ

A partir mescles de gasos atmosfera primitiva (H, N, H2O, NH3, CH4, CO, CO2, H2S), energia descàrregues elèctr, UV i calor s'obté:

• Aa (Miller) per a la síntesi prebiòtica polipept (Oró): proteïnoids
• Nucleòtids
• El món del RNA (Rich, 1962), ribozims (que van evolucionar a DNA i proteÏnes)
• LUCA, la primera forma de vida: Last Universal Common Ancestor, fa 3700 milions d'anys.

VIDA

LA TEORIA CEL·LULAR

1830-1880 Schwann, Schleiden. La cèl·lula és:

• UNITAT VITAL: Les cèl·lules són les estructures vives més petites i més simples. Tots els é. vius estan constituïts per una o més cèl·lules.
• UNITAT ESTRUCTURAL o MORFOLÒGICA: Totes les cèl·lules s'han originat a partir d'una cèl·lula preexistent.
• UNITAT FISIOLÒGICA: Les reaccions químiques que fan possible la vida tenen lloc dins de la cèl·lula que és la unitat més petita capaç de fer les 3 funcions vitals: nutrició, relació i reproducció.
• UNITAT GENÈTICA: Les cèl·lules contenen la informació hereditària, el material genètic que es transmet d'una generació a la següent.

Info

PUEDES ESCRIBIR UN

Título increíble

Subtítulo aquí

org cel

L'ORGANITZACIÓ CEL·LULAR

Fa 1.500 MA. Nucli amb embolcall. Molts orgànuls especializats, mitosi. Uni o pluricel·luars: protist, fungi, animals i vegetals.

Fa 3.500 MA. Sense embolcall nuclear: nucleoide. Senzilles, pocs orgànuls (ribosomes), bipartició, unicel·lulars. BACTERIS

PUEDES ESCRIBIR UN

Título increíble

Subtítulo aquí

hist vida

L'EVOLUCIÓ CEL·LULAR

LUCA

• PROCARIOTA QUIMIOHETERÒTROFA, ANAERÒBIA, fermentadors (fa 3500MA). Atmosfera reductora
• PROCARIOTA FOTO I QUIMIO AUTÒTROFA, ANAERÒBIA (arqueobacteris, ara cianobacteris).GENERADORS D'OXIGEN convertint l'atmosfera reductora en OXIDANT i generant la capa d'ozó (fa 2000MA) i els org resistents desenvolupen processos metabòlics aeròbics.

• EUCARIOTA UNICEL·LULAR (fa 1500 MA)
• EUCARIOTA PLURICEL·LULAR (fa 570 MA)
• PLANTES TERRESTRES (fa 450 MA)
• ANIMALS TERRESTRES (fa 400 MA)

LUCA, últim avantpassat comú universal

PUEDES ESCRIBIR UN

Título increíble

Subtítulo aquí