1.2 COMPONENTES QUÍMICOS DE LA CÉLULA

Son los elementos químicos que constituyen los seres vivos. De los aproximadamente 100 elementos químicos que existen en la naturaleza, unos 70 se encuentran en los seres vivos. De estos sólo unos 22 se encuentran en todos en cierta abundancia y cumplen una cierta función. Clasificaremos los bioelementos en: Bioelementos primarios: O, C, H, N, P y S. Representan en su conjunto el 96,2% del total. • Bioelementos secundarios: Na+,K+, Ca2+, Mg2+, Cl-. Aunque se encuentran en menor proporción que los primarios, son también imprescindibles para los seres vivos. En medio acuoso se encuentran siempre ionizados.Oligoelementos o elementos vestigiales: Son aquellos bioelementos que se encuentran en los seres vivos en un porcentaje menor del 0.1%. Algunos, los indispensables, se encuentran en todos los seres vivos, mientras que otros, variables, solamente los necesitan algunos organismos

Las células están compuestas por una enorme Cantidad y variedad de moléculas que pueden

Clasificarse en:

1.2.1 COMPONENTES ORGANICOS

Los componentes inorgánicos importantes para la célula son el agua, los sales minerales y electrolito.

1.2.1.1 AGUA

Todos los procesos que se efectúan en la célula ocurren gracias a la acción del agua que intervienen en todas las funciones que requieren una célula; por ejemplo, el agua es indispensable para que se realice la fotosíntesis.

El agua se considera el solvente universal por excelencia, ya que en ella se disuelve gran cantidad de sustancias. Es un buen disolvente de sustancias iónicas y polares.

En promedio, 70% de una célula está constituida por agua y 75% del cuerpo humano son de agua.

PROPIEDADES

Ø  La capacidad para disolver compuestos orgánicos e inorgánicos como las sales y las azucares.

Ø  La capacidad para disolver grasas como el oxigeno.

Ø  La capacidad para absorber calor, por lo cual es buen refrigerante.

Ø  Es un líquido a temperaturas fisiológicas.

Ø  No se mezcla con las grasas, por lo cual las membranas celulares pueden impedir que escape.

1.2.1.2 MINERALES Y ELCTROLITOS

Son compuestos inorgánicos existentes en las sales minerales o integrando los compuestos. En las células, las sales minerales existen en dos formas: en disolución o formando estructuras (sales estructurales). Las sales minerales en disolución se encuentran en forma de iones; son especiales para el funcionamiento celular. Pueden ser cationes (iones positivos) o aniones (iones negativos).

Las sales minerales estructurales son pocos o nada solubles; en el caso de las plantas, las sales minerales son el elemento nutritivo e influyen en el medio interior de la célula, en menor medida que en los animales.

MINERAL	FUNCION	ALIMENTOS QUE LO CONTIENEN
Calcio (Ca)	Formación del esqueleto y los dientes	Leche, queso, harina de trigo, legumbres y frutos secos.
Sodio (Na)	Retención del agua y excitación muscular	Sal de cocina
Potasio (K)	Formación de tejidos, contracción muscular y regulación de la cantidad de agua	Frutas y vegetales
Flúor (Fl)	Formación de esmalte de lo0s dientes y de tejido óseo	Te y aguas
Hierro (Fe)	Formación de hemoglobina	Carne, pescados, huevo, marisco, cereales, legumbres, frutas y hortalizas
Yodo (I)	Regulación del funcionamiento de las glándulas del tiroides.	Pescado, cereales leche, sal yodada,
Fosforo (P)	Formación de tejidos	Pescado, cereales, leche, queso, frutos secos
Cobre (Cu)	Pigmentación de la piel	Hígado, pescado, carne, chocolate, legumbres frutos secos

Electrólitos

Un electrólito es un mineral que está en los líquidos del organismo y que tiene una carga eléctrica. A menudo se considera que los electrólitos son los iones libres de sodio Na⁺, potasio K⁺, calcio Ca²⁺, fósforo P^3-,magnesio Mg²⁺, etc. Los iones tienen un pequeño potencial eléctrico que los caracteriza y que permite la conducción de corriente eléctrica.

Los comunes abarcan:

Calcio:

El calcio es el mineral más abundante del cuerpo. Aunque el 99% se encuentra en los huesos, también interviene en forma de ion en múltiples funciones bastante importantes, como por ejemplo la transmisión neuromuscular (funcionamiento de  los músculos).

El calcio también interviene en el tránsito de nutrientes a nivel de membrana celular y es necesario para que se pueda producir una correcta coagulación sanguínea.

El análisis de sangre para averiguar los niveles de calcio es preceptivo en caso de padecer trastornos de coagulación, problemas óseos, problemas endocrinos, arritmias y enfermedades musculares, ya que su déficit o exceso puede estar implicado en estos problemas.

Magnesio: El magnesio es el segundo ion intracelular más abundante, después del potasio. La mayor parte se encuentra  almacenado en los huesos. El resto está en la sangre, fundamentalmente en los glóbulos rojos. En su mayoría (el 70%) está en forma ionizada y se difunde por los diferentes tejidos.

Solo el 45% del magnesio es absorbido y no se acumula en el organismo. Se elimina a través del hígado (vesícula biliar) y riñones, que regulan eficientemente su concentración.

Su función más destacada: está relacionada con los enzimas ya que participa en su acción como cofactor y es vital para que realicen su función correctamente. Activa muchos enzimas de los que podemos destacar los implicados en la producción y uso del ATP (adenosintrifosfato), que es la molécula acumuladora de energía de las células.

Otras de sus funciones son:
- Estabilizar las cadenas de ADN y ARN
- Facilitar la formación del glucógeno en el metabolismo de la glucosa
- Ser necesario en la absorción del calcio y la vitamina C
- Ayudar a la correcta transmisión de los impulsos nerviosos. También reduce la excitabilidad del Sistema Nervioso Central
- Ser imprescindible para el buen funcionamiento de los tejidos musculares

Encontramos magnesio en: dátiles, frutos secos, remolacha, espinacas, patata, cereales integrales, pera, melocotón, albaricoque.

• Fósforo:

·         El fósforo es el segundo mineral más abundante del cuerpo. Se almacena mayoritariamente en los huesos y en los dientes, en combinación con el calcio. Un 15%  está como iones fosfato en distintas partes del cuerpo, especialmente en los líquidos corporales y en los tejidos blandos. En las membranas celulares está presente en forma de fosfolípidos.

·         Entre sus múltiples funciones, el fósforo destaca porque:

·         - Es un elemento esencial para la acumulación de energía celular (en forma de ATP)
- Forma parte de las cadenas de ADN y ARN
- Ayuda al buen funcionamiento de los huesos
- En forma de ion estimula las contracciones musculares y participa en la transmisión de los impulsos nerviosos

• Potasio:

·         El potasio es el principal ion del interior de las células. Junto con el sodio, constituye la bomba de sodio-potasio, elemento esencial para generar un potencial eléctrico en las membranas celulares.

·         El mantener una carga eléctrica en la membrana de las células es imprescindible para que se puedan transmitir los impulsos nerviosos. El potasio también se requiere para poder transportar nutrientes al interior celular y expulsar los productos de desecho al medio extracelular.

·         Respecto a la dietética, el potasio interviene en el metabolismo de los hidratos de carbono y en la síntesis de las proteínas.

·         En definitiva, las funciones del potasio son muchas y muy variadas. La alteración de sus niveles puede llevar a problemas de tipo neurológico, endocrino, muscular y cardiovascular.

Sodio: El sodio es uno de los electrólitos (iones libres) más importantes del organismo. Se localiza principalmente en el líquido extracelular.

Su funciones principales son regular la distribución del agua en el cuerpo, participar en la transmisión de los impulsos nerviosos de las neuronas y posibilitar las contracciones musculares. La bomba sodio-potasio es uno de los componentes esenciales de las membranas celulares, que permite generar un potencial eléctrico, indispensable para las funciones mencionadas.

1.2.2 COMPONENTES ORGANICO

Se les conoce como elementos biogenéticos o bioelementos porque son partes de las células. Al combinarse forman los compuestos orgánicos (carbohidratos, proteínas, lípidos y ácidos nucleídos).

Los compuestos orgánicos poseen principalmente acido de carbono; se caracteriza que por ser quemados, además de desprendes agua y otros componentes volátiles dejan un residuo negro, que corresponde a los átomos de carbono.

La estructura básica de los compuestos orgánicos están formadas por átomo de carbono (C) hidrogeno (H), oxigeno (O) y nitrógeno (N), además de algunos de otros el tipos de compuesto. Las células 99% de su masa está constituida por estos átomos.

Las moléculas de lo compuestos orgánicos son más complejas que las moléculas de los compuestos inorgánicos. Los organismos tienen gran cantidad de compuestos orgánicos,  entre los cuales se encuentran los carbohidratos, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos.

1.2.1.1 PROTIDOS

Del griego proteion primero también se les conoce como prótidos; están compuestas por CHON, por lo cual también se les llama cuaternarias o nitrogenadas, Algunas veces también contiene azufre fosforó u otros elementos.

Cuando las moléculas se forman por la unión de aproximadamente 30 aminoácidos se les llama péptidos cuando rebasan este número se les denomina proteínas.

Las membranas de todas las células están formadas por proteínas y lípidos. Diversos organelos celulares se componen de proteínas; el protoplasma celulares es un sistema coloidal formado por proteínas las proteínas se pueden clasificar siguiendo criterios diferentes: si se considera composición química, son simples, conjugadas y derivadas; de acuerdo con la formula de la molécula son globulares o fibriales; en relación con su estructura son primarias, secundarias, terciarias y cuaternarias; de acuerdo con sus solubilidad en el agua son solubles e insolubles y con relación a su función biológica son estructurales y funcionales. 

        CLASIFICACION DE PROTEINAS  

Proteinas simples ó incompletas

* Albuminas.-  Son hidrosolubles y coagulan con el calor. Por ejemplo la clara de huevo o la albúmina del suero sanguineo (seroalbúmina). 

* Globulinas.- Poco solubles en agua, mas solubles en soluciones de sales meutras (cloruro de sodio). Coagulan con el calor. Ejemplos proteínas del plasmas sanguíneo, proteínas en semillas.

* Glutelinas.- Solubles en soluciones acidas y en álcalis. Son insolubles en agua o en soluciones de sales neutras. Proteínas del maíz, trigo, cebada.

* Prolaminas.- Insolubles en agua, solubles en soluciones alcohólicas. Ejemplos la gliadina del trigo y la reina del maíz.

* Histonas y protaminas.- Ricas en aminoácidos básicos (lisina, arginia, histidina). Se encuentra en los núcleos cobalto, etc. Celulares y en los ácidos nucleicos.

* Escleroproteinas.- Son proteínas animales, que forman parte de las estructuras. Son insolubles. Entre ellas están los colágenos (en tendones), las elastinas (en arterias y tendones) y las queratinas (pelo, uñas, cuerno)

Proteínas Complejas o Completas

* Nucleoproteínas.- Proteínas combinadas con ADN Y ARN

* Glicoproteínas y Mucoproteínas.- Contienen carbohidratos, generalmente polisacáridos. Por ejemplo: sustancias en la sangre que dan identidad a los grupos sanguíneos A, B, y AB.

* Fosfoproteínas.- Proteínas que contienen fosfatos. Por ejemplo: caseína (de la leche), p     epsina (enzima digestiva).

* Lipoproteínas.- Proteínas que contienen grasas. Por ejemplo: las que forman la membrana celular y la membrana de las mitocondrias.

* Metaloproteínas.- Proteínas combinadas con metales como hierro, cobre, entre las cuales hay varias enzimas.

* Cromoproteínas.- Proteínas que contienen una fracción no proteica, generalmente un pigmento. Por ejemplo: la hemoglobina (globulina + hem) donde el hem es una sustancia que contiene hierro. 

Otras cromoproteínas: clorofilas, citocromos rojos (proteínas de la sangre).

1.2.2.2 LIPIDOS

Los lípidos forman un grupo de compuestos orgánicos cuyas moléculas presentan múltiples características y a cuanto a tamaño forma y composición. Tiene en común que son insolubles en agua y solubles en compuestos como el cloroformo y el éter.

Son moléculas gigantes muy complejas de cadenas largas de carbono, hidrogeno y oxigeno, que constituyen moléculas estructurales de las células. También se les denomina grasas que son componentes de los alimentos.

Todas las células contienen lípidos ya que se asocian con las proteínas para formar las membranas que separan los compartimientos de las células y los comportamientos.

        SE CLASIFICAN EN:

Lipidos simples

Son los esteres de ácidos grasos con diversos alcoholes, grasas neutras o triglicéridos, alcoholes alifáticos, colesterol y las ceras.

Lipidos compuestos

los fosfolipidos que contienen nitrógeno y fosforo, cefalinas, lecitinas, fosfatidil y los cerebrosidos o glucolitidos. 

1.2.2.3 GLUCIDOS

Se les llamo carbohidratos o hidratos de carbono, porque se creía que estaban formados por moléculas de carbono hidratadas. Su nombre correcto es glúcidos, puesto que no son carbonos con agua.

Los glúcidos o carbohidratos están compuestos por carbono, hidrogeno y oxigeno, en una proporción aproximada de un átomo de carbono por dos de hidrogeno y uno de oxigeno. Son la fuente de energía de las células. Muchos de ellos desempeñan la función de constituirse en elementos estructurales y de reserva.

Su importancia biológica residen el hecho de ser “los almacenes energéticos” de los seres vivos. Por eso, se justifica su abundancia en ellos, principalmente en las plantas.

Azucares, los almidones y la celulosa son ejemplos de esta clase de compuestos.

CLASIFICACIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS

Monosacaridos

Están formados por una molécula, que tiene de tres a nueve átomos de carbono. Se les denomina con el número de átomos de carbonos presentes en la molécula. Funcionan como energéticos y componentes de moléculas mayores. Son sustancias cristalinas solubles en agua blanca y de sabor dulce. Entre los más importantes están:

*Glucosa o Dextrosa.-. Las producen las plantas durante las fotosíntesis. Es la fuente principal de los seres vivos.

*Fructuosa.- Se encuentran las plantas, principalmente en los frutos dulces.

*Galactosa.- Se encuentra como reserva de tejido nutritivo de las semillas y en numerosas gomas vegetales.

Oligosacaridos: Son el resultado de la unión de 2 a 10 moléculas de monosacáridos. Se nombran agregando al terminó sacárido el prefijo que corresponde al número de moléculas de cadena. Son energéticos, componentes de moléculas mayores y fuentes de monosacáridos.

Los más importantes son los disacáridos que se forman cuando se unen dos monosacáridos.

Sacarosa.- Se forman de una molécula de glucosa y otra de fructosa, se encuentran en la mayoría de las plantas.

Maltosa.- Se constituye de dos moléculas de glucosa, se origina de la descomposición del almidón.

Lactosa.- Se compone de glucosa y galactosa, se le conoce como azúcar de leche.

Polisacarido.- Resultan de la combinación de más de 10 monosacáridos; son sustancias de reserva y fuente de monosacáridos y oligosacáridos por su composición química pueden ser homopolisacaridos o heterosacaridos entre los más importantes están:

Almidon.-Los almidones se distribuyen ampliamente en las plantas como material de reserva, especialmente en granos, semillas, tubérculos y frutas.

Glucogeno.-Es el compuesto de reserva más importante de tejidos de los animales.

Celulosa.- Es el principal elemento estructural de las plantas.

1.2.2.4 ACIDOS NUCLEICOS

Existen dos tipos el ADN y ARN. Son moléculas de gran tamaño que contiene el material genético de los seres vivos; existen en las células de todos los seres vivos. A diferencia de los otros compuestos orgánicos tienen una función única contiene la clave de los caracteres hereditarios. Su función principal es contener y transmitir información genética.

Existen neuclotidos diferentes por hay dos azucares diferentes: ribosa y desoxiribosa y dos clases de bases nitrogenadas: purinas y pirimidinas.

Una cadena de ADN o ARN contiene cuatro tipos de nucleótidos que se distinguen por su base nitrogenada. el ARN contiene dos bases purinas: adenina y guanina, y dos pirimidinas: citosina y uraclio. En el ADN el uraclio es remplazado por la timina.

1.2.2.5 VITAMINAS

Las vitaminas son un conjunto de sustancias orgánicas de variada estructura, sin valor energético propio, necesarias en pequeñas cantidades  que el organismo humano no es capaz se sintetizar. Cuando lo hace es en cantidades insuficientes por lo que su presencia es esencial. Su aporte basta con que sea mínimo pero su ausencia determinara en los procesos del metabolismo. 

 El termino vitamina fue propuesto por primera vez por el químico Casimiro Funks, quien identifico la sustancia que curaba la enfermedad BERIBERI como una “Anima vital” y de ahí su nombre. Se encuentran en los alimentos en cantidades muy pequeñas comparadas con las de otros nutrimentos.  El organismo las necesita también en cantidades muy pequeñas, a pesar de que son esenciales para su funcionamiento, mantenimiento y crecimiento.  

Se dividen en dos grupos: liposolubles e hidrosolubles.

-Liposolubles

En este grupo entran las vitaminas A, D, E y K. Las mismas son solubles en los cuerpos grasos, son poco alterables y el organismo puede almacenarlas como reserva, su carencia estaría basada en malos hábitos alimenticios.  

Hidrosolubles

Debido a su solubilidad en agua se desechan en la orina, de modo que rara vez  se acumulan. Este grupo esta formado por el complejo B  y vitamina C. Intervienen en el metabolismo intermediario con un papel bastante amplio que las anteriores

VIDEO DE COMPUESTOS ORGANICOS