Bilogia

Proteínas


Las mejores proteínas animales son el pescado, la leche, el pollo (sin piel) y las claras de huevo.

El término proteína se deriva del griego proteios, que quiere decir de primer orden o de primera categoría, y el cual describe en forma muy precisa la importancia de estos compuestos.

Las proteínas constituyen el diecisiete por ciento del peso corporal, y aproximadamente el cincuenta por ciento de las materias orgánicas corporales. No existe otra clase de moléculas que posea tantas funciones importantes en los organismos vivos.

Las proteínas participan tanto en las funciones estáticas como en las dinámicas de un organismo. Son las unidades estructurales básicas de la arquitectura celular que dan a las células y organelos su forma y aspecto. Las moléculas proteicas son como cordeles que unen el organismo y le imparten unidad estructural.

El tejido conjuntivo del organismo, que forma una matriz estructural en todos los tejidos, y comprende estructuras especializadas tales como la piel, el pelo, los ligamentos que conforman las articulaciones entre los huesos, y los tendones que unen los músculos a los huesos, está compuesto primordialmente de moléculas proteicas.

El papel estructural estático de las proteínas constituye solamente una de sus funciones en el cuerpo. Las proteínas catalizan la mayoría de las reacciones químicas del organismo, las cuales comprenden tanto los procesos de síntesis como los de degradación de las moléculas orgánicas.

La capacidad del organismo para regular sus procesos químicos y derivar de éstos energía depende de la naturaleza de las moléculas proteicas que facilitan estas reacciones.

La capacidad contráctil del músculo depende de la presencia de proteínas contráctiles específicas dentro de estas células. Muchos de los mensajeros químicos del organismo, hormonas tales como la insulina, son de naturaleza proteica. Muchas enfermedades resultan de la presencia de proteínas extrañas que penetran en el organismo como componentes de las bacterias o de los virus, los cuales a su vez son combatidos por proteínas específicas que conocemos como anticuerpos. El color rojo de la sangre es producido por una proteína, la hemoglobina, que posee la función de llevar oxígeno de los pulmones a los tejidos. Esta enumeración parcial da apenas una idea de la enorme variedad de funciones que tienen a su cargo las proteínas.


Lípidos

Del griego lipos que significa grasa, un lípido se define como una molécula relativamente insoluble en el agua, pero soluble en solventes orgánicos tales como la acetona, el cloroformo, el éter o el benceno.


Lípidos: grasas e hidrocarburos.

Los miembros de esta categoría química poseen propiedades físicas comunes, más bien que estructuras moleculares similares. Las grasas pertenecen a esta clase, y los términos grasa y lípido se intercambian a menudo ya que la mayoría de los lípidos del cuerpo son grasas.

En rigor, sin embargo, las grasas constituyen sólo una de las varias subclases de moléculas que conforman los lípidos.

Los lípidos están compuestos ampliamente de hidrógeno y carbono. Los lípidos más simples son los hidrocarburos.

Los aceites y la gasolina son mezclas de hidrocarburos; las cadenas largas de hidrocarburos conforman los aceites más viscosos, y las cadenas cortas se encuentran en la gasolina que es más volátil. (La vida vegetal prehistórica que ha permanecido enterrada por millones de años, es la fuente de aceite crudo, del cual se refinan los productos derivados del petróleo. Estos hidrocarburos se derivan de toda clase de moléculas biológicas orgánicas, pero sólo unos cuantos hidrocarburos más sencillos se encuentran en los organismos vivos.)

Los lípidos que se encuentran en el organismo pueden dividirse en tres subclases, en función de sus estructuras químicas: las grasas neutras, los fosfolípidos y los esteroides. Las tres subclases poseen la propiedad común de que sus moléculas son relativamente insolubles porque no se disuelven en el agua pero sí en solventes orgánicos. Tomados en conjunto, los lípidos constituyen el quince por ciento del peso corporal total, y aproximadamente el cuarenta por ciento de la mate­ria orgánica del cuerpo.


Carbohidratos

Aunque sólo constituyen el uno por ciento del peso corporal total, los carbohidratos desempeñan un papel central en los procesos químicos del cuerpo. Es la degrada­ción química de las moléculas de los carbohidratos en bióxido de carbono y agua la que suministra la energía química que utilizan las células.


Carbohidratos, importante fuente de energía.

Aunque los carbohidratos no constituyen la única fuente de energía, ellos permanecen como la fuente más inmediatamente disponible de energía química, y muchas células los utilizan prefiriéndolos a otros tipos de moléculas. Algunos tejidos, como los del cerebro, cuentan con los carbohidratos como única fuente de energía.

El término carbohidrato se deriva de la fórmula general para la mayoría de estas moléculas, Cn (H2O)n, donde n es cualquier número entero. Como lo indica la fórmula, para cada átomo de carbono de la molécula existe el equivalente de una molécula de agua. Por consiguiente, los carbohidratos son cadenas de carbono hidratadas (que contienen agua).

Los carbohidratos más simples son los azúcares, y el azúcar más importante del cuerpo es la glucosa, llamada comúnmente azúcar sanguíneo. La mayoría de los azúcares del cuerpo posee cinco o seis átomos de carbono.

Mediante el enlace de cierto número de azúcares, pueden formarse moléculas mayores de carbohidratos, en la misma forma en que se unen los aminoácidos para formar proteínas. El azúcar de cocina, sucrosa o sacarosa, está compuesto de dos azúcares, glucosa y fructosa, unidos me­diante un enlace químico que se forma al quitarles a estos dos azúcares una molécula de agua. Una molécula que contiene dos azúcares lleva el nombre de disacárido (del griego saccaron, azúcar). Cuando están enlazados muchos azúcares, la molécula formada se denomina polisacárido.

Los polisacáridos más importantes en los organismos vivos son el almidón, el glicógeno, y la celulosa, los cuales se componen de millares de unidades repetidas del monosacárido glucosa.


Intermediarios


Metabolismo celular: funciones específicas de las moléculas.

Dentro de una célula, las moléculas de carbohidrato, lípido y proteína están sujetas continuamente a reacciones químicas que degradan estas estructuras en unidades moleculares más pequeñas, de las cuales se forman simultáneamente nuevas moléculas. Estas reacciones químicas que se efectúan en el interior de la célula se denominan, en forma colectiva, metabolismo (del griego, cambio).

En el metabolismo celular (no confundir con el metabolismo basal) se sintetizan moléculas especiales que realizan funciones específicas en el interior de las células mientras otras moléculas se degradan a fin de liberar la energía potencial almacenada en sus enlaces químicos.

Los carbohidratos, lípidos y proteínas se encuentran igualmente en uno u otro extremo de la cadena de las reacciones químicas. Los intermediarios representan los muchos tipos de moléculas que se forman durante la síntesis y degradación de las moléculas del cuerpo.

Como intermediarias entre las materias primas y los productos terminados del cuerpo, tales moléculas no tienen a menudo, en la célula, función distinta de la de servir de enlace en la cadena de reacciones químicas que conduce al producto final. Los intermediarios no poseen propiedades químicas o físicas en común, ya que comprenden todas las estructuras moleculares intermedias derivadas de los carbohidratos, lípidos y proteínas.


Ácidos nucleicos

Aunque, dentro de su clase, los ácidos nucleicos contribuyen muy poco al peso del organismo, constituyen, sin embargo, las moléculas mayores y más especializadas del cuerpo. Son los ácidos nucleicos los que determinan si un individuo ha de ser hombre o ratón, o si una célula ha de ser muscular o hepática. Estas son las moléculas que contienen la información genética que suministra los planos para la construcción de un organismo.

Los ácidos nucleicos son de dos tipos: ácido desoxirribo­nucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN). La molécula del ADN posee la información genética primaria codificada dentro de su estructura molecular; las moléculas del ARN funcionan principalmente en la trascripción de la información contenida en la molécula del ADN en una forma que pueda ser utilizada por la célula para construir estructuras específicas que desempeñen funciones igualmente especificas.

El sonido y vibraciones

El sonido

Vibraciones y sonido

a. Objetos en vibración introducidos fenomenológicamente: cuerdas, láminas, cavidades, superficie del agua.

Relación entre frecuencia de la vibración y altura del sonido, entre amplitud de la vibración e intensidad del sonido.

b. Comparación entre las propiedades de reflexión, transmisión y absorción en diferentes medios como la madera, la piedra, la tela, etc.

c. Descripción de la fisiología del oído en relación con la audición.

Rangos de audición: el decibel.

Ondas y sonido

a. La cuerda vibrante. Relación entre longitud y tensión con su frecuencia. Resonancia.

b. Distinción entre ondas longitudinales y transversales, ondas estacionarias y ondas viajeras.

Longitud de onda y su relación con la frecuencia y velocidad de propagación.

Reconocimiento del efecto Doppler en situaciones de la vida diaria. Su explicación cualitativa en términos de la propagación de ondas.

c. El espectro sonoro: infrasonido, sonido y ultrasonido.

Aplicaciones del ultrasonido en medicina y otros ámbitos.

Composición del sonido

a. Relación entre superposición de ondas y timbre de un sonido.

Pulsaciones entre dos tonos de frecuencia similar.

b. Construcción de instrumentos musicales simples: de percusión, cuerdas o viento.

c. Elaboración de un informe sobre un tema integrador, como podría ser las causas y consecuencias de la contaminación acústica, la acústica de una sala, etc., que contemple la revisión de distintas fuentes, incluyendo recursos informáticos.