Estudiar para Bioquímica
¿Qué es la bioquímica?
Bioquímica: Ciencia que se ocupa de estudiar la base química de la vida.
Ciencia que se ocupa de los constituyentes químicos de las células vivas y de las
reacciones y procesos que experimentan.
Célula: Unidad estructural de los sistemas vivientes
Biomoléculas
Las biomoléculas son aquellas macromoléculas que constituyen a los seres vivos.
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Proteínas
Carbohidratos
Ácidos nucleicos
Lípidos
Peso molecular alto Cumplen funciones específicas para la vida
¿De que estamos hechos?
Bioelementos
BIOELEMENTOS PRIMARIOS Son imprescindibles para la vida porque sin ellos
no podrían formarse las moléculas que componen la materia viva, El más
importante de todos es el carbono, el "esqueleto" de todas estas moléculas
esenciales, Ilamadas moléculas orgánicas,
(C, H, O, N, P, S)
BIOELEMENTOS SECUNDARIOS Son elementos presentes en menor cantidad,
que desempeñan funciones diversas pero esenciales, como la formación de los
huesos o la transmisión de impulsos nerviosos.
(Mg, Ca, Na, K, Cl)
OLIGOELEMENTOS Están en cantidades pequeñísimas, pero son necesarios
para el desarrollo y correcto funcionamiento de los organismos vivos.
Fe, Mg, Cu, Zn, F, I, B, Si, V, Cr, Co, Se, Mo, Sn.
Agua como Molécula
Molécula esencial para la vida
Estructura de agua
H-O-H
Unidos por enlaces covalentes (Unión de 2 no metales) polar.
Electronegatividad O-H
El oxígeno es muy electronegativo (acapara electrones) los electrones pasan mas
tiempo junto al oxigeno que a los hidrógenos.
Esto genera cargas parciales
El oxígeno atrae a los electrones de enlace y determina las cargas parciales.
Puente de Hidrogeno
Debido a las cargas parciales se pueden generar puentes de hidrogeno
AGUA: BIOMOLÉCULA
Constituye el 70% del organismo
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5% Plasma
15% Líquido intersticial
50% Líquido intracelular
Los puentes de hidrogeno estabilizan proteínas y ácidos nucleicos
Disolvente biológico ideal
Polar: existe en ella una distribución irregular de la densidad electrónica.
Agua como Disolvente
Iones
Moléculas polares *****lo polar disuelve lo polar*
Moléculas no polares
Una molécula polar es aquella que es neutral, no tiene una carga neta, pero tiene
una distribución interna de cargas que forman una región parcialmente positiva y
una región parcialmente negativa
La habilidad de los iones y otras moléculas para disolverse en el agua es debida a
la polaridad de ésta última.
Iones: Moléculas con carga Disolución
Moléculas polares sin cargaSolvatación
Grupos apolares: No forman puentes de hidrógeno y por lo tanto son insolubles en
agua
IONIZACIÓN DEL AGUA: IMPORTANCIA FISIOLÓGICA
Concentración de OH > H3O genera agua alcalina con potencial antioxidante
Concentración de H3O> OH genera agua acida redox positivo (Oxidante)
Las 5 Especies reactivas del Oxigeno
Estructura de Lewis de las principales especies reactivas de oxígeno.
1: ión peróxido (O22-)
2: dioxígeno (O2)
3: anión superóxido (O2•-)
4: peróxido de hidrógeno (H2O2)
5: radical hidroxilo (HO•)
ESTRÉS OXIDATIVO
¿Como funcionan los antioxidantes?
Es una neutralización de cargas
El antioxidante se una al radical libre para la neutralización
Carga negativa para los antioxidantes
ECUACIÓN DE LA DISOCIACIÓN DEL AGUA (Kais)
Ácido-Base: Anfótera o anfolito
La situación de equilibrio químico de concentraciones se designa por la constante
de equilibrio o en este caso, la constante de disociación (Kdis) (Kw).
ELECTROLITO FUERTE Y ELECTROLITO DEBIL
Un electrolito fuerte es una sustancia que se disocia completamente al interactuar
con el agua, o aun cuando en realidad entable un equilibrio, se favorecen los
productos.
Otro caso es cuando el ácido no se disocia totalmente y en tales casos hablamos
de electrolit débiles.
1. Ácido clorhídrico (HCl)
2. Ácido bromhídrico (HBr)
3. Ácido yodhídrico (HI)
4. Ácido nítrico (HNO3)
5. Ácido perclórico (HClO4)
6. Ácido sulfúrico (H2SO4)
Bases Fuertes en disolución
Hidróxidos de Metales y metales alcalinotérreos
Teoría ácido-base de Brönsted-Lowry. ún esta teoría, los ácidos son sustancias
capaces de donar un protón (H+ ), mientras que las es son capaces de aceptarlos.
De esta manera las reacciones entre ácidos y bases pueden rpretarse como
reacciones de transferencia de protones.
Cálculo de pH
ECANISMOS REGULADORES DE PH
La dilución, que dispersa los cambios localizados del pH, difundiéndolos en todo el
rganismo y facilitando que los cambios muy intensos, limitados a unas cuantas
células, disminuyan de intensidad al difundirse los protones a los espacios
cercanos.
2.-Amortiguación, en la cual ocurre que los ácidos y álcalis fuertes son cambiados
por otros ás débiles, al reaccionar con los sistemas amortiguadores, dentro y fuera
de las células.
3. Eliminación selectiva de iones.
El Pulmón se elimina -o retiene- el CO2, y en el
riñón se controlan numerosos iones componente
de los líquidos orgánicos y, los protones en
combinación con otras moléculas de la orina.
AMORTIGUADORES: BUFFERS
Están formados por un ácido débil y su forma sal o base conjugada
Sistema bicarbonato/ácido carbónico (HCO3-/H2CО3) que funciona en los líquidos
extracelulares (plasma) y donde el ácido débil es el ácido carbónico (H2CO3) y la
base conjugada es el bicarbonato, (НСО3-)
Disoluciones cuya concentración de protones apenas varía al
añadir ácidos o bases fuertes
Características indispensables:
Que se trate de la disociación de un ácido débil pues en la amortiguación un ácido
fuerte va a ser intercambiado por él, recuérdese que cuando el ácido es débil la
base conjugada es fuerte
Que la reacción de disociación sea reversible para que el sistema pueda responder
tanto al aumento como a la disminución de protones. En el caso del sistema
bicarbonato/ácido carbónico se trata en efecto de un ácido débil que al ponerlo en
solución se disocia aproximadamente al 2%
CONSTANTE DE EQUILIBRIO DE UN AMORTIGUADOR
Cuando una alteración ácido-base incide en primera instancia sobre la
concentración del bicarbonato, se le llama "metabólica" y si afecta primariamente la
concentración del ácido carbónico, se le llama "respiratoria".
Bioenergética
Metabolismo: Son los cambios químicos que ocurren en las células o
microorganismos, generando energía y materiales necesarios para su crecimiento,
reproducción y mantenimiento. También ayuda a eliminar sustancias tóxicas.
Metabolismo energético o intermediario: Describe los cambios que ocurren en
las moléculas, generando productos intermedios que participan en la síntesis de
nuevas moléculas.
Metabolito: Compuesto químico intermediario en las reacciones del metabolismo.
Anabolismo: Proceso en el que moléculas pequeñas, con la adición de ATP, se
combinan para formar moléculas complejas, resultando en una reacción
endergónica (requiere energía).
Catabolismo: Proceso en el que una molécula compleja, al liberar ATP, se
descompone en moléculas más simples, siendo una reacción exergónica (libera
energía).
Fases del metabolismo
Anfibolismo: (Ruta metabólica donde participa el catabolismo y anabolismo)
Catabolismo: Glucolisis
Anabolismo: Síntesis de proteínas por medio de aminoácidos, Fotosíntesis
Anfibolismo: Ciclo de Krebs o ciclo del ácido citrico
ATP
Adenosín Trifosfato (ATP) - "La moneda energética":
El ATP almacena la energía proveniente de la oxidación de glúcidos, lípidos y
aminoácidos en los enlaces de fosfato anhidro.
La mayor parte del ATP celular se genera en el complejo 5 mitocondrial, conocido
como ATP sintasa, del sistema de fosforilación oxidativa.
Hidrolisis del ATP
Pi (Fosfato inorgánico)
Características del metabolismo intermediario
Acoplamiento de reacciones
el acoplamiento de reacciones ocurre cuando una reacción energética favorable
como la hidrólisis de ATP se vincula directamente con una reacción
energéticamente desfavorable endergónica
La vinculación suele ocurrir mediante un compuesto intermedio comprometido lo
que significa que él producto de una reacción es tomado y utilizado como reactivo
de la segunda reacción.
Cuando dos reacciones se acoplan, pueden sumarse para generar una reacción
global, y el valor de ΔG de esta reacción será la suma de los valores de ΔG de las
reacciones individuales.