BIOQUIMICA: La química de los seres vivos.

Transcripción

1 BIOQUIMICA: La química de los seres vivos. La palabra "Bioquímica" fué utilizada por primera vez por Félix Hoppe-Seyler en 1877, en el prólogo al primer número de "Hoppe-Seylers Zeitschrift für Physiologische Chemie" (la primera revista de Bioquímica, actualmente llamada "Biological Chemistry"). La Bioquímica surgió en parte de la Medicina y en parte de la Química Orgánica. Se considera su precursor al alquimista y médico suizo Teofrasto Aurelio Bombast von Hohenheim, llamado Paracelso ( ).

2 CUANTAS MACROMOLECULAS BIOLOGICAS DIFERENTES HAY? Escherichia coli : proteínas diferentes. Hombre: Al menos proteínas diferentes. Si estimamos que existen 1.5 x 10 6 especies biológicas, podemos estimar entre y proteínas diferentes y ácidos nucleicos diferentes. Pero estas macromoléculas están formadas por un número pequeño de unidades estructurales diferentes (20 aminoácidos, 8 nucleótidos). En la organización molecular de la célula existe una simplicidad fundamental. En la versatilidad funcional de estas biomoléculas básicas podemos ver la existencia de un principio fundamental de economía molecular.

3 Transformaciones energéticas en las células vivas. Los organismos vivos no constituyen excepciones a las leyes de la termodinámica. No pueden consumir o crear energía: sólo pueden transformar una forma de energía en otra. Toman energía libre del entorno, y devuelven energía, por ejemplo en forma de calor. Los organismos vivos crean y mantienen su ordenación esencial a expensas de su entorno, al que transforman haciéndolo cada vez más desordenado y caótico. Los componentes orgánicos que forman una célula viva son moléculas relativamente frágiles e inestables, que no resisten temperaturas elevadas, corrientes eléctricas intensas o acidez o alcalinidad extremas. No hay diferencias importantes de presión o temperatura en distintas partes de la célula. No se parecen a las máquinas térmicas o eléctricas. Una célula viva es una máquina química isotérmica.

4 LAS REACCIONES QUIMICAS QUE TRANSCURREN EN LAS CELULAS VIVAS. Enzimas: catalizadores biológicos, más específicos, más eficaces y capaces de actuar en condiciones suaves de temperatura y ph, comparados con los catalizadores químicos habituales. Dan rendimientos del 100 %, y no generan subproductos de reacción. Su especificidad permite que un gran número de reacciones diferentes se lleven a cabo simultáneamente en una misma célula. Hay secuencias de reacciones enzimáticas, que llevan de uno o más compuestos sencillos a un producto final. Estas secuencias constituyen las vías metabólicas. La energía se conserva en forma de adenosina trifosfato, ATP ("la moneda circulante de energía de los seres vivos"). Hay vías metabólicas degradativas que llevan a la conservación de energía en forma de ATP, y otras vías que utilizan esa energía para biosíntesis. Las secuencias consecutivamente ligadas de reacciones enzimáticas proporcionan los medios para transferir la energía química desde los procesos que la liberan, hasta los que la requieren.

5 LAS REACCIONES ENZIMATICAS DEBEN ESTAR PERFECTAMENTE REGULADAS. Las células vivas, a diferencia de la química sintética de laboratorio, pueden sintetizar simultáneamente miles de compuestos. Las proteínas y otras macromoléculas deben sintetizarse en relaciones molares precisas, para que la célula completa pueda ensamblarse adecuadamente. Esta síntesis debe ser además muy rápida. La regulación se hace fundamentalmente al nivel de la regulación de la síntesis de las propias enzimas. Las células regulan sus reacciones metabólicas y la biosíntesis de sus enzimas para obtener el máximo de eficiencia y de economía.

6 LOS SERES VIVOS SON AUTORREPLICABLES. La información genética esta codificada en los ácidos nucleicos, en especial en el DNA. Esta información se conserva y transmite gracias a la complementaridad estructural. Existen sistemas de reparación y corrección de errores, que aseguran en la gran mayoría de los casos la fidelidad de la replicación, transcripción y traducción de la información genética. La información unidimensional contenida en el DNA, (secuencia de bases) es transferida a la información tridimensional inherente a los componentes macromoleculares y supramacro-moleculares de los organismos, gracias a la traducción de la estructura del DNA a la estructura proteica.

7 Una célula es un sistema abierto isotérmico de moléculas orgánicas que se ensambla, ajusta y perpetúa por sí mismo y opera según el principio de máxima economía de partes y procesos; promueve muchas reacciones orgánicas ligadas consecutivamente, destinadas a la transferencia de energía y a la síntesis de sus propios componentes por medio de catalizadores orgánicos que ella misma produce.

8 LOS AMINOACIDOS

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17 Formas ionicas y curva de titulacion de la L-alanina. Los aminoacidos se encuentran realmente en la forma de zwitterion (Bjerrum, 1923)

18 Formas ionicas y curva de titulacion del acido L-aspartico.

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