Chapter 2: Atoms, Molecules, and Life

Transcripción

1 Chapter 2: Atoms, Molecules, and Life Átomo: unidad de estructura fundamental de la materia o Compuestos por núcleo (protones+ y neutrones) y electrones en sus órbitas Elemento: substancia indivisible que no puede convertirse en otras sustancias de manera química o 92 elementos naturales Número atómico: cantidad de protones en el núcleo que caracteriza a cada elemento. Isotopos: átomo de un elemento con diferente número de neutrones o A veces son isotopos radioactivos: se rompen creando nuevos átomos y liberando energía Órbitas pueden tener solo cierto número de electrones. El núcleo estabiliza mientras las órbitas de electrones permiten los enlaces con otros átomos. o Calor y luz hacen que los electrones salten a una órbita más alta Molécula: consiste de dos o más átomos del mismo o diferente elemento unidos por interacciones entre sus electrones de valencia Compuesto: sustancia cuyas moléculas están formadas por diferentes tipos de átomos. Tipos de átomo según su reactividad o Inerte un átomo no va a reaccionar con otro si su valencia está llena o Reactivo átomo que reacciona porque su última orbita no está completa. Enlaces químicos: resultado de perder, ganar, o compartir electrones que son atraídos por fuerzas que mantienen los átomos juntos en moléculas. Iónico: electrón es transferido creando un ion positivo y uno negativo que se atraen sal Covalente: compartir electrones Non polar: comparten un mismo número Polar: No comparten un mismo número (H 2 O) Enlace de hidrógeno: la carga positiva de un átomo de hidrógeno en un enlace polar atrae a la carga negativa del oxígeno o nitrógeno en un enlace polar (opuestos se atraen) Reacciones químicas: hacer y deshacer enlaces químicos para formar nuevas substancias. Ion: átomo que ha ganado o perdido electrones que tiene una carga (por perder balance entre protones y neutrones) BIOMOLECULAS: o Por lo general están en ambientes con agua, que causa que los enlaces iónicos desaparezcan, por eso las biomoleculas se unen por enlaces covalentes. C H O N S P (principales elementos) Radical libre: átomos con electrones sin pareja que son muy inestables. Intentan robarle electrones a otras moléculas, pero hacen una cadena que puede llevar a destruir moléculas cruciales. o Antioxidantes: molécula que neutraliza radicales libres evitando que dañen al cuerpo (vitamina C y E, chocolate) AGUA Seres vivos tienen 60 90% de agua 71% en la superficie de la tierra Molécula: polar covalente, fuerza en el O que jala los hidrógenos. Solvente: puede disolver muchas substancias (polos positivos y negativos del agua son atraídos por los opuestos de las moléculas que se disuelven) o Solución: agua u otro solvente que tiene substancias disueltas

2 Hydrophilic: iones y moléculas polares (se pueden disolver porque son atraídas por el agua) Azucares y aminoácidos Agua también disuelve gases no polares porque son tan pequeños que caben en los espacios de las moléculas de agua sin interrumpir Hidrofóbico: moléculas más grandes con enlaces no polares. No se disuelven, se quedan juntas. Interacción hidrofóbica: tendencia del aceite a quedarse junto en el agua. Cohesión: tendencia de moléculas del agua a quedarse juntas creando tensión superficial o Tensión superficial: tendencia de la superficie del agua a resistir ser rota Adhesión: tendencia a pegarse a superficies polares que tiene cargas que atraen a las moléculas de agua ayuda a que el agua se mueva en pequeños tubos Soluciones de agua son compuestos generalmente estables. o Algunas moléculas son ionizadas: divididas en iones de hidrógeno (+) y iones de hidróxido (-) Ion de hidróxido es negativo porque toma un electrón del de hidrogeno Ion de hidrogeno es positivo porque el de hidróxido tomo un electrón. o Acidico: más H+ que OH-. Acido: substancia que suelta hidrógeno cuando se disuelve en agua o Basic: más OH-. Base: substancia que se combina con iones de hidrogeno, reduciéndolos. o Escala de ph: escala de acidez. Balance, como el agua es 7. Ácidos debajo de 7 y bases arriba. Buffer: compuesto que mantiene el ph constante al aceptar o sacar H+. (bicarbonato y fosfato) Agua modera los efectos de cambios de temperatura: o Calor específico: energía para calentar un gramo de una substancia es 1 C o Temperatura: velocidad de las moléculas (más alto = más rápido) o Se requiere más calor para calentar el agua que cualquier otra substancia. o 1 caloría eleva la temperatura de 1 gramo de agua 1 C o Calor de evaporación: energía necesaria para evaporar agua. o Heat of fusión: agua se congela muy lento y libera más energía al medio ambiente o Hielo es inusual porque es menos denso que su forma líquida Chapter 3: Biological Molecules Orgánico: moléculas que tiene carbón y átomos de hidrógeno (ej. Carbohidratos, azucares) o Carbón tiene 4 electrones de valencia. Puede unirse con 4 otros átomos o hacer dobles y triples enlaces. o Puede formar estructuras complejas: cadenas, ramas y anillos o Grupos funcionales: grupos de átomos que determinan las características y reactividad química de una molécula. Inorgánico: que no tiene carbón (dióxido de carbono, agua y sal) Creación de moléculas complejas: o Combinando átomo por átomo siguiendo un modelo

3 o O arreglando pequeñas moléculas y uniéndolas Monómeros: subunidades Polímeros: largas cadenas de monómeros Síntesis por deshidratación: hidrólisis H+ se quita de una subunidad y un OHde otra creando aperturas en la valencia que se llenan cuando las subunidades forman un enlace covalente y el H y OH- forman agua. Separa la molécula de agua y la regresa Carbohidratos (CHO) o Disueltas fácilmente en agua o Pasta, pan, papa Monosacárido 3-7 átomos de carbón Una molécula de azúcar Grupo hidrógeno e hidroxyl Fuente de energía EJEMPLOS o Ribosa RNA o Desoxirribosa DNA o Glucosa C 6H 12O 6 o Galactosa (miel y azúcar) o Fructosa (fruta y miel) Disacárido Dos azucares unidos por síntesis por deshidratación Cuando se necesita energía se deshace por hidrolisis o Glucosa + glucosa=maltosa (encimas en tracto digestivo) o Glucosa + fructosa=sucrose (caña de azúcar) o Glucosa + galactosa = lactosa (leche) Lactasa encima que procesa lactosa Polisacáridos Almidón: cuesta procesar porque es una molécula muy grande, almacenamiento en las plantas Glucógeno: almacenamiento de energía en animales (musculo, hígado) Celulosa: parte de la pared celular de las plantas. No se procesa, es fibra para mover comida en el estomago Quitina: exoesqueleto de insectos, cangrejos y arañas Lípidos (C H O)

4 o Compuestos casi totalmente de hidrogeno y carbón (no polares) por eso son hidrofóbicos (no hay fuerzas que halen porque electronegatividad es igual a la del agua) o Difícil de procesar porque enlace de hidrógeno es muy fuerte o FUNCIONES: Almacenamiento de energía, evita que se pierda el agua en plantas waterproof covering, rodea membrana con fosfolípidos que regulan lo que entra y sale de la célula, forman hormonas Aceites, grasas y ceras (solo CHO) Contienen 1 o más ácidos grasos (-COOH) No tiene estructuras en anillo Grasas y aceites: 3 ácidos grasos + glicerol = triglicérido Tienen más calorías = buen almacenamiento de energía Saturado: tiene todos los hidrógenos posibles, sólido, Unsaturated: liquido, doble enlace = menos hidrogeno o Aceite hidrogenado: substancia que rompe doble enlaces y tiene más hidrógenos. (proceso a medias se llama configuración trans) Ceras: no son alimento. Cubren waterproof hojas y tallos Fosfolípidos Cabeza hidrofilica (un fosfato-nitrógeno) cola hidrofóbica (dos ácidos grasos no polares) Ácidos grasos + fosfato + nitrógeno (fosfato da carga) Esteroides Compuestos por cuatro anillos de carbón o Colesterol: membrana celular. Sintetiza testosterona, sales biliares (procesar grasas), estradiol y estrógeno. Proteínas o Cadenas de aminoácidos (amino + hidrogeno + carboxilo + R) o Grupo R caracteriza a cada aminoácido (20 tipos) o Formación por síntesis por deshidratación o Forman péptidos: pequeña cadena. poli péptido/proteína: cadena larga o FUNCIONES Estructura: colágeno y queratina (pelo, piel y uñas) Movimiento: actina y miosina (músculos) Defensa: anticuerpos en sangre Almacenamiento: albumina y caseína Signaling: hormona de crecimiento e insulina Reacciones catalizadoras: enzimas (amilasa digestión) o NIVEL DE ESTRUCTURA 1. Ordenan aminoácidos según ADN 2. Hélice de enlaces de H entre aminoácidos 3. Determina la configuración final de la proteína, forman uniones de hidrogeno con los R. (forma tridimensional) 4. (solo hemoglobina) dos pares de péptidos se unen con enlaces de H o The Functions of proteins are linked to their 3D structures (pg. 51)

5 o Explicación de la queratina en el pelo y por qué es liso o colocho según genética. Ácidos nucleicos o Cadena larga de nucleótidos Azúcar (ribosa o desoxirribosa) + grupo fosfato + base con nitrógeno Dos tipos: ribosa azúcar con 5 átomos de carbón, desoxirribosa 4 átomos de carbón DNA deoxyribose acid Doble hélice En cromosomas de seres vivos Componentes base: adenine-thymine, guanine cytosine RNA ribonucleic acid Una hélice Copiado del ADN en el núcleo para formar proteína Componentes base: adenine-uracil, guanine-cytosine AMP cíclico Mensajero intercelular (info de organelo en organelo) Transporta señales químicas (estimula reacciones) ATP adenosine triphosphate Energía Producida en las células ATP 3, cargado ADP 2 no cargado NAD, FAD Acarreadoras de electrones (de hidrogeno) Transporta energía