1.1. BIOLEMENTOS: Concepto: Son los elementos químicos que constituyen los seres vivos. Clasificación: Biogénicos * Primarios (~ 96%): C, H, O, N, P, S. * Secundarios (~ 3,9%) :Na +, K +, Ca ++, Mg ++, Cl -. * Oligoelementos (0,1%): Fe ++,Cu, Mn, Zn, Co, Ni, I,.
Propiedades F/Q de los bioelementos primarios: 1. Tienen, en general, una masa atómica pequeña los enlaces que forman son fuertes las biomoléculas que constituyen son estables. 2. Necesitan e - para completar su capas externas ( H: necesita 1 e -,el O 2 e -,el N 3 e - y el C 4 e - ) por lo que pueden establecer enlaces covalentes. 3. Originan moléculas de alta polaridad (distribución asimétrica de sus e - ) se disuelven fácilmente en agua. ( El O es muy electronegativo: se une a otros elementos y los oxida ) El Carbono: Tetravalencia: Tiene 4 e - de valencia en su capa externa, libres, dirigidos hacia los vértices de un tetraedro y puede formar enlaces covalentes fuertes gran estabilidad y complejidad de las biomoléculas.
El Carbono: Capacidad de unión entre si mismo: los átomos de C pueden unirse entre ellos mediante enlaces sencillos, dobles y triples constituyendo largas cadenas lineales, ramificadas o cíclicas. Se denominan cadenas hidrocarbonadas. Unión con otros átomos: El C forma enlaces dobles con el O, triples con el N y se une con otros átomos, H, S, etc, formando moléculas variadas y complejas.
1.2. BIOMOLÉCULAS (PRINCIPIOS INMEDIATOS): Concepto: Son moléculas que se forman al combinarse los bioelementos y constituyen los seres vivos. Se pueden obtener por métodos físicos ( no los alteran) como centrifugación, disolución, electroforesis, y por ello se denominan Principios Inmediatos. Clasificación: * Inorgánicas: - Agua. - Sales minerales (aniones, cationes). - Gases (CO 2, O 2 ) * Orgánicas: - Glúcidos. - Lípidos. - Proteínas. - Ácidos nucleicos.
(Hidroxilo) (Carboxilo) Grupos Funcionales
2. EL AGUA
104,5º 2.1 Estructura química Está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H 2 O) unidos mediante enlaces covalentes. Los enlaces entre el oxígeno y los hidrógenos forman un cierto ángulo (104,5º). 104,5º En el agua existen también los productos resultantes de la disociación de algunas de sus moléculas: el ión H 3 0 + y el OH -.
Molécula de agua: Está formada por dos átomos de H unidos a un átomo de O por enlaces covalentes. Al tener el H y el O distinta electronegatividad, hay asimetría en la distribución de los e-, por tanto se trata de un enlace covalente polar que el agua es una molécula polar, aunque su carga total es neutra: Los e- orbitan durante más tiempo alrededor del O, lo que le crea un pequeño exceso de e-, [gradiente de carga - (δ-)], al tiempo que crea en el H un defecto parcial de e-,[gradiente de carga + (δ +)].
EL AGUA ES DIPOLAR, EL OXÍGENO ESTÁ CARGADO NEGATIVAMENTE Y EL HIDRÓGENO POSITIVAMENTE. oxígeno δ= H δ+ δ+ H 5
Al ser dipolar se forman enlaces de hidrógeno entre moléculas de agua. Gracias a ellos las moléculas se mantienen unidas y el agua es líquida a temperaturas a las que otras sustancias son gaseosas.
Enlaces de hidrógeno entre moléculas de agua
Propiedades físico-químicas y funciones biológicas: Propiedades F/Q Funciones biológicas Elevada constante dieléctrica Gran poder disolvente transporte de sustancias y medio donde se producen las reacciones metabólicas. Elevado calor específico Termorreguladora: Regula/amortigua los cambios de Tª Elevado calor de vaporización Elevada fuerza de cohesión Elevada fuerza de adhesión Refrigerante: Sudar liberar agua agua toma calor para Ev. H 2 0 líq. H 2 0 gaseosa romper enlaces hidrógeno que unen las molécula de H 2 0 Amortiguadora, turgencia a las plantas y da volumen a las células. Capilaridad: ascenso de la savia bruta por el xilema. Elevada tensión superficial En estado sólido es menos densa que en estado líquido Bajo grado de ionización Facilita la flotabilidad/desplazamiento por su superficie. Conservación de la vida acuática en zonas frías por debajo del hielo Reacciones de hidrólisis: metabolismo y digestión.
2.3. Funciones biológicas (resumen) Las propiedades F/Q del agua determinan sus funciones Propiedades Alta cte dieléctrica Cohesión Elevado calor específico Elevada fuerza adhesión Menos densa en estado sólido que líquido Elevado calor de vaporización Bajo grado de ionización Tensión superficial Funciones biológicas Transporte y disolvente Amortiguadora, forma/volumen células Termorregulación Capilaridad Permite la vida en zonas frías Refrigerante Reacciones bioquímicas (hidrólisis, ) Desplazamiento de organismos por su superficie
2.4. Disoluciones acuosas de sales minerales * Concepto y tipos de sales minerales: Son sustancias que se encuentran en los seres vivos en forma sólida (precipitadas), en forma líquida (disueltas) o asociadas a moléculas orgánicas (fosfolípidos, hemoglobina, clorofila ) * Funciones: 1. Estructural: Las sales minerales que se encuentran en estado sólido forman estructuras de sostén y protección: Ca 3 (P0 4 ) 2 de los huesos del esqueleto, CaC0 3 del caparazón de los moluscos, Si0 2 de las diatomeas, etc. 2. Reguladora (homeostática): Las llevan a cabo las sales minerales disueltas, que se encuentran en forma de iones:. Aniones: cloruro (Cl - ), bicarbonato (HC0 3- ), fosfatos (HP0 4 2- y H 2 P0 4- ), nitrato (N0 3- ) y sulfato(s0 4 2- ).. Cationes: Na +, K +, Ca 2+ y Mg 2+.
2. Reguladora (homeostática): (cont.) 2.1 Regulación del ph: La molécula de agua tiene un grado de disociación muy bajo (1 molécula, aproximadamente, de cada 10 7 moléculas se disocia en sus iones): 2 H 2 0 H 3 0 + + 0H mol/l ph= -log [H 3 0 + ] - Disoluciones ácidas [H 3 O + ] > 10-7 mol/l ph < 7 - Disoluciones neutras [H + -7 3 O ] = 10 mol/l ph = 7 - Disoluciones básicas [H 3 O + ] < 10-7 mol/l ph > 7 NEUTRO
2.1. Regulación del ph: (Cont.) La actividad de los seres vivos se mantiene para valores concretos de ph. Las reacciones bioquímica producen variaciones del ph. Algunas sales minerales, disueltas, contribuyen a controlar esas variaciones, manteniendo el ph constante.. Constituyen los denominados sistemas tampón (amortiguadores o buffer). Los principales son: * En el medio extracelular actúa el sistema tampón bicarbonato: (En medio básico la reacción se desplaza hacia la derecha( izquierda( ) ), y si es ácido hacia la * En el medio intracelular el más importante es el tampón fosfato: H 2 P0 4 + H 2 0 HP0 4 2 + H 3 0 + (En medio básico la reacción se desplaza hacia la derecha( izquierda( ) ), y si es ácido hacia la
2.2. Regulación de la presión osmótica y el volumen celular: La ósmosis consiste en el paso de disolvente, a través de una membrana semipermeable (deja pasar solo al soluto), desde una disolución más diluida (hipotónica) hacia otra más concentrada (hipertónica), hasta que ambas tienen las misma concentración (isotónicas). El paso del disolvente genera sobre la membrana un aumento de la presión (presión osmótica)
Diálisis: Se separan las partículas coloidales a través de una membrana. Difusión: las moléculas disueltas tienden a distribuirse uniformemente en el seno del agua.
2.3. Regulación del estado físico del citoplasma: Favorecen la dispersión de macromoléculas, como las proteínas. 2.4. Específicas: