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Orientación Universidad
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Apuntes de bioquimica I, Apuntes de Bioquímica

apuntes de bioquimica de 1 de medicina u odontologia

Tipo: Apuntes

2018/2019

Subido el 22/01/2019

koko15
koko15 🇪🇸

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Bioquímica
1. Introducción
¿Qué es la bioquímica?
“Química de la vida”, es decir, se dedica al conocimiento de la base molecular de la vida
Ciencia que estudia:
Constituyentes químicos de los seres vivos
Sus funciones
Sus transformaciones y los procesos que lo controlan (enzimas, como se regulan)
Es la ciencia interdisciplinar con múltiples aplicaciones: no es una ciencia aislada que se fundamenta y a la vez es una
herramienta útil para otras disciplinas: Nutrición, Biofísica, Microbiología, Ciencias mediomédicas, Fisiología,
Biología celular, Farmacología y toxicología, y Ciencias medioambientales
La base Bioquímica de los seres vivos es común:
Uniformidad estructural y funcional
Existen múltiples vías metabólicas que son comunes a algunos seres vivos (metabolismo primario)
Código genético: comprende toda la información almacenada en el ADN (secuencia de aminoácidos). Es
universal, degenerado, no presenta imperfección y carece de solapamiento
2. Características moleculares
Nivel atómico bioelementos
Primarios (99%): H y O forman parte del agua; y C da lugar o puede dar a una gran variedad de compuestos
Secundarios: Ca, Cl, Mg, K, Na…
Oligoelementos: se encuentran en cantidades mínimas (trazas) en la materia viva pero son esenciales para la vida (su
ausencia determina la aparición de enfermedades carenciales)
Nivel molecular: se combina mediante enlaces químicos para formas moléculas
Biomoléculas inorgánicas: agua, gases y sales
Biomoléculas orgánicas:
Metabolitos
Unidades estructurales (monómeros aminoácidos, nucleótidos, monosacáridos)
Macromoléculas con peso molecular alto, derivan la unión entre por enlaces covalentes (difíciles de romper,
sólidos y estables) de los monómeros. Son las proteínas, ácidos nucleicos (nucleótidos) y polisacáridos (monosacáridos)
3. Proteínas polímeros constituidos por una variedad de 200 as
Funciones:
Estructurales: queratina del pelo o colágeno de los huesos
Transportadoras: hemoglobina (transporta el O2 a los tejidos)
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Bioquímica

1. Introducción

• ¿Qué es la bioquímica?

• “Química de la vida”, es decir, se dedica al conocimiento de la base molecular de la vida

• Ciencia que estudia:

• Constituyentes químicos de los seres vivos

• Sus funciones

• Sus transformaciones y los procesos que lo controlan (enzimas, como se regulan)

• Es la ciencia interdisciplinar con múltiples aplicaciones: no es una ciencia aislada que se fundamenta y a la vez es una

herramienta útil para otras disciplinas: Nutrición, Biofísica, Microbiología, Ciencias mediomédicas, Fisiología, Biología celular, Farmacología y toxicología, y Ciencias medioambientales

• La base Bioquímica de los seres vivos es común:

• Uniformidad estructural y funcional

• Existen múltiples vías metabólicas que son comunes a algunos seres vivos (metabolismo primario)

• Código genético : comprende toda la información almacenada en el ADN (secuencia de aminoácidos). Es

universal, degenerado, no presenta imperfección y carece de solapamiento

2. Características moleculares

• Nivel atómico bioelementos

• Primarios (99% ): H y O forman parte del agua; y C da lugar o puede dar a una gran variedad de compuestos

• Secundarios : Ca, Cl, Mg, K, Na…

• Oligoelementos : se encuentran en cantidades mínimas (trazas) en la materia viva pero son esenciales para la vida (su

ausencia determina la aparición de enfermedades carenciales)

• Nivel molecular : se combina mediante enlaces químicos para formas moléculas

• Biomoléculas inorgánicas : agua, gases y sales

• Biomoléculas orgánicas :

• Metabolitos

• Unidades estructurales ( monómeros aminoácidos, nucleótidos, monosacáridos)

• Macromoléculas con peso molecular alto, derivan la unión entre sí por enlaces covalentes (difíciles de romper,

sólidos y estables) de los monómeros. Son las proteínas, ácidos nucleicos (nucleótidos) y polisacáridos (monosacáridos)

3. Proteínas polímeros constituidos por una variedad de 200 as

• Funciones :

• Estructurales : queratina del pelo o colágeno de los huesos

• Transportadoras : hemoglobina (transporta el O 2 a los tejidos)

  • Reguladora : hormonas o receptores
  • Defensa : anticuerpos
  • Catalítica : enzimas

4. Polisacáridos polímeros de monosacáridos

  • Funciones :
    • Estructural : celulosa
    • (^) Reserva energética : almidón o glucógeno
    • Lípidos : demasiados pequeños para ser clasificados como macromoléculas. Naturaleza química muy diversa. No son estrictamente polímeros aunque muchos contienen un componente común: ácidos grasos
  • (^) Funciones :

■ Estructurales : fosfolípidos constituyentes de la membrana

■ Reserva energética : triglicéridos

5. Ácidos nucleicos polímeros constituidos por 8 nucleótidos

  • Funciones :
    • Almacenamiento de la informaciones genética
    • (^) Transmiten dicha informaciones de forma hereditaria
    • Expresión de la información genética. A partir de la informaciones contenida en el DNA se sintetiza las proteínas

Las células del hígado tienen la misma información que la célula del musculo, pero esa información es utilizada de diferente manera, por lo que dan proteínas diferentes (misma información utilizada de diferente manera en diferentes sitios)

Todo lo que acabe en MERO es que se repite

6. Sistemas supramoleculares asociación de macromoléculas entre sí con otros a través de enlaces no covalentes. Ejemplo:

lipoproteína, ribosomas

  • Nivel celular : células unidades estructurales y funcionales de seres vivos
  • Seres vivos no se encuentran nunca en equilibrio con su entorno:
    • Moléculas e iones difieren en sus características y concentración de los que se encuentran en su entorno
    • Solo se consigue esto mediante un gasto continuo de energía
  • Estado estacionario :
    • (^) Estado de no equilibrio de un sistema a través del cual fluye materia y en el que todos los componentes permanecen a concentración constante. “campos del medio interno permanece prácticamente constante”

surgen de la tendencia de los átomos a alcanzar su configuración externa más estable (completo el numero de electrones máximos en su capa externa

Tipos :

Enlace iónico : transferencia de electrones de un átomo a otro para dejar completa su ultima capa electrónica

• Catión : carga positiva

• Anión : carga negativa

Los iones con carga opuesta pueden sufrir atracción electroestática. No pueden formarse entre átomos de la misma clase. Ejemplo: ClNa carga neta cero

2. Enlace covalente : comparte uno, dos, tres electrones de valencia entre dos átomos. Los electrones pasan a formar parte de

la corteza de ambos para completar su capa electrónica. Pueden realizarse entre átomos iguales o distintos

• Enlace covalente sencillo comparte un par de electrones

• Enlace covalente doble comparte dos pares de electrones

• Enlace covalente triple comparte tres pares de electrones

• Enlace covalente no polar los dos átomos comparten por igual los electrones

• Enlace covalente polar los átomos NO comparten los electrones de manera negativa. ELECTRONEGATIVIDAD

• Características :

• Puede realmente entre átomos iguales o desiguales

• Direccionalidad del enlace covalente

• Polaridad de los enlaces: electronegatividad

• Polaridad de los enlaces se transmite a la molécula

EL AGUA

1. Tipos de interacciones no covalentes las interacciones no covalentes

• Débiles : se pueden romper con facilidad flexibilidad molecular

• Muy numerosas : dan estabilidad a las estructuras tridimensionales de las macromoléculas y los lípidos

2. Tipos

• Interacción electroestática entre moléculas o grupos con carga

• Neta interacción iónica (por iónico, carga-carga o puentes salinas)

• Parcial interacción de dipolos (fuerzas de Van de Waals)

• Puentes de hidrogeno

• Interacciones hidrofóbicas

INTERACCION IONICA

Covalente Iónico Hidrógeno Resto

  • Puede ser de atracción (cargas opuestas) o repulsión (carga del mismo signo)
  • Moléculas que suelen formar esta interacción
    • Macromoléculas : DNA y proteína a través de grupos químicos cargados como carboxilo (COO - )
    • Iones pequeños : Na +^ , K+
  • La fuerza de estas interacciones viene determinada por la LEY DE COULOMB
    • Q 1 y q 2 magnitud de las cargas
    • R distancia entre los grupos cargados
    • K constante de proporcionalidad
    • constante dieléctrica del medio que las separa
  • Constante dieléctrica : expresa el efecto de apantallamiento de un medio (disolvente) que reduce con la interacción dos partículas cargadas
  • Interacción de dipolos permanentes e inducidos
    • Moléculas polar o dipolo permanente : molécula que no tiene carga neta (neutra eléctricamente) pero tiene una distribución asimétrica de la carga. Posee carga fraccionaria o parcial
    • Se produce como consecuencia de la diferente electronegatividad de sus átomos
    • Ejemplo: el monóxido de C (el O es mas electronegativo que el C)
    • Grupos químicos : que constituyen dipolos, fenoles, esteres…
    • (^) I. Dipolo permanente – dipolo permanente
    • Dipolo inducido : molécula o grupo neutro eléctricamente que al acercarse a otro se produce un movimiento de fluctuación rápida de sus electrones generándose un dipolo
    • Ejemplo: los anillos cromáticos son muy polarizables, porque los electrones pueden despolarizarse fácilmente en el plano del anillo
    • I. Carga – dipolo permanente
    • I. Dipolo permanente – dipolo inducido
  • Es un determinante importante en el plegamiento y estructural de una proteína

ESTRUCTURA DEL AGUA

  • Formada por un átomo de O unido por enlaces covalentes a dos átomos de H
  • El agua presenta geometría angular
  • El O posee 6 electrones en su capa externa
  • Los orbitales que alojan a los electrones se distribuyen especialmente en una estructura casi tetraédrica
  • Dos orbitales contienen un electrón cada uno e intervienen en los enlaces covalentes con los dos átomos de H
  • Los otros dos orbitales están ocupados por pares de electrones no enlazados

PROPIEDADES DEL AGUA es una molécula polar (dipolo permanente)

  • El O es mas electronegativo que el H
    • El O atrae los electrones más fuertemente que el H
    • Los electrones están más cerca del átomo de O que del H
  • Gran tendencia a formar enlaces de H
    • Los electrones libres del O son excelentes aceptores
    • Los grupos de O-H son patentes donadores

1. Forma enlaces de H entre las moléculas de agua

  • Una muestra de agua es una red de moléculas unidas por muchos enlaces de H (el agua líquida tienen una gran cohesión interna)
  • Cada molécula de agua puede formar un máximo de 4 enlaces de H con otra molécula de agua (en el hielo)
  • Para pasar de un sólido a liquido o de liquido a gas se requiere una gran cantidad de energía (ruptura de muchos puentes de H) - El punto de fusión y ebullición del agua son muy elevados - El agua es liquido a temperatura ambiente (otros compuestos de pedo moléculas similares son gases)

2. Forma enlaces de H con otros grupo o moléculas

  • Ejemplo: compuestos con grupo hidroxilo, carbonilo, amino, etc.…
  • El agua como disolvente:
    • El agua es el “ disolvente universal ” en los medios intracelulares y extracelulares: el agua disuelve mas tipo de sustancias y cantidades mayores de cualquier otra disolución
    • Es la molécula mas abundante
    • Las propiedades del agua va a determinar el comportamiento de todos las biomoléculas en disolución acuosa en los seres vivos
    • Sustancia hidrófila (“ afín al agua ”) es aquella que se disuelve fácilmente en agua
    • Cuando un soluto se disuelve se cumple que se remplazan interacciones soluto-soluto por interacciones soluto- solvente
    • Es un disolvente polar : disolverá compuestos iónicos y polares

3. Moléculas hidrófilas es una disolución acuosa

  • Los componentes iónicos (cargados) se disuelven porque:
    • Tienden a interaccionar con los dipolos del agua. El agua los rodea formando capas de solvatación o hidratación
    • El agua tienen una constate dieléctrica elevada por ello disminuye la fuerza de atracción entre los iones
    • Ejemplo: la sal cloruro sódico se encuentra en estado sólido formando una red estable de iones que al añadir el agua se disocia
  • Los compuestos no iónicos pero polares (presentan dipolos)
    • Se disuelven interaccionando con los dipolos del agua (de forma similar a los iones)
  • La solubilidad de las moléculas iónicas y las polares aumenta si pasan grupos capaces de formar enlaces de H

IONIZACIONES DEL AGUA – CONCEPTO DE PH

  • Las moléculas de agua tienen una ligera tendencia a ionizarse reversiblemente (equilibrio desplazado a la izquierda)

H 2 O H +^ + OH-

  • En realidad, los protones libres no existen en disolución; una vez formado se unen a otra molécula de agua, dando lugar a un protón hidratado o ion hidrario (H3O +^ )
  • El grado de ionización del agua en el equilibrio es pequeño: a 25ºC solo una de cada 10 moléculas de agua pura están ionizadas en un momento dado
  • La constante de equilibrio para la ionización del agua es: