Introducción a la Termodinámica y la Bioquímica

x
.m
o m
e .c
u t
.g
Tablas y mapas conceptuales
w
w
w
Autor: Maestro en Ciencias
e n
Bioquímicas Genaro Matus
os
n
ta
El resumen de todo el curso, ordenado, sintetizado y jerarquizado

í
v is
Autor: Maestro en Ciencias Bioquímicas Genaro Matus Ortega. Asesor del grupo GUTE: www.gute.com.mx

x
.m
o m
e .c
u t
.g
w
w
w
FUNDAMENTOS e n DE
BIOQUÍMICA os
n
í ta
v is

x
.m
La bioquímica y los seres
vivos: términos enzimas y caracterizar rutas
Bioquímica: Disciplina donde Su objetivo principal es descubrir Se distingue por estudiar
interaccionan la química y la y
biología, haciendo uso de
describir en
moleculares los procesos y los
o m
metabólicas.

.c
herramientas de fisicoquímica mecanismos que constituyen la
para explicar la vida en términos vida.
moleculares y cinéticos.

Ser vivo: Características de los seres vivos:
t e
Cualidades mas evidentes:

u
Aquel que esta
1.Organización estructural y funcional, 1)Capacidad de autorreplicarce.
formado por al menos una célula.

.g
2.Membrana plasmática. 2)Permanecen ordenados en el medio.
3)Adaptación y evolución.
3.Compuestos por CHONSP

w
(biolelementos).
4.Biomoleculas: Ac. Nucleicos,

w
azúcares, lípidos y proteína.
5.Metabolismo (Ana y Cata)

w
6.Diferenciación.
7.Irritabilidad y taxis,

e n
8.Usan ATP o análogo energético.

Estructura celular: Dos tipos estructurales:

s
Proteínas 70% a) Procarionte (sin núcleo, gralmente
Célula: Unidad mínima, Ac. Nucleicos 15% pequeñas)

n
evolutiva y anatómica de los
seres vivos.
o
estructural, funcional, fisiológica, Lípidos 9%
Azucares 5%
Sales 1%
b) Eucarionte (nucleado, más grande y
más complejo)

Entidades acelulares:

í ta -Posee organelos
asociados.
con funciones
-Priones (sólo proteína)

is
-Viroides (sólo RNA)
-Virus (Ac. Nucleícos + proteína y

v lípido)


x
Bioelementos y enlaces m
.
Nivel: Comentario:

o m Elemento:

.c
Primer nivel Los más abundantes en todos los organismos (más del C,H, O, N.
90 %).
Segundo nivel
e
Mucho menos abundantes, pero se encuentran en todos Ca, Cl, Mg, P, K, Na y S.
los seres vivos (5-8 %)
t
Tercer nivel
u
Metales en pequeñas cantidades presentes en todos los Co, Cu, Fe, Mn y Zn.

.g
organismos, pues son esenciales para la vida (1-2 %).
Cuarto nivel Se encuentran o son necesarios en algunos organismos Al, As, B, Br, Cr, F, Ga, I, Mo, Ni,
en cantidades mínimas (menos del 1 %). Se, Si, W, y V.

w
w
w
e n Funciones:

os Celular

n Organísmica

í ta
v is

x
Bioelementos-biomoléculas .m
o m
Biomolécula:
.c
Función Principal Funciones

te
Secundarias
Carbohidratos Fuente principal para captación Componente estructural de las

u
y almacenamiento de energía. paredes celulares de Hongos y

.g
Plantas, además del glucocalix
de Bacterias.
Lípidos
w
Elementos estructurales de las Fuente de carbono y energía.
membranas biológicas.
Proteínas
w
Elementos estructurales,
enzimas, hormonas.
Acarreadores, transductores de
energía, anticuerpos,

w generación de impulsos
nerviosos, contracción

Ácidos Nucleicos
e n Entidades portadoras de la
carga genética.
muscular.
Transferencia de energía y
señalización intracelular.

os
n
í ta
v is

x
Tipos de enlace .m
o m
.c
• Ideal
• No polar
o Covalente
t e • Polar
Electronegatividad
u • Coordinado
o Iónico
.g
w
o S–S
w
Enlace Hibridación w o S–P

e n o P–P

os o Sencillo

n
Electrones o Doble

í ta compartidos
o Triple

v is

x
Las combinaciones del carbono con otros elementos, .m
como el O, H, N, etc., permiten la aparición de GRUPOS
o m
.c
FUNCIONALES

t e
u
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
v is

x
Las fuerzas intermoleculares .m
o m
.c
Las fuerzas de atracción intermolecular se

te
consideran como interacciones largas de carácter
débil y son posibles debido a las fuerzas

u
electrostáticas que se generan entre polos opuestos,
a) Fuerzas Iónicas

.g
de dos moléculas idénticas o diferentes.
b) Fuerzas ión-dipolo

w
w c) Fuerzas dipolo-dipolo

w d) Fuerzas dipolo-dipolo inducido

e n e) Fuerzas dipolo inducido-dipolo
inducido

os f) Fuerzas hidrofóbicas

n
í ta
v is

x
.m
Es la ciencia que estudia
las reacciones químicas
BIOQUIMICA
m
de los seres vivos

o
BIOELEMENTOS
e .c
ENLACES QUIMICOS
BIOMOLECULAS

u t
CARBOHIDRATOS
.g
w

METALICO
COVALENTE

METALICO
COVALENTE
IONICO
IONICO
w
LIPIDOS w
e n
CARGAS ELECTRICAS
COORDINADO : Modelo de
PROTEINAS

os IDEAL
POLAR
NO POLAR
la nube o
del mar
de electrones
ACIDOS NUCLEICOS
n ELECTRONEGATIVIDADES No hay carga neta

ta
MUY DISTINTAS

í
Célula  Características Fuerzas intermoleculares

is
Electrostáticas e
de seres vivos. Hidrofóbicas

v

Reacciones en la célula =m x
.
Metabolismo m o
. c
Concepto: Definición:
t e
Funciones y características:

u
.g
Metabolismo Conjunto global de 1.Obtener energía química del entorno.
reacciones químicas que 2.Adquirir materiales del entorno y hacerlos propios.

w
ocurren en un ser vivo. 3.Transformar los precursores monoméricos en
polímeros.

w
4.Construir un mapa metabólico dinámico en cada
estado celular.
Catabolismo Conjunto de vías
degradativas para obtener w Degradativa, oxidativa, generador de energía, aporta
materiales, vías convergentes.

Anabolismo n
materiales y energía.

e
Conjunto de vías sintéticas Sintética, reductora, consumidora de energía, vías
que consumen energía y divergentes.

s
materiales del catabolismo.

o
n
í ta
v is

x
Reacciones químicas: .m
o m
.c
Son cambios, • Se pueden clasificar con base en dos
transformaciones o criterios:
rearreglos a nivel molecular
de la materia Implican la
u te
• Molecular. Considerando el número de

.g
formación o ruptura de moléculas que deben reaccionar para formar
enlaces. los productos.
w
Reactivos → Productos (irreversibles)
• Uni-uni; Uni-Bi, Bi-Bi, etc.

w
Reactivos ⇄ Productos (reversibles)

w
En las reacciones reversibles hay
• Cinético (velocidad). Según la dependencia
de la velocidad de la reacción y la
productos que
e n
concentraciones de reactivos y
conducen al
equilibrio (igualdad en las •
concentración de los sustratos.
Orden 1: la velocidad depende de la conc de un sustrato.

o
productos y reactivos).s
velocidades de aparición de •
•
Orden 2: la velocidad depende de la conc de 2 sustratos.
Pseudoprimer orden: Es bimolecular pero la velocidad

n
depende de la conc de un sustrato.
Keq = [C] [D]

ta
• Orden cero: la velocidad es independiente de la conc de
[A] [B] cualquier sustrato.

í
v is

x
.m
o m
e .c
u t
.g
w
w
w
PRINCIPIOS e nDE
TERMODINÁMICAos
n
í ta
v is

x
Termodinámica
.m
Disciplina que se encarga de estudiar la interacción de
o m
.c
la materia y la energía a nivel macroscópico.

Ley cero Primera ley Segunda ley
t e Tercera ley

u
.g
2 cuerpos con La energía no Tendencia de La entropía es
distinta se crea ni se los sistemas a nula en el cero
temperatura destruye solo entrar en absoluto
tienden a se transforma o
w estados de

w
homogeneizar transfiere mayor desorden
su energía (entropía)
cinética
w
Sistemas

e n
Conjunto ordenado de elementos
cuyas propiedades se interrelacionan
No intercambia

s
trabajo, energía ni
materia

o Fronteras Clasificación Aislados
Rígidas y móviles

n
Intercambia trabajo,
Cerrados energía pero no

ta
Térmicas y adiabáticas Homogéneos materia

í Abiertos
Intercambia materia

is
Permeables e Heterogéneos energía y trabajo
impermeables

v

x
.m
Termodinámica: Tabla integrativa
Concepto: Definición: Valores:
o m
Tipo de reacción: Nombre:

Energía libre
de Gibbs (G)
Máxima cantidad de energía
disponible para realizar un trabajo.
G >> 0 (+)
Keq << 1

e .c
No Espontánea Endergónica

ΔG = ΔH –TΔS
Señala si requiere o libera energía.
G << 0 (-)
u t
Espontánea Exergónica

.g
Keq >> 1

Keq = Prod / React G = 0 Isorgónica

w
Keq = 1
Entalpía Calor liberado durante una reacción
química (presión constante).
w
H + Entálpicamente no
favorecida
Endotérmica

ΔU = q-w = ΔU + P ΔV
ΔU = q = ΔH (si PV es despreciable)
w H - Entálpicamente
Favorecida
Exotérmica

e n H = 0 Isotérmica

Entropía

os
Medida de desorden. S + Entrópicamente
favorecida
Incrementa el
desorden
Δ S = qp rev/ T
n S - Entrópicamente no Disminuye el

ta
favorecida desorden

í S = 0 No cambia el orden

v is

x
.m
o m
e .c
u t
.g
w
w
w
EL AGUA EN e n BIOQUÍMICA
os
n
í ta
v is

x
FUNCIONES DEL AGUA .m
o m
.c
1. Soporte o medio de solvatación (solubilización y
dispersión) donde ocurren las reacciones
metabólicas.

u te
2. Amortiguador térmico (célula, organismo, sistema,

.g
bioma, planeta).
3. Transporte de sustancias polares y aislamiento de
entidades apolares.
w
4. Regulador del equilibrio hidroeléctrico.
w
5. Lubricante, amortiguadora del roce entre órganos.

w
6. Medio de circulación que favorece la turgencia.

e n
7. Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos.
8. Puede intervenir como reactivo en reacciones del
metabolismo, aportando hidrogeniones (H+) o

anfótero).
os
hidroxilos ( OH - ) al medio (papel bivalente

n
9. Alta constante dieléctrica.

í ta
10. Genera eventos de ósmosis (flujos de agua a
favor de un gradiente).

v is

x
El agua en el cuerpo humano .m
o m
.c Tejido Distribución

te
en el cuerpo (%):
Tejido: Proporción de agua
Músculo 50.8

u
en el tejido (%):
Esqueleto 12.5
Pulpa dentaria 0.2
Piel 6.6

.g
Esmalte dentario 10
Sangre 4.7
Esqueleto 22
Tracto gastrointestinal 3.2
Tejido adiposo 30

w
Hígado 2.8
Tejido conjuntivo 50
Cerebro 2.7
elástico

w
Pulmones 2.4
Piel 71
Tejido adiposo 2.3
Hígado 71.4

w
Riñones 0.6
Cerebro 73.33
Bazo 0.4
Páncreas 73.68
Resto 11
Corazón

Sangre e n
Músculo esquelético

Tracto gastrointestinal
76
78
79.07
79
Total: 100

Riñones
Bazo
os
Tejido conjuntivo 80
80
83.74
Pulmones
n 83.74

í ta
v is

x
El agua en el cuerpo humano .m
o m
.c
Embrión (meses): Proporción
agua en
u te
de
el
Edad (años): Proporción

.g
embrión (%):
1 97 total (%):
30-39 64
2
w 96
40-49 60
3
4 w 94
92 50-59 58
5 w 87.5 60-69 55
6
7
e n 85
83
70-79
80-89
90-99
53
52
51
8

os
Recién nacido
81
75

n
í ta
v is

x
El agua como una entidad polar .m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
v is ¿Cuál es la relevancia de esta entidad tetrapolar?


x
Propiedades del agua: .m
o m
.c
Concepto: Definición:

te
Caloría Cantidad de calor necesaria para elevar en un grado la
temperatura de un gramo del cuerpo o sustancia sin que cambie

u
de fase o estado de agregación (en el intervalo de 14.5 y 15.5° C).

.g
Calor específico: 4.184 J/g.C.
Capacidad calórica Medida de la capacidad de absorción de calor por una sustancia

w
sin cambiar su estado de agregación.
Conductividad térmica
w
Capacidad de las moléculas de agua para transferir el calor.
Calor latente de
transformación w
Cantidad de calor necesario para hacer pasar una sustancia sin
variación en su temperatura, del estado sólido al estado líquido

e n
(calor latente de fusión), o del estado líquido al estado de vapor
(calor latente de vaporización o de ebulliciónebullición-540 cal a 20
°C).

o
Constante dieléctrica ()s Capacidad que tiene el agua para conducir una corriente eléctrica

n entre dos placas metálicas cargadas.
F = k q1 q2 /  r2

ta
F = k q1 q2 / r2
Ósmosis
í Difusión del agua (flujo a favor de un gradiente).

v is

x
La estructura atómica dicta el arreglo .m
intermolecular
o m
e .c
u t
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
v is

x
La fuerza de los puentes de .mH
o m
Un tipo particular de interacción dipolo permanente-dipolo permantente

Depende de:
.c
1. La diferencia de
electronegatividades.
u te
2. El arreglo espacial de los.g
w
átomos donadores y aceptores de
los
w
puentes de hidrógeno.

w
3. La distancia entre los núcleos
n
de los aceptores y donadores.
e
os
4. El medio de solvatación donde
ocurran los puentes.

n
í ta
v is

x
La tensión superficial del agua .m
o m
.c
u te
.g
w Las fuerzas de

w cohesión

w intermoleculares
permiten la tensión

e n superficial de los
solventes líquidos.

os
n
í ta
v is

x
La interfase agua-aire .m
o m
.c
u te
.g La clave está
en los puentes
w de hidrógeno.

w  Hay un
w efecto

e n sinérgico,
cooperativo
en las redes.

os
n
í ta
is
Además, la evaporación absorbe energía e impide que se eleve nuestra temperatura

v

x
Estados de agregación del agua .m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
e n
os
n
En el hielo se forman cristales con arreglos periódicos de puentes de H que establecen

ta
distancia constantes entre las moléculas de agua. En el agua líquida las moléculas se

í
arreciman e incrementa la densidad relativa de la sustancia (líquido asociado)

v is

x
Medio de solvatación y dispersión .m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
v is

x
Soluciones valoradas .m
o m
Unidades: Fórmula:
.c
Unidad: Obtención:
Porcentuales
Molares
x / 100
te
p/p p/v, v/v
u
.g
Mol/litro. Mol: 6.023 x 10 23 partículas. M = (gr/PM) /
L

w
Normales Eq / litro
w Eq: Partícula intercambiable,
con carga + derivada de la
N=nM

w disociación de una molécula.
Osmolares
e n
Osmol / litro. Osmol: Atrapador de agua
(ion) derivado de la
Osm = n* M

os ionización de una molécula..
Soluto: componente en menor cantidad de la mezcla.
n
Solvente: componente en mayor cantidad de la solución.

í ta
i s
v

x
La presión osmótica .m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
e n
os Presión osmótica =  = i MRT
donde
n
 es la presión osmótica medida en atmósferas;
i es elfactor de van’t Hoff que refleja la ionización de los solutos;

í ta
M es la molaridad de la solución (número de moles / litro de solvente);
R es la constante de los gases (0.082 L atm / K mol);

is
T es la temperatura medida en K.

v

x
Osmolaridad vs Tonicidad .m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
e n
os
Osmolaridad:
n Medida cuantitativa de la cantidad de osmol por unidad de volumen.
Tonicidad:
í ta Medida cualitativa de la cantidad de solvente por soluto en una

is
solución.

v

x
 Si se ponen eritrocitos en una solución .m
hipertónica, los eritrocitos se deshidratan en un
fenómeno llamado crenación.
o m
.c
 Si se ponen en una solución hipotónica, los
eritrocitos se llenan de agua y eventualmente se

•
rompen –se hemolizan-.
En una solución isotónica, los eritrocitos
t e
conservan sus propiedades y su forma.
u
 En algunas enfermedades como la desnutrición
o mal funcionamiento renal, la presión osmótica
.g
es menor y se produce edema.
w
• En biología tenemos membranas que son w
semipermeables o
w
selectivamente
permeables, es decir, sólo permiten el paso

e
 El movimiento de iones o moléculas
n
de algunos solutos o sólo del disolvente.

os
pequeñas a través de membranas
selectivamente permeables se llama
diálisis.
n
í ta
v is

x
La presión osmótica .m
o m
e .c
u t
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
v is

x
Distribución del agua .m
o m
Localización: % DE PESO CORPORAL .c
% DE DISTRIBUCIÓN
e
Intracelular 30-40 %
u t 42.85-57.14 %

.g
Intersticial 15 % 21.42 %
Plasma y fluidos 4.5 % 6.4 %
transcelulares
w
Agua total
w
70% 100 %

w
•
e n
Los fluidos transcelulares incluyen los fluidos gastrointestinales,
peritoneal, sinovial, líquido cefalorraquídeo, entre otros.

•
os
La composición electrolítica del líquido intracelular (LIC) y del líquido

n
extracelular (LEC) difiere notablemente.

í ta
v is

x
Equilibrio hidroeléctrico .m
o m
.c
u te
.g
w Brecha
aniónica

w
w
e n
os
n
í ta
v is

Teoría clásica o de
x
.m
Arrhenius Fuerza que tienen las moléculas
de disociarse
Unidades de Concentración En disolución acuosa:
• Ácido es una sustancia que se
disocia produciendo H+.

Porcentaje en masa % :
% masa de soluto =masa
•Bases es una sustancia que se
disocia produciendo iones hidróxido,
OH-. Teoría de Brönsted y Lowry.

o m
El logaritmo negativo de la
actividad de los iones de

.c
sto/(masa sto + masa dis) X 100 •Ácido es una sustancia capaz de
ceder un protón (a una base). hidróxido
Molaridad (M)
• Base es una sustancia capaz de
M = moles de sto/litro de pOH = − log10.[OH −

te
aceptar un protón (de un ácido).
disolución (mol/L) ]
Molalidad (m). M = moles de
Teoría de Lewis Concentración de iones o

u
sto/ masa de dis (mol/Kg)
Bases las sustancias que tienen un cationes hidrógeno [H+]
Normalidad (N) par de electrones no compartidos que presentes en determinada
N = No. Equivalentes sto/litro
de dis.
 Osmolaridad
pueden ceder

. g
Ácidos aquellas sustancias que son
capaces de aceptar el doblete
sustancia

OsM= osmoles/ L (mOsm/L) electrónico

w El agua está disociada en iones OH– y H+, tenemos que:
Kw = [H+][OH–]=10–14

w
Kw es una constante conocida como producto
iónico del agua.
Por lo tanto,
log Kw = log [H+] + log [OH–]

w
Disoluciones
Tipos –14 = log [H+] + log [OH–]
14 = –log [H+] – log [OH–]
Liquido- Líquido pH + pOH = 14
Liquido- Solido

Equilibrio e n
Mezcla Homogénea las partículas del soluto se
encuentran dispersas entre las moléculas del
disolvente.
pH y pOH
Medida de Acidez
Químico
os Algunas
o Basicidad

Estado de un sistema en
n Propiedades Presión

ta
el cual no se produce
osmótica
ningún cambio neto
adicional
í
is
La necesaria para detener el
flujo de agua a través de la

v membrana semipermeable


x
Ácidos y bases .m
o m
e .c
Ácidos
Arrhenius Lowry-Brønsted

u t Lewis
Toda sustancia que al Cualquier molécula que Cualquier átomo o

.g
disociarse en agua al disociarse o entrar en molécula que recibe
genera iones Hidronio o una reacción química, electrones (e-) al

w
Hidrogeniones (H3O)+ aporta protones (H+) entrar
combinación
en

w química.
Base
w
Todo agente que al Cualquier reactivo que Cualquier
disociarse en agua, recibe protones (H +)
material
que ceda electrones
genera iones oxidrilo o
Hidroxilo (OH)-
e n (e-).

os
n
í ta
v is

x
Ionización del agua .m
o m
1
e .c
u t
.g
2

w
3
w
w
4
e n Kw

os
5 n
í ta
v is

x
Escala de pH .m
o m
e .c
u t
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
v is

x
Ácidos y bases fuertes .m
o m
• Aplicar –log de la conc. Molar..c
Ácidos:
u te Bases:

.g
ÁCIDO FUERTE: aquél que se ioniza por
completo o casi por completo, para donar
BASE FUERTE: Tiene una gran atracción
por los protones. Ion hidroxilo.
todos sus protones.
w
☞
w
El resultado de añadir un ácido fuerte
BASE DÉBIL: Tiene una débil atracción y
sólo un pequeño porcentaje de sus

w
el agua, es un gran aumento en la
concentración de iones hidronio.
moléculas aceptará protones. Amoniaco.

e n
ÁCIDO DÉBIL: Se ioniza sólo parcialmente
en agua para donar sus protones.

☞

os
La adición de un ácido débil al agua,
da por resultado sólo un pequeño aumento
 Si un ácido es fuerte, su base
conjugada será débil.

n
en la concentración de iones hidronio.  Mismo caso para las bases.

í ta
v is

x
Ácidos débiles .m
o m
No se disocian completamente en agua. Por lo
que para calcular el pH conviene aplicar la

e .c
fórmula:

u t
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
is
Recordar que: Ki = Ka o Kb = (Keq)•([H2O])

v

x
Amortiguadores fisiológicos: .m
o m
Amortiguador:
.c pKs: Localización:

te
H2CO3-HCO3- 6.1 Plasma.
H2PO4-HPO4-2
u 7.21 Interior celular.
HbH-Hb- y HbOH-HbO-
.g 7.9 y 6.7 Eritrocito. Rico en Histidina.

w
Aminoácidos (COOH-COO- y NH3-NH2) 1.98-2.28 Plasma.

w
w
e n
os
n
í ta
v is

x
Valores normales del Eq. Ácido-base .m
o m
 pH = 7,35 - 7,45

e .c
 pCO2 = 40 mm Hg

 Bicarbonato = 21 - 23 mEq/l. Es el
u t
bicarbonato real que contiene la sangre
analizada. .g
w
 Bicarbonato Standard = 23 mEq/l. Es la
cantidad de bicarbonato que tendría la w
sangre si su pCO2 es de 40 mm Hg.
w
e n
 Buffer base = 45 - 55 mEq/l. Expresa la
cantidad total de bases que contiene la

s
sangre analizada.

n o
 Exceso de bases = +/- 2 mEq/l. Indica el
acumulo de ácidos o bases que se ha

ta
producido en un momento determinado.

í
v is

x
Compara: Alcalosis .m
o m
e .c
u t
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
v is

x
Compara: Acidosis .m
o m
e .c
u t
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
v is

x
pH
.m
< 7.4 >7.4
o m
ACIDOSIS
.c
ALCALOSIS
e
HCO3- <24mEq PCO2 >40mm Hg
u
HCO3- >24mEq t PCO2 <40mm Hg

metabólica respiratoria .g
metabólica respiratoria
w
w
w
Compensación e n
Compensación Compensación Compensación
respiratoria
osrenal respiratoria renal

n
ta
PCO2 <40mm Hg HCO3- >24m Eq/l PCO2 >40mm Hg HCO3- <24m Eq/l

í
v is

x
.m
o m
e .c
u t
.g
w
w
w
e
LOS 20 AMINOÁCIDOS
n
ESTÁNDAR os
n
í ta
v is

x
Descripción química de los -aminoácidos .m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
e n
está protonizado
disociado (-COO-).
s
En la forma bipolar de un aminoácido el grupo amino

o (-NH3) y el grupo carboxilo está

n
ta
A esta forma se le llama “zwiterion”

í
v is

x
El punto isoeléctrio de los a.a .m
o m
• Punto isoeléctrico: Sitio de la
.c
curva de titulación donde los
aminoácidos no muestran una
u te
.g
carga neta (son neutros).

w
w
w
e n
os
n
El pK se obtiene utilizando los pK que

ta
determinan la forma neutra del a.a.

í
v is

x
El punto isoeléctrico de los a.a .m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
v is

x
Devlin
.m
o m
e .c
u t
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
v is

x
Mckee
.m
o m
e .c
u t
.g
w
w
w
Cuidado con e n
estos errores
garrafales en
os
los libros.
n
í ta
v is

x
.m
Leeningher

o m
e .c
u t
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
v is

x
Stryer
Alifáticos Con azúfre .m
o m
e .c
u t
Aromáticos Cíclicos
.g Hidroxilados

w
w
w
Con carga positiva e n Con carga negativa y derivados

os
n
í ta
v is

x
Aminoácidos: .m
Aminoácido: Característica: Detalle:
o m
G, Gly
(quiral).
e .c
Único que no tiene carbono asimétrico El más pequeño y presenta menos
impedimentos espaciales (estéricos).
P, Pro Aminoácido hetrocíclico
t
Iminoácido, colágena (hidroxilado)
u
.g
H, His Su pK es de 6.0 por tanto permite Es abundante en la hemoglobina, grupo
amortiguar cambios a pH fisiológico. imidazol.
C, Cys
w
Forma puentes disulfuro en las cistinas. Es el único mercaptoaminoácido.

W, Trp
w
Aminoácido más voluminoso, aromático, Más conservado en la estructura

w
planar y fluorescente (280 nm). proteica.
Y, Tyr
M, Met
Aromático e hidroxilado

e n
Segundo aminoácido azufrado.
Hidroxifenilalanina.
Iniciador de proteínas (esencial).

os
n
í ta
v is

x
.m
Olguita tenía un gato llamado triptofano pues era…

o m
e .c
u t
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
v is

x
.m
a.a. Esenciales: Aquellos que un
o m
.c
organismo dado no puede producir en
cantidades suficientes para cubrir sus
necesidades y debe obtener de la dieta.

t e
a. a. No esenciales: Aquellos que un
u
.g
organismo dado puede producir en
cantidades suficientes para cubrir sus

w
necesidades de síntesis de proteínas y
de otros metabolitos.

w
w
e n
os ¿Quiénes son?
Aromáticos: F,W
n Positivos: H, K, N

í ta Hidrofóbicos: V, I, L
Hidroxilado: T

v is Iniciador: M


x
.m
o m
e .c
u t
.g
w
w
w
EL ENLACE e nPEPTÍDICO Y
os
ESTRUCTURA DE PROTEÍNAS
n
í ta
v is

x
El enlace peptídico .m
o m
e .c
u t
.g
• A principios de 1950 Linus
Pauling y Robert Corey
descubrió que los enlaces C-
N que unen cada dos w
aminoácidos son más cortos
w
que otros tipos de enlaces C-
N. w
• Convención para escribir
e n
polipéptidos: NH3-COO-.

os
n
í ta
v is

x
Comparemos con enlaces orgánicos .m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
v is

x
El enlace peptídico .m
o m
e .c
u t
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
v is

x
Impedimentos estéricos .m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
v is

x
Los ángulos de giro  y  .m
o m
• La posibilidad de rotación
.c
te
alrededor del enlace entre el
nitrógeno y el carbono a de la
cadena principal constituye el
u
.g
ángulo fi () y la rotación entre el
carbono a y el carbono carbonílico
w
constituye el ángulo psi ().

w
w
e n
os
n
í ta
v is

x
El ángulo omega () .m
o m
• El enlace peptídico es llamado también enlace omega () y no
e .c
de doble enlace.
u t
permite la posibilidad de rotación por poseer características parciales

.g
w
w
w
e n
os
n
í ta ¡El enlace C-N se denomina 

v is

x
Los gráficos de Ramachandran .m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
v is Mapa de conformación proteica para la poli-L-alanina


x
Abundancia de las estructuras .m
o m
• Una visión complementaria
.c
acerca de la conformación
de las proteínas procede
u te
.g
del hallazgo de que los
diferentes aminoácidos se

w
presentan con frecuencias
distintas en las -hélices,
láminas  y giros . w
w
e n
os
n
í ta Las probabilidades de Chou y Fasman:
F = n /nc

v is

x
La estructura primaria .m
o m
.c
• La estructura primaria
u te
se refiere a la secuencia
de residuos de .g
aminoácidos unidos
w
covalentemente que son
w
codificados por un gen y
también dicta w la
localización de

e n los
puentes disulfuro, si los
hubiere.

os
n
í ta
v is

x
La estructura secundaria .m
o m
• La estructura secundaria se
.c
te
define como la conformación
local del esqueleto de
residuos de aminoácidos.
u
 Está relacionada con el
.g
ordenamiento espacial de los
residuos de aminoácidos w
próximos entre si en la w
secuencia lineal.
w
•
n
Algunas de estas relaciones

e
estéricas son de naturaleza
regular

os
originando
estructura periódica.
una

•
n
Se incluyen en las estructuras

í ta
secundarias las hélices ,
láminas , giros y hélices de

v is
colágeno.


x
Los motivos o estructuras supersecundarias .m
o m
•
.c
Los motivos o estructuras supersecundarias hacen referencia a

te
los agrupamientos periódicos de estructuras secundarias.

u
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
v is

x
Los dominios .m
o m
•
.c
Los dominios se refieren las repeticiones estructuradas o periódicas de las
e
estructuras supersecundarias dentro de una proteína.

u t
☞ Para algunas proteínas este nivel se corresponde, es igual, al de la
estructura terciaria.
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
v is

x
Dominios vs clases estructurales .m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
e n

os  /
n
í ta
v is

x
La estructura terciaria .m
o m
•
.c
La estructura terciaria se refiere al ordenamiento espacial de residuos de

u te
aminoácidos alejados en la secuencia lineal. Algunos autores refieren que
“la línea divisoria entre las estructuras secundarias y terciarias es un asunto

.g
de preferencias personales”.

w
w
w
e n
os
n
í ta
v is

x
La estructura cuaternaria .m
o m
• Las proteínas que poseen más de
.c
una cadena polipeptídica pueden
presentar un quinto nivel de
u te
.g
organización estructural:

• La estructura cuaternaria se
w
w
refiere al ordenamiento espacial

w
de las subunidades y naturaleza
de los contactos mutuos que

e n
existen entre las estructuras
terciarias. Las cadenas integrantes
de
s
una proteína polimérica

o
pueden ser idénticas o diferentes y
originan
n homo y

ta
heteropolímeros.

í
v is

x
Estructura supercuaternaria .m
(supercomplejos)
o m
e .c
u t
.g
w
CI CIII CIV CV w
w
e n
En la teoría del “estado sólido” de la

complejos están s
membrana mitocondrial interna los

o asociados
permanentemente
n formando

ta
supercomplejos

í
v is

x
.m
o m
e .c
u t
.g
w
w
w
e n
os
n
í ta
v is

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