Curso de Bioquímica para estudiantes de las carreras de la salud. Medicina, Tecnología Médica, Obstetricia, Enfermería, Kinesiología

1. El agua
Antonio E. Serrano PhD. MT.
Cátedra de Bioquímica - 2012
@xideral
xideral.com

2. Sumario
• El agua
• Molecula dipolar
• Solvente universal
• Capa de solvatacion
• Puentes de Hidrogeno
• Biomoléculas
• Polimeros y monómeros
• Hidratos de carbono
• Lipidos
• Acidos nucleicos
• Proteinas

3. Características
• La importancia del agua
‘la búsqueda de vida
comienza por la
búsqueda de
agua’
• El agua posee una
estructura única que la
hace clave en el
desarrollo de la vida:
• Está en estado líquido a
temperaturas en las
cuales se llevan a cabo
las reacciones químicas
centrales para el
metabolismo.

5. Propiedades del Agua
• Molecula Dipolar
• Solvente Universal
• Solvatacion
• Liquida a temperatura
ambiente
• Puentes de Hidrogeno
(cohesividad,
capilaridad)
• Volumen celular
• Tension superficial
• Alto calor de
vaporizacion

6. Importancia
• Carga global
neutra.
protones =nº
electrones
• La molécula de
agua es
eléctricamente
neutra, sin
embargo es
electronegativa
porque los
electrones de
valencia están
desplazados
hacia el oxígeno

7. Puente de Hidrógeno
• Debido a que estan
polarizadas, dos
moléculas de H2O
adjacentes pueden
formar Puentes de
Hidrógeno
• Poseen 1/20 de la
fuerza de un enlace
covalente

8. Enlaces
• El átomo de oxígeno atrae
hacia sí los electrones del
enlace covalente. Esto hace
que la molécula presente
carga negativa cerca del
átomo de oxígeno y carga
positiva en los átomos de
hidrógeno. Por lo tanto,
cada molécula de agua es
un dipolo eléctrico.
• En resumen: Los enlaces
involucrados en la
formacion del agua son de
tipo covalente y en la union
de moleculas entre si el
enlace es de tipo puente
de hidrogeno

9. Funciones Biológicas
Por término medio
constituye el 75 % del peso
del organismo
Las especies
El tipo de tejido
Edad del individuo
Propiedades del agua
Vehículo de transporte
Medio de reacción Reactivo, especialmente en las reacciones de hidrólisis
Regulador térmico

10. Molécula de Agua

12. Propiedades

13. Importancia
• El agua es el líquido
más abundante de la
corteza.
• El agua es el
componente más
abundante en los
medios orgánicos, los
seres vivos contienen
por término medio un
70% de agua.
• Se encuentra tanto
dentro de la celula
como fuera de ella
• Contenido en agua de
diferentes órganos
Cerebro.................85%
Sangre..................79%
Músculo ..............75%
Hígado..................70%
Cartílago....... ......55%
Huesos..................22%
Dientes..................10%

14. Propiedades
• El agua no es un simple
medio ni una mera fase
inerte, es un líquido muy
reaccionable.
• Interviene en muchas
reacciones químicas,
bien como reactivo o
como producto de la
reacción
• Es esencial para las
reacciones bioquímicas
de los seres vivos
• Por ello no es posible la
vida en ausencia de agua
Masa molecular..........18 da
Punto de fusión......... 0ºC (a 1 atm)
Punto de ebullición .... 100ºC (a 1 atm)
Densidad (a 4ºC)........ 1g/cm3
Densidad (a 0ºC).......... 0'97g/cm3

15. Propiedades Macroscópicas
• Punto de ebullición elevado (100ºC): debido a que en estado líquido
las moléculas de agua se unen entre sí por puentes de H, a causa de
la elevada electronegatividad del O. Coexisten las moléculas unidas
por puentes de H y las libres.
• Punto de fusión elevado (0-ºC).
• Calor de vaporización elevado (539'5 cal/g): evita la evaporación
masiva y la consiguiente deshidratación de los organismos vivos.
• Calor de fusión elevado (79'7 cal/g): dificulta la congelación y los los
trastornos biológicos que ésta traería consigo.
• Calor específico elevado (1 cal/g C): hace que el agua actúe como
tampón o regulador de la temperatura en los seres vivos.
• Elevada tensión superficial.
• Menor densidad del hielo que del agua líquida: en el hielo, cada
átomo de O se rodea tetraédricamente de 4 de H: de dos le separa
una distancia de 1'00 A, y de los otros dos una de 1'76 A. Por eso,
entre los O hay una distancia de 2'76 A

16. Iones y pH
• Parte de las moléculas
(10-7 moles por litro de
agua) están disociadas
en iones H+ e iones OH-.
(hidroxilo)
• En el agua pura (neutra)
la concentración de
protones es de 10-7
moles por litro lo que
nos indica que su pH=7.
Por lo tanto: es una
sustancia neutra

17. Estados del agua

18. Funciones Biológicas del Agua
• Disolvente
• Reactivo
• Estructural
• Mecanica/Amortiguador
• Termorregulador
• Transporte

19. Disolvente
• Disolvente universal. En realidad
es el disolvente más universal de
las sustancias nutritivas, tanto
orgánicas como inorgánicas. Así
actúa como vehículo para dichas
sustancias.
• La naturaleza bipolar del agua
hace de ella el disolvente ideal
para los compuestos iónicos ,así
como para las sustancias no
iónicas pero con polaridad
molecular (es el caso de
azucares, alcoholes, aldehídos,
etc).
• Las sustancias no solubles
(algunas proteínas y
polisacáridos, y las grasas)
forman dispersiones coloidales
con el agua.

20. Reactivo
• Todas las reacciones metabólicas se realizan en presencia de
agua. Pero además ella actúa como reactivo químico (como
ácido o como base, como oxidante o como reductor).
C3H8 + 5 O2 === 3 CO2 + 4 H2O + CALOR
NaOH + HCl === NaCl + H2O
NH3 + HCl === NH4Cl + H2O
CO2 + H2O=== {CH2O} + O2

21. Estructural
• Por su elevada
tensión superficial
provoca cambios en
el citoplasma:
deformaciones y
movimientos
protoplasmáticos
que se dan en las
células; y mantiene el
volumen y la forma
celular

22. Transporte
• El transporte de nutrientes y de otras sustancias en la materia
viva se desarrolla a través del agua:
• Difusión: de gases y de moléculas sólidas por el citoplasma
celular.
• Intercambio gaseoso: en aparatos respiratorios adaptados al
agua (branquias) y en aparatos aéreos (pulmones y tráqueas)
que deben permanecer húmedos para desarrollar su función.
• Circulación: por sistemas circulatorios, abiertos o cerrados,
que transportan sustancias a distintas partes del organismo
gracias al agua.
• Excreción: del N formando parte de moléculas (ác. úrico, urea
y amoniaco) cuya toxicidad queda remitida al encontrarse
disueltas en agua.

23. Propiedades
Mecanica/amortiguadora
• Su reducida viscosidad
favorece el
desplazamiento de
órganos lubricados por
líquidos ricos en agua
(en músculos y
articulaciones)
Termorregulador
• Su elevado calor específico
la convierte en
amortiguador de los
bruscos cambios térmicos.
• Su gran conductividad
térmica distribuye las
temperaturas en los seres
vivos.
• Su calor de vaporización
elevado que frena la
elevación de la
temperatura corporal

24. Biomoléculas
Cátedra de Bioquimica
Facultad de Ciencias 2012
@xideral
xideral.com

25. Biomoléculas
Los bioelementos se unen originando las
biomoléculas que forman la materia viva
CompuestosInorgánicos Orgánicos
• Agua
• Sales
minerales
• Glúcidos
• Lípidos
• Proteínas
• Ácidos
nucleicos
Unión de numerosos
monómeros
POLÍMEROS
Macromoléculas formadas a base de moléculas más sencillas

26. Polímeros y Monómeros
• Cada uno de estos tipos de moléculas son polímeros que se
ensamblan a partir de unidades individuales llamadas
monómeros.
• Cada tipo de macromolécula es un ensamblaje de un tipo
diferente de monómero.

27. Monómeros
Macromolecule
Carbohydrates
Lipids
Proteins
Nucleic acids
Monomer
Monosaccharide
Not always polymers;
Hydrocarbon chains
Amino acids
Nucleotides

28. ¿Cómo formar polímeros de
monómeros?
• En las reacciones de condensación (también llamada síntesis
deshidratación), una molécula de agua se elimina a partir de
dos monómeros, ya que están conectados entre sí

30. Hidrolisis
• En una reacción opuesta a la condensación, una molécula de
agua se puede añadir (junto con el uso de una enzima) para
dividir un polímero en dos.

32. Carbohidratos
• Los carbohidratos están
hechos de carbono,
hidrógeno y átomos de
oxígeno, siempre en una
proporción de 1:2:1.
• Los carbohidratos son la
principal fuente de energía
utilizada por los seres
vivos.
• Los bloques de
construcción de los
hidratos de carbono son
azúcares, como glucosa y
fructosa.
• Funciones:
• ENERGETICA
• RESERVA ENERGETICA
• ESTRUCTURAL

33. Carbohidratos
• Mono-, di-, oligo-, y
poli
• Cada una de estas
raíces se puede añadir
a la palabra sacárido
para describir el tipo
de carbohidratos que
tienen.
•

34. ¿Cómodos monosacáridosse combinanpara
hacer un polisacárido?

35. Polisacáridos

36. Lípidos
• Composición: Básicamente por C e H
• Generalmente hay O, bajos %
• Pueden contener P, N y S.
• Funciones:
• DE RESERVA
• ESTRUCTURAL
• DE TRANSPORTE

37. Lipidos
• Los lípidos son moléculas que constan de cadenas largas de
hidrocarbono. Generalmente se fijan de 3 cadenas en una
molecula de glicerol.. Los lípidos son no polares.

38. Saturados e Insaturados

39. Proteínas
• Las proteínas son
biomoléculas formadas por
cadenas lineales de
aminoácidos. El nombre
proteína proviene de la
palabra griega πρωτεῖος
("proteios"), que significa
"primario" o del dios
Proteo, por la cantidad de
formas que pueden tomar.
• Se forma un enlace
peptídico entre los
aminoácidos de síntesis
deshidratación.
• Composición: C , H , O , N.
• pueden contener S, P, Fe,
Mg, Cu, etc.
• Funciones:
• ESTRUCTURAL
• ENZIMATICA
• HORMONAL
• DEFENSIVA
• TRANSPORTE
• RESERVA

40. Niveles de estructura Proteica
•

41. Estructura de Proteínas
Level
Primary
Secondary
Tertiary
Quaternary
Description
The amino acid
sequence
Helices and Sheets
Disulfide bridges
Multiple polypeptides
connect