biomoléculas inorgánicas

1. BIOMOLECULAS
INORGANICAS
Blga. María Elena Rodrigo Rojas
UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL
CEPREVI 2010-A

2. OLIGOELEMENTOS
(ELEMENTOS TRAZA)
0.2%
SECUNDARIOS
(0.8%)
PRIMARIOS
(99%)
C, H, O, N
P, S, Ca, Mg, Fe,
Na, K, Cl
Mn, Zn, Cu, I,
F, Mo, Se, Cr,
Co
BI
O
E
L
E
M
E
N
T
O
S

3. BIOELEMENTOS

4. COMPOSICION (%) EN
BIOELEMENTOS DEL CUERPO
HUMANO
O
25.75
C
9.5 N
1.4
Otros
0.75
H
62.6
99.25%:
H,O,C,N
0.75%:
Ca: 0.33
P: 0.23
K: 0.06
S: 0.05
Na: 0.04
Cl: 0.03
Mg: 0.01
Fe: 0.001
Trazas:
Cu,I,Co,Zn

5. PORCENTAJE DE BIOMOLECULAS
DE UNA CELULA HUMANA
Proteínas
15
Lípidos
3
Azucares
2
DNA <0.5
Metabolitos
intermedios
>1.5
RNA 2
Sales 1
H20
75

6. BIOELEMENTOS
• De los más de 107 elementos químicos descritos
en la Tabla Periódica sólo 22 están presentes en
la mayoría de los seres vivos, y de ellos
únicamente 16 están presentes en todos los seres
vivos.
• Estos 16 bioelementos se agrupan en:
• A) Elementos Mayores: Son 4: C, H, O y N;
representan el 99.25% del total, y dan lugar las
biomoléculas principales.
• B) Elementos Menores: Son 12: Ca, P, Na, K,
Cl, S, Mg, Fe, Cu, Zn, Co, I.

7. CALCIO
• Elemento más abundante del cuerpo.
•  del 99% del Ca se encuentra en los
depósitos minerales de hidroxiapatita:
(PO4)3Ca5(OH) de los huesos y los
dientes.
• El 1% restante del participa en la
comunicación celular y en la regulación de
procesos celulares: función de enzimas,
presión sanguínea, contracción muscular,
etc.
• Su pérdida por el hueso produce la

8. FOSFORO
• Forma parte junto con el Ca de la hidroxipatita del
hueso, y de estructura química de los fosfolípidos,
ácidos nucleicos, NAD y NADP y ATP.
• Regula el pH de las células.
• Afecta el metabolismo del Ca, Na y K.
• La > parte se encuentra en los huesos y es esencial para
mantener su estructura.
• Activador de Rx. enzimáticas en las que participa el ATP.
• Ayuda a mantener los potenciales eléctricos de las
membranas de las neuronas y de los músculos y en la
transmisión del impulso de los nervios a los músculos.
MAGNESIO

9. AZUFRE
• Forma parte de nuestra dieta al ingresar como
componente de aa: cisteina y metionina, los
cuales forman proteínas.
• La cisteina además forma parte del glutation:
importante en la detoxificación de drogas y la
protección de células del daño oxidativo.
Na, Cl y K
• Son electrolitos que regulan el balance de fluídos.
• Importantes en la conducción nerviosa y contracción
muscular.

10. HIERRO
• Esencial para la distribución del O2 hacia las
células, al formar parte de 2 moléculas
transportadoras de O2 : hemoglobina y
mioglobina.
• Forma parte también de varias proteínas que
participan en:
- la cadena transporte de e- mitocondrial,
- metabolismo de drogas y
- sistema inmune.

11. ZINC
• Forma parte de enzimas antioxidantes.
• Necesario para el funcionamiento de unas 70
enzimas .
• Participa en la protección de las células contra los
radicales libres.
• Tiene rol:
- en el desarrollo de los órganos sexuales,
- desarrollo de los huesos,
- función del sistema inmune,
- el almacenaje y liberación de insulina,
- la movilización de Vit. A del hígado y
- la estabilización de las membranas celulares.

12. COBRE
• Necesario para el transporte de Fe y para
mantener las membranas celulares de los
glóbulos rojos.
• Componente de la enzima antioxidante
superóxido dismutasa.
• Tiene un rol en el metabolismo del colesterol, su
deficiencia  los niveles de colesterol en la
sangre.
• Funciona en una forma de la enzima antioxidante
superóxido dismutasa.
MANGANESO

13. BIOELEMENTOS
• 12) Selenio: Interactúa con la Vit. E al
proteger al cuerpo contra el daño oxidativo
de los radicales libres. Síntesis de
hormonas tiroideas.
• 13) Yodo: Síntesis de hormonas tiroideas.
• 14) Fluor: Necesario para la salud dental, se
incorpora al esmalte del diente al formar
fluorapatita : ((PO4)3Ca5(OH,F)), el cual es
más resistente a los ácidos.

14. BIOELEMENTOS
• 15) Cromo: Esencial para el transporte de
glucosa hacia el interior de las células.
• 16) Molibdeno: Activador enzimático.
• 17) Boro: Metabolismo de Ca y Mg.
• 18) Cobalto: Forma parte de la Vit. B12.

15. BIOELEMENTOS
BIOMOLECULAS
ORGANICAS
INORGANICAS
1. Agua
2. CO2
3. O2
4. Sales Minerales
1. Glúcidos
2. Lípidos
3. Proteínas
4. Ácidos Nucleicos

16. AGUA
• Molécula más abundante en los seres
vivos.
• Lugar de donde se originó la vida.
• Medio para las reacciones químicas.
• Sin agua no hay metabolismo.
• Sin agua no hay reproducción.
• Sin agua no hay vida.

17. Agua
 Biomolécula más abundante en el ser humano
(65 % - 70 %), Obeso (45 %).
El hombre puede vivir sin oxígeno por unos
minutos, después de esto, la necesidad más
esencial de la vida es el agua.
Una pérdida del 10% causa enfermedad, 20%
puede causar la muerte (el cólera).
En tejidos jóvenes (embrión) es más rico en
agua.

18. Propiedades del agua
• Dipolo eléctrico
• Puente de hidrógeno (proteínas,
carbohidratos, nucleótidos)
• Alta afinidad
• Alto punto de ebullición 100ºC. -60,7ºC H2S
• Densidad max a 4ºC 1g/ml. Hielo 0,9107
g/ml
• Alto calor específico 1cal/g.ºc. Hielo 0,5
cal/g.ºc
• Alto calor de vaporización 540 cal/g
etanol 204 cal/g, metanol 263 cal/g

19. Propiedades del agua
• Alta constante dieléctrica 80 agua,
metanol 33, etanol 24
• Capacidad de hidratación (carácter dipolar)
• Disolvente de moléculas anfipáticas
(micelas)
• Disolvente de compuestos polares de
naturaleza no iónica por puentes de
hidrógenos. Ej alcohol, aminas, glúcidos.
• Transparencia
• Electrolito débil 2H2O --- H3O+ + OH-
• Termorregulación
• 3 ó 4 puentes de hidrógeno en el agua
líquida.

20. Propiedades: Como sustrato o productos en
reacciones enzimáticas
G-6P + H2O Glucosa + Pi
2 G-SH + H2O2 GS-SG + 2 H2O
Glutation Red Glutation oxid

22. AGUA
CARACTERISTICAS QUIMICAS
• Formada por átomos de O (1) e H (2).
• Molécula polar: DIPOLO

23. FORMACION DEL H2O
O
H
H
X
X
X
X X
X
X
X
X=electrón

24. FORMACION DEL H2O
O H
H
X
X
X X
XX
XX
X
X
X
X
-
+
+

25. AGUA
CARACTERISTICAS QUIMICAS
• Forma puentes de hidrógeno entre sus
moléculas; 4 en el caso del hielo.

26. AGUA
CARACTERISTICAS QUIMICAS

27. AGUA PROPIEDADES
SOLVENTE UNIVERSAL

30. La cohesividad, debida a los puentes de
hidrógeno entre las moléculas de agua, es
responsable de importantes características
del agua y de muchas de las funciones que
el agua cumple en los seres vivos. Entre
ellas tenemos:

31. 1. Fenómenos como el de la capilaridad,
2. Es también responsable de que el agua sea un líquido
prácticamente incompresible capaz de dar volumen y
turgencia a muchos seres vivos (p.e.:gusanos) y por
ejemplo, es la responsable del esqueleto hidrostático
de las plantas.
3. Elevada tensión superficial del agua.
4. elevados puntos de fusión y ebullición del agua.
5. Elevado calor específico
6. Elevado calor de vaporización Regulan la Tº (sudoración)

32. Fuerza de cohesión

35. AGUA
PROPIEDADES
• Térmicas:
-  Calor específico
-  Calor latente de vaporización
-  Punto de ebullición
-  Punto de congelación
• Densidad: > a 4oC
• Tensión superficial: 
• Cohesión: 

36. DENSIDAD DEL AGUA
0 4 5 10 15
Temperatura oC
2
1
Muchas sustancias
agua

37. AGUA
PROPIEDADES
TENSION
SUPERFICIAL

38. TENSION SUPERFICIAL

39. TENSION SUPERFICIAL
+ detergente

40. TENSION SUPERFICIAL
A B C
H2O H2O H2O
D
H2O +
detergente

41. AGUA PROPIEDADES:
COHESION Y ADHESION

42. Otros puentes de hidrógeno
• Agua y alcohol (O – HO)
• Agua y grupo tiol (O – HS)
• Agua y grupos aminos (O – N)
• Agua y grupo ceto (H – O=C)
• Agua y carboxilo (O – HOOC)

43. Disociación del agua
• El agua es un electrolito débil, se
disocia parcialmente.
2 H2O -- H3O+ + OH-
H3O+ : ión hidronio = [H+]
OH- : ión oxidrilo
Kw = [H3O+].[ OH-] =1x10-14(mol/L)2 a
25ºC

44. IONIZACION DEL AGUA

45. Grado de ionización

46. Concepto y escala de pH
pH = - log a H3O+ = - log H3O+
pOH = - log OH–
H3O+ = 10 - pH OH– = 10 -pOH
Sörensen (1929)
Según la IUPAC:
“ El pH es igual al menos logaritmo decimal de la actividad del protón”
Escala de pH
pH + pOH = pKW
Escala de 14 unidades a 25 ºC
pH disolución
1,00 M en H3O+
pH disolución
1,00 M en OH-
ÁCIDO NEUTRO BÁSICO
7

47. pH de varias sustancias
Bicarbonato sódico
Lago Ontario
Orina humana
Saliva, pH 5,7-7,1
ALCALINO
ÁCIDO
Lechada de magnesia
Amoniaco
Lejía
Agua de mar
Sangre humana
Zumo de tomate
Zumo de limón
Manzanas
pH medio del agua de lluvia
Toronto, febrero 1979
Leche
Agua de lluvia teóricamente “pura”, pH 5,6
pH NEUTRO
pH letal para la mayoría de los peces, pH 4,5-5,0
Vinagre
La lluvia más ácida registrada en USA
Ácido de una batería

48. FUERZA DE ÁCIDOS Y BASES
FUERZA
La facilidad de un ácido para ceder un protón
y la de una base para aceptarlo
Cuando un ácido o una base se disuelve en agua se disocia o se ioniza:
TOTALMENTE: ácidos o bases FUERTES Ka o Kb ∞
PARCIALMENTE: ácidos o bases DÉBILES Ka o Kb finita
Ácido
fuerte
Ácido
débil
Base
fuerte
Base
débil
Cede fácilmente un protón
Acepta fácilmente un protón
Cede con dificultad un protón
Acepta un protón con dificultad
Ejemplos:
HCl, HClO4, HNO3, H2SO4
NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2
CH3COOH, H2CO3, HCN, HF
NH3,C6H5NH2, CH3NH3Cl

49. pH
 Los fluidos biológicos presentan
concentraciones bajas de iones
hidronios
 Así en el plasma sanguíneo la:
[H+] = 0,00000004 mol/L
 Sorensen en 1909 introdujo el
término de pH para expresar la
[H+]

50. pH = - Log [H+]
pH de algunos fluidos biológicos
Plasma sanguíneo 7,35 – 7,45
Jugo Gástrico 1,0
Jugo Pancreático 8,0
Orina 5,5 – 6,5
Saliva 6,8

51.  Solución Tampón (buffer,
amortiguadora) se oponen a los
cambios bruscos de pH.
Aceptan iones hidrógeno (H+)
Neutralizan iones oxidrilos (OH-)
Ceden iones hidrógeno (H+)
Colaboran en el mantenimiento de
la homeostasis ácido-base fisiológico
Tampón, Buffer o Amortiguador

52. Tampón, Buffer o Amortiguador
* Amortiguador fosfato: Intracelular
H2PO4
- H+ + HPO4-2
* Amortiguador bicarbonato:
Extracelular
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3
-
* Amortiguador proteínas: Intracelular
* Hemoglobina: Eritrocitos

53. SALES MINERALES
BASES
ACIDOS Libera protones o
hidrogeniones
Acepta o capta
protones
IONES
E
L
E
C
T
R
O
LI
T
O
S
ANIONES
CATIONES
B
R
O
N
S
T
E
D
Y
L
O
W
R
Y

54. Sales minerales y gases
Sales minerales
En general se encuentran en pequeñas cantidades y en
diversas formas tales como los huesos o caparazones, así
como disueltos en la sangre. De esta ultima forma resultan
iones como el sodio (Na+), el potasio (K+) o el bicarbonato
(HCO3
-), entre otros. Estos iones mantienen el grado de
salinidad y la acidez del organismo.
Gases
Son de particular importancia el oxígeno y el dióxido de
carbono tanto en la respiración como en la fotosíntesis.
Ambos procesos se verán mas adelante.

55. Sales minerales
Iones:
Cationes: Na+, K+, Ca2+ y Mg2+
Aniones: cloruro, fosfato, carbonato, bicarbonato, sulfato, nitrato
Funciones:
Disociada:
Equilibrio osmótico.
Equilibrio ácido-base.
Combinada. Estructural o de sostén

56. IONES FUNCION
Na+ y K+
 Equilibrio ácido básico.
 Polaridad de membrana
 Presión osmótica (tonicidad
celular)
Ca+2
 Coagulación sanguínea
 Componente de huesos y
dientes
Mg+2  Componente de clorofila
 Activador de enzimas
 Trabajo muscular
Fe+2 Componente de hemoglobina
Transporta O2