El documento resume los conceptos básicos de bioquímica. Explica que 27 elementos forman la materia viva y se llaman bioelementos, los cuales se clasifican en macroelementos y oligoelementos. Luego describe las biomoléculas inorgánicas como el agua, ácidos, bases y sales minerales, y las biomoléculas orgánicas como glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Finalmente, explica las propiedades y funciones biológicas de estas biomoléculas.
2. Bioquímica
Existen unos 109 elementos químicos
estables en la naturaleza.
Son los componentes de toda la
materia sobre la Tierra, y forman
moléculas por medio de enlaces
químicos.
De estos elementos sólo 27
componen la materia viva y se les
llama Bioelementos.
5. Bioelementos
Son los elementos químicos que
forman parte esencial de los seres
vivos.
Los Elementos Biogenésicos suman
aproximadamente el 30% de la
materia terrestre.
Se clasifican en: Macroelementos y
Oligoelementos.
7. Macroelementos
También llamados Elementos Primarios o
Elementos Organógenos.
Son abundantes, constituyen
aproximadamente el 98% de la materia
viva.
Son esenciales e indispensables para la
formación de biomoléculas orgánicas
como glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos
nucleicos, vitaminas; así como
biomoléculas inorgánicas como agua,
sales y algunos gases.
9. Macroelementos
C
Elementos organógenos
H
O
N
P
Forma parte de los nucleótidos que forman los ácidos nucleicos.
Forman parte de los fosfolípidos de las membranas celulares y
de algunas coenzimas. También está presente en moléculas
como el ATP y forma parte de los fosfatos de los huesos y
dientes. Se encuentra también en los músculos, las neuronas y la
sangre.
S
Se encuentra en el aminoácido esencial metionina, presente en
todas las proteínas. También en algunas sustancias como el
Coenzima A, indispensable para la respiración celular.
10. Oligoelementos
También llamados Elementos
Secundarios o Elementos Trazas.
Su presencia se da de acuerdo al tipo de
ser vivo al cual constituye.
Su función es específica y participan en
muchas reacciones metabólicas.
Interactúan tanto con biomoléculas
orgánicas como inorgánicas.
Su deficiencia determina enfermedades de
tipo carencial.
11. Oligoelementos
Ca
Es uno de los más abundantes del organismo. El 99% esta en los
huesos asociado al P (fosfato de calcio). Interviene en la función
cardiaca, la formación de hueso y dientes, la contracción muscular,
la transmisión del impulso nervioso y la coagulación sanguínea.
Fe
Es fundamental para la formación de la Hemoglobina, necesaria
para el transporte de oxígeno y parte de los citocromos que
intervienen en la respiración celular.
K
Es el catión más abundante a nivel intracelular. Interviene en la
contracción muscular, mantiene la presión osmótica, permite el
impulso nervioso y regula la frecuencia cardiaca.
Na
Es el catión más abundante a nivel extracelular. Regula la presión
osmótica e impide la pérdida excesiva de agua del cuerpo, permite
el impulso nervioso y la contracción muscular.
12. Oligoelementos
Cl
Es el elemento básico en la regulación de la presión osmótica, en
la producción de ácido clorhídrico (HCl) y la actividad enzimática.
Presente en los medios intra y extracelulares.
Co
Forma parte de la vitamina B12 necesaria para el crecimiento,
previene algunas anemias como la anemia perniciosa, también
previene la atrofia muscular.
Zn
Factor necesario para la formación de algunas enzimas para la
respiración celular, se le requiere para el crecimiento normal.
Mg
Necesario para la actividad muscular, actividad enzimática,
mantenimiento del sistema nervioso y estructura ósea.
I
Entra al organismo como yodato en algunos alimentos en dosis
mínimas. Es necesario para la formación de la hormona Tiroxina
de la glándula Tiroides que regula el metabolismo.
13. Biomoléculas
Son las asociaciones de bioelementos
mediante enlaces químicos.
Se clasifican en:
Biomoléculas Inorgánicas
• Agua, Ácidos, Bases, Sales Minerales y
Gases
Biomoléculas Orgánicas
• Glúcidos, Lípidos, Proteínas, Enzimas,
Ácidos Nucleicos y Vitaminas
16. Biomoléculas Inorgánicas:
Agua
Es la Biomolécula más abundante de la tierra y la
más abundante en los seres vivos.
Representa el 80% del volumen celular y el 60%
del volumen del cuerpo humano.
Es una Biomolécula binaria formada por dos
átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.
17. Agua
Propiedades:
Alto calor específico: 1 kcal/g (termorregulador)
Alto calor latente de vaporización: 540 kcal/g (capacidad
refrigerante del sudor)
Alto punto de ebullición: 100 ºC
Bajo punto de congelación: 0 ºC
Alta tensión superficial y Capilaridad: (cohesión entre
moléculas)
Gran capacidad solvente: por su dipolaridad disuelve
moléculas polares e iónicas.
Densidad variable: depende de la temperatura.
18. Importancia Biológica
Constituye parte fundamental del
medio interno de la célula, el fluido
acuoso donde las moléculas se
encuentran disueltas, ahí se dan
reacciones químicas de hidrolización.
Disolvente universal por su dipolaridad.
Medio de transporte celular.
Forma la parte líquida de la sangre y
linfa.
Da volumen a la célula.
Cumple la función de termorregulador,
absorbe y libera calor lentamente, evita
cambios bruscos de temperatura.
Ayuda a moderar el clima del planeta.
19.
20.
21.
22. Biomoléculas Inorgánicas:
Ácidos y Bases
Ionización del Agua:
El agua pura tiende a ionizarse espontáneamente, pero
estos iones tienden a volverse a unir, en la misma
proporción. A este fenómeno se le llama equilibrio
dinámico. H2O H+
+ OH-
Ácidos:
Compuestos químicos que al ionizarse aumentan la
concentración de H+
Bases:
Compuestos químicos que al ionizarse disminuyen la
concentración de H+
24. Biomoléculas Inorgánicas:
Ácidos y Bases
pH:
La salud de los organismos requiere mantener un pH de
los fluidos corporales dentro de límites estrechos.
La sangre humana normalmente es de pH = 7.4
La reducción del pH a 7.0 provoca acidosis.
El incremento del pH a 7.8 provoca alcalosis.
Ambas situaciones ponen en peligro la vida.
Para evitar las fluctuaciones en el pH los organismos
utilizan diferentes tipos de Buffers.
25.
26. Biomoléculas Inorgánicas:
Ácidos y Bases
Buffers:
Son sustancias que tienen la capacidad de minimizar los
cambios del pH cuando se agrega un ácido o una base.
Los principales buffers del ser humano son:
Bicarbonato
es el principal buffer extracelular de la sangre
H2O + CO2 H2CO3 HCO3
-
+ H+
Fosfato
es el principal buffer intracelular
H2PO4
-
H2PO4
-2
+ H+
27. Biomoléculas Inorgánicas:
Sales
Son compuestos químicos muy fácilmente disociables en el
agua, formando los electrolitos.
Están formados por un metal (catión) y un radical no metálico
(anión). Ejem: Ca+2
, Na+
, K+
, Cl-
, HCO3
-
, CO3
-2
, PO4
-2
, SO4
-2
Importancia Biológica:
Son partes importantes de los compuestos estructurales
(huesos, dientes, etc.)
Son parte de enzimas y vitaminas (Hb, Vit. B12, etc.)
Son cofactores enzimáticos (activadores)
Generan potencial eléctrico para la transmisión del impulso
nervioso, la contracción muscular y cardiaca.
Controlan la presión osmótica de las células.
Controlan el equilibrio del pH (buffers)
28. Biomoléculas Inorgánicas:
Gases
Son moléculas inorgánicas formadas por átomos de un mismo
elemento o por la unión de átomos de dos elementos diferentes.
Ejem: O2,N2,CO2 , CH4, NH4 , SH2
Oxígeno (O2): es el 20% del aire y se puede hallar disuelto en el
agua. Participa en la respiración celular.
Dióxido de Carbono (CO2): es el 1% del aire. Resultado de la
respiración celular y los volcanes.
Nitrógeno (N2): es el 79% del aire. Forma nitratos y proteínas, el
segundo compuesto en importancia.
Ozono (O3): estado alotrópico del oxígeno, estable sólo a
temperaturas muy altas. Se forma en la estratósfera por acción
de la radiación ultravioleta (~UV). Hace posible la vida en la
Tierra.
29. CARBONO
Tiene cuatro electrones en su
periferia y puede formar enlaces
covalentes estables con otros
carbonos. Éstos le permiten
constituir largas cadenas de
átomos (macromoléculas).
El carbono
30. Los atomos de carbono asimétricos están presentes en la
mayoría de las biomoléculas
Los átomos de C unidos a cuatro átomos o grupos de átomos
diferentes se llaman asimétricos
Los enlaces formados por un C asimétrico se pueden disponer
en el espacio de 2 formas diferentes que son imágenes
especulares (estereoisómeros) una de otra (D, L ó R, S)
Los estereoisómeros son tipo dextro (D, R) o levo (L, S) y
poseen actividades biológicas completamente distintas.
Los C asimétricos son la característica estereoquímica
principal de los aminoácidos y los hidratos de carbono
Carbonos asimétricos:
estereoisomería
59. BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULASBIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS
LípidosGlúcidos A. NucleicosProteínas
como
Orgánicas
Oligoelementos
(Ca, Na, K, I, Fe, etc)
Primarios
(C, H, O, N, P, S)
Biomoléculas
forman
Simples
N2,
O2
com
o
Propiedades
físico- químicas
Funciones
biológicas
Disolvente
Bioquímica
Transporte
present
a
Elevada fuerza de cohesión
Alto calor específico
Alto calor de vaporización
Alta constante eléctrica
Mayor densidad en estado
líquido
como como
se
encuentran
Disueltas
(Na+
, Cl-
)
Precipitadas
(CaCO3)
Inorgánicas
S.mineralesAgua
com
o
pueden
ser