TEMA: ENLACES BIOQUIMICOS

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1 TEMA: ENLACES BIOQUIMICOS
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL: ING. AGROINDUSTRIAL CATEDRA: BIOQUIMICA TEMA: ENLACES BIOQUIMICOS DOCENTE: Mery Luz BAQUERIZO CANCHUMANYA

2 ENLACES BIOMOLECULARES
Un enlace químico es la unión entre dos átomos para formar una entidad de orden superior, como una molécula.

3 Enlaces Bioquímicos Son las fuerzas de atracción que mantienen unidos a los átomos en un compuesto u molécula. Cada enlace equivale a cierta cantidad de energía química. La energía de enlace es la energía que se necesita para romper el mismo. Los electrones de valencia determinan en cuántos enlaces puede participar un átomo.

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5 ENLACE COVALENTE Este tipo de enlace se produce cuando existe una electronegatividad polar, se forma cuando la diferencia de electronegatividad no es suficientemente grande como para que se efectúe transferencia de electrones, entonces los átomos comparten uno o más pares electrónicos en un nuevo tipo de orbital denominado orbital molecular. En química, las reacciones entre dos átomos no metales producen enlaces covalentes.

6 Los átomos que forman las moléculas orgánicas están unidos mediante enlaces covalentes.
Es un enlace muy resistente cuando la molécula está en disolución acuosa, lo que es el caso de los seres vivos.

7 Este tipo de enlace se forma cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones. Si comparten 2 electrones, uno cada átomo, diremos que ambos están unidos mediante un enlace simple; si comparten 4, aportando dos cada uno, el enlace será doble y si son seis tendremos un enlace triple. Los enlaces se representan mediante trazo entre los átomos a los que une. Así, por ejemplo: -C-C-, para el enlace simple carbono-carbono o -C=C-, para el doble. Es de destacar que el enlace simple permite el giro, lo que no sucede con los enlaces doble y el triple.

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14 LOS ENLACES COVALENTES DEL CARBONO Y DE OTROS BIOELEMENTOS
 El átomo de carbono tiene 4 electrones en la última capa. Esto hace que pueda unirse a otros átomos mediante cuatro enlaces covalentes. El hidrogeno tiene un electrón de valencia, por lo que sólo podrá formar un enlace simple.  El oxigeno tiene dos electrones de valencia por lo que podrá formar dos enlaces simples o uno doble, igual que el azufre.  El nitrogeno tiene tres electrones de valencia por lo que podrá formar tres enlaces simples,  uno doble y otro simple, o uno triple.

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17 El enlace covalente se da entre elementos no metálicos de electronegatividad similar: C-C, C-O, C-N, C-H. Si existe una mayor diferencia de electronegatividad, como ocurre entre el oxígeno y el nitrógeno con el hidrógeno, el elemento más electronegativo (el oxígeno y el nitrógeno, respectivamente) atrae hacia sí los electrones creándose una POLARIDAD. Esto es, la molécula tendrá zonas con carga eléctrica positiva y otras con carga negativa.

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20 LOS PUENTES DISULFURO Se llama así a los enlaces covalentes que se forman al reaccionar entre sí dos grupos -S-H para dar -S-S- . Este tipo de enlaces son extraordinariamente resistentes. Los encontraremos en las proteínas uniendo las subunidades que componen algunas moléculas proteicas.

21 ENLACE IONICO Es la unión que se produce entre dos átomos de electronegatividades distintas, en este tipo de enlace ocurre una transferencia de uno o más electrones del átomo menos electronegativo hacia el más electronegativo. Por ende el átomo que cedió electrones queda con carga positiva y el que capto electrones queda con carga negativa.

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24 Enlace iónico

25 Solubilidad de las sales en el agua

26 ENLACES IONICOS . Se suelen dar preferentemente en moléculas que contienen grupos -COOH y -NH2. Estos grupos en agua se encuentran ionizados:                              -COOH ® -COO- + H+                                   -NH2 + H+ ® -NH3+  El enlace se debe a las fuerzas de carácter eléctrico que se establecen entre las cargas negativas de los grupos -COO- y las positivas de los grupos -NH+3, bien dentro de una misma molécula o entre moléculas próximas. Estos enlaces en medio acuoso son muy débiles.

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28 PUENTE DE HIDROGENO El enlace puente de hidrógeno es una atracción que existe entre un átomo de hidrógeno (carga positiva) con un átomo de O, N o X (halógeno) que posee un par de electrones libres (carga negativa). Por ejemplo el agua, es una de las substancias que presenta este tipo de enlaces entre sus moléculas. Una molécula de agua se forma entre un átomo de Oxigeno con seis electrones de valencia (sólo comparte dos y le quedan dos pares de electrones libres) y dos hidrógenos con un electrón de valencia cada uno (ambos le ceden su único electrón al oxígeno para que complete el octeto).

29 La molécula de agua

30 La molecula de agua es una molécula polar, por lo que presenta cuatro cargas parciales, de esta manera la fracción positiva (un hidrógeno) genera una atracción con la fracción negativa de otra molécula (el par de electrones libres del oxígeno de otra molécula de agua). Teóricamente una molécula de agua tiene la capacidad de formar 4 puentes de Hidrógeno

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33 Puentes de hidrógeno

34 Algunos compuestos típicos que contienen enlaces hidrógeno son:

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37 El enlace puente de hidrógeno es 20 veces más débil o de menor contenido energético que un enlace normal. Pareciera ser de poca importancia, pero debido a la gran cantidad de moléculas y gran cantidad de enlaces de este tipo que puede contener una sustancia, el enlace puente de hidrógeno tiene una especial importancia. Se trata de enlaces débiles pero que si se dan en gran número pueden llegar a dar una gran estabilidad a las moléculas.

38 Los puentes de hidrógeno que existe entre las moléculas de H2O , explican el incremento del pF, pEb, densidad, viscosidad, capacidad caloríca, etc (ya que las moléculas se encuentran unidas entre sí), a diferencia H₂S , cuyas moléculas no cuentan con la atracción puente de hidrógeno y por lo tanto a temperatura ambiente es un gas.

39  Los enlaces de hidrógeno se deben a la mayor o menor electronegatividad de los elementos que participan en un enlace covalente. Así, por ejemplo, en los grupos  -C-O-H, el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae hacia sí el par de electrones que forma el enlace covalente. En las proximidades del oxígeno habrá un exceso de carga negativa y, por el contrario, el hidrógeno estará cargado positivamente.

40 Lo mismo sucede con los grupos -C-N-H, u otros, en los que también se produce una diferencia de electronegatividad. Como consecuencia se generarán fuerzas eléctricas entre átomos que presentan un exceso de carga positiva (H) y otros con exceso de carga negativa (O, por ejemplo). Estos enlaces son de gran importancia en determinados compuestos y, en particular, en las proteínas y en los ácidos nucleicos.

41 FUERZAS DE VAN DER WAALS
Estas fuerzas se basan en la atracción electrostática que pueden surgir entre dos moléculas, tanto polares como apolares. Se caracterizan por ser muy débiles y por aumentar su fortaleza con la masa molecular, ya que las capas electrónicas externas se deforman más fácilmente cuanto más alejadas están del núcleo. Se trata de fuerzas de carácter eléctrico debidas a pequeñas fluctuaciones en la carga de los átomos. Actúan cuando las moléculas se encuentran muy próximas unas a otras

42 · Pueden ser de dos tipos:
Cuando las moléculas son polares. Hay moléculas que son dipolos permanentes, debido a la distribución de sus cargas, como por ejemplo el HCl. Cuando una de estas moléculas se aproxima a otra, también polar, se producirá la aparición de fuerzas electrostáticas de atracción entre partes opuestas de la molécula.

43 Cuando las moléculas son apolares.
Cuando las moléculas no son polares por ejemplo F-F, se sabe que estas moléculas se encuentran en estado de vibración, lo que origina que las respectivas cargas están en continuo desplazamiento dentro de las moléculas. Esto significa que continuamente se están produciendo dipolos instantáneos, los cuales, a su vez inducen otros dipolos en las moléculas vecinas, con la consiguiente aparición de fuerzas atractivas entre ellos. Este hecho tiene importancia cuando las temperaturas son muy bajas, ya que en estas condiciones los dipolos instantáneos tienen vida suficiente para poder provocar el efecto de unión. Estos enlaces entre dipolos inducidos son más débiles que los que tienen lugar entre moléculas polares.

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45 Atracción electrostática
Los átomos que están presentes en todos los cuerpos, están compuestos de electrones, protones y neutrones. Los tres tienen masa pero solamente el electrón y el protón tienen carga. El protón tiene carga positiva y el electrón tiene carga negativa. Si se colocan dos electrones (carga negativa los dos) a una distancia "r“, estos se repelerán con una fuerza "F“. Esta fuerza depende de la distancia "r" entre los electrones y la carga de ambos. Esta fuerza "F" es llamada Fuerza electrostática. Si en vez de utilizar electrones se utilizan protones, la fuerza será también de repulsión pues las cargas son iguales. (positivas las dos)

46 La fuerza cambiará a atractiva, si en vez de poner dos elementos de carga igual, se ponen se cargas opuestas. (un electrón y un protón) El que la fuerza electrostática sea de atracción o de repulsión depende de los signos de las cargas: carga positiva frente a carga negativa se atraen - un electrón con un neutrón no generan ninguna fuerza - un protón con un neutrón no generan ninguna fuerza

47 UNIONES HIDROFOBICAS Ciertas sustancias insolubles en agua cuando están en un medio acuoso van a mantenerse unidas entre sí por su repulsión al medio en el que se encuentran. Estas uniones, aunque son muy débiles, van a ser de gran importancia en el mantenimiento de los componentes lipídicos de la membranas celulares y en la configuración de muchas proteínas.  Es de destacar que los enlaces más débiles, iónicos y de hidrógeno, particularmente, pueden contribuir en gran manera a la estabilidad de la configuración de una molécula cuando se dan en gran número.

48 INTERACCIONES HIDROFOBICAS