Mg. Sc. Estela Memenza Zegarra 2013 BIOMOLÉCULAS.

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1 Mg. Sc. Estela Memenza Zegarra 2013 BIOMOLÉCULAS

2 Son los elementos químicos que forman las moléculas presentes en los seres vivos. BIOELEMENTOS OXÍGENO SILICIO ALUMINIO HIERRO 47 28 8 5 OXÍGENO CARBONO HIDRÓGENO NITRÓGENO 63 20 9,5 3 CORTEZA (%) SERES VIVOS (%) LOS ELEMENTOS QUÍMICOS MÁS ABUNDANTES EN LA CORTEZA TERRESTRE Y EN LOS SERES VIVOS ( EN % EN PESO) ELEMENTOS

3 LA MATERIA VIVA BIOELEMENTOS PRIMARIOS ENLACES QUÍMICOS INORGÁNICO SALES MINERALES SECUNDARIOS BIOMOLÉCULAS AGUA GLÚCIDOS LÍPIDOS PROTEÍNAS AC.NUCLÉICOS ORGÁNICO DINÁMICA ENERGÉTICA ESTRUCTURAL Está formada por Por su abundancia son Se unen por Formando tipos de función son OLIGOELEMENTOS

4 CHONPSCHONPS CHONPSCHONPS Na K Mg Ca Cl Li Na K Mg Ca Cl Li Mn Fe Co Cu Zn B Al F Se…. Mn Fe Co Cu Zn B Al F Se…. PRIMARIOS SECUNDARIOS BIOELEMENTOS OLIGOELEMENTOS

5 CARBONO, HIDRÓGENO Y OXIGENO Constituyen la estructura básica de moléculas orgánicas: Glúcidos, Lípidos. NITRÓGENO Participa en la construcción de proteínas y ácidos nucleicos. FÓSFORO Forma parte de los ácidos nucleicos y sus enlaces son utilizados en la obtención de energía (ATP). AZUFRE Constituye parte de la mayoría de las proteínas. FUNCIONES BIOMOLECULAS PRIMARIAS

6 FUNCIONES BIOMOLECULAS SECUNDARIAS AZUFRE Se encuentra en dos aminoácidos, presentes en todas las proteínas. FÓSFORO Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos nucleicos ADN y ARN. MAGNESIO Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador, junto con las enzimas, en muchas reacciones químicas del organismo. CALCIO Forma parte de las estructuras esqueléticas. En forma iónica interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso. SODIO Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular. POTASIO Catión más abundante en el interior de las células necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular CLORO Es el anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre.

7 HIERRO Fundamental para la síntesis de clorofila y la hemoglobina. MAGNANESO Interviene en la fotosíntesis en las plantas. IODO Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo. FLUOR Forma parte del esmalte dentario y de los huesos. COBALTO Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina. SILICIO Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales CROMO Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre. ZINC Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo. LITIO Actúa sobre neurotransmisores y en la permeabilidad celular. FUNCIONES BIOMOLECULAS OLIGOELEMENTOS

8 Hidroxilo - OH Alcoholes Carbonilo Aldehídos Cetonas Carboxilo Ácidos orgánicos ÉsterÉsteresAminoAminas PRINCIPALES GRUPOS FUNCIONALES DE LAS BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS

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10 Enlace Covalente Se comparte un par de electrones con la tendencia de completar un numero de electrones que den una conformación de mayor estabilidad. El enlace es entre dos elementos no metálicos. Cuando dos átomos se aproximan, sus orbitales atómicos se mezclan. Los electrones ya no pertenecen a cada átomo sino a la molécula en su conjunto.

11 Teoría de Lewis Los electrones de la capa más externa (de valencia) se transfieren (iónico) o se comparten (covalente) de modo que los átomos adquieren una configuración electrónica estable. Regla del octeto: en un enlace químico los átomos adqueren, pierden o comparten electrones de tal manera que la cara más externa de valencia contenga 8 electrones. En esta caso los electrones de valencia de cada átomo se representan por medio de puntos, cruces o círculos.

12 e- de valencia para el enlace covalente

13 En el sistema covalente se pueden presentan varios tipos de enlace los cuales se denominan: Enlace sencillo Enlace doble Enlace triple Enlace Covalente Cada par de electrones compartidos pueden representarse con una línea y si hay dobles o triples enlaces se representan con dos o tres líneas.

14 Tipos Enlace Covalente

15 Ejemplos de enlace covalente

16 BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS Presentan estructura química sencilla y forman parte de los seres vivos y además aparecen en el medio inerte. SALES MINERALES AGUA

17 Biomolécula Inorgánica: AGUA Componente más abundante en los seres vivos, aproximadamente un 70% de un ser vivo es agua (2/3 dentro de las células y 1/3 en el medio extracelular).  Medio de disolución y medio donde se dan los procesos químicos.  Es un medio vital, tanto en organismos unicelulares como acuáticos.  Es una sustancia muy reaccionable en procesos como la fotosíntesis, la respiración celular o en reacciones de hidrólisis.  Hizo posible el origen de los seres vivos hace más de 3600 millones de años.

18 Estructura:  Unión de un átomo de oxígeno con dos átomos de hidrógeno. Molécula dipolar. Presenta una zona con un diferencial de carga positivo en la región de los Hidrógenos y, una zona con diferencial de carga negativo, en la región del Oxígeno, facilitando la unión entre moléculas, mediante puentes de hidrógeno.unión entre moléculas

19 PROPIEDADES FUNCIONES BIOLÓGICAS Alta reactividad química Alto calor específico y un alto calor de vaporización el agua es un material idóneo para mantener constante la temperatura, absorbiendo el exceso de calor o cediendo energía si es necesario. Proporciona al medio los iones de H+ y OH- necesarios para las reacciones de hidrólisis, y el O 2 y H2 en las reacciones de oxidación reducción. Función termorreguladora Disolvente polar universal Por su elevada constante dieléctrica, es el mejor disolvente para todas aquellas moléculas polares. Sin embargo, moléculas apolares no se disuelven en el agua. Amortiguadora Debido a su elevada cohesión molecular, el agua sirve como lubricante entre estructuras que friccionan y evita el rozamiento. PROPIEDADES FUNCIONES BIOLÓGICAS

20 Medición de ácidez o alcalinidad presente en un líquido. Es uno de los párametros de medición mas comunes. pH ÁCIDOBÁSICO 1412346891011121357 Zumo de limón Cerveza Leche Sangre Agua mar Amoniaco Agua destilada

21  Base es toda sustancia que contiene algún grupo OH capaz de disociarse en disolución acuosa, dando iones hidroxilo OH -. Por ejemplo: NaOH (s)Na + (aq) + OH - (aq) H2OH2O HCl (g)Cl - (aq) + H + (aq) H2OH2O Los iones H +, en disolución acuosa, se representan como la especie H 3 O + (aq), que se denomina ion hidronio.  Ácido es toda sustancia que posee algún átomo de hidrógeno capaz de disociarse en disolución acuosa, dando iones H +. Por ejemplo: ÁCIDOS Y BASES. TEORÍA DE ARRHENIUS. Los ácidos y las bases se comportan como dos grupos químicamente opuestos

22 Disociación ácido-base ÁCIDOS: AH (en disolución acuosa)  A – + H + Ejemplos: HCl (en disolución acuosa)  Cl – + H + H 2 SO 4 (en disolución acuosa)  SO 4 2– + 2 H + BASES: BOH (en disolución acuosa)  B + + OH – Ejemplo: NaOH (en disolución acuosa)  Na + + OH –

23  Constante fundamental para el mantenimiento de los procesos vitales.  La acción enzimática y las transformaciones químicas de las células se realizan dentro de unos estrictos márgenes de pH: En humanos 6,8 y 7,8.  En el trabajo de laboratorio, el pH es imprescindible el para la realización de muchas reacciones químico-biológicas.  Los sistemas encargados de evitar grandes variaciones del valor de pH son los denominados “amortiguadores, buffer, o tampones”. Son por lo general soluciones de ácidos débiles y de sus bases conjugadas o de bases débiles y sus ácidos conjugados. Los amortiguadores resisten tanto a la adición de ácidos como de bases. Importancia

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25 Biomolécula Inorgánica: SALES MINERALES Biomolécula Inorgánica: SALES MINERALES Se hallan en los seres vivos en cantidades comprendidas entre el 1% y el 5%. Se forman por unión de un ácido con una base liberando agua. En los organismos se encuentran en dos formas:  SÓLIDA O PRECIPITADA. Dando sostén al cuerpo. Esqueletos de carbonato cálcico (CaCO3) de moluscos y vertebrados o sílice de diatomeas. EN DISOLUCIÓN En agua manifiestan carga positiva o negativa: Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+... Controlando las variaciones de pH, regulando los procesos osmóticos o funciones específicas como regular el impulso nervioso (Na+), la contracción muscular (Ca2+)