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TEMA 1
1. LOS ÁTOMOS Y LAS MOLÉCULAS SE UNEN MEDIANTE ENLACES QUÍMICOS
2. LOS SERES VIVOS ESTÁN CONSTITUIDOS POR BIOELEMENTOS
3. LOS PRINCIPIOS INMEDIATOS/BIOMOLÉCULAS FORMAN LA MATERIA VIVA
4. EL AGUA ES FUNDAMENTAL PARA LAS REACCIONES QUE PERMITEN LA VIDA
5. LAS SALES MINERALES SE PUEDEN ENCONTRAR PRECIPITADAS O DISUELTAS
6. LAS DISOLUCIONES VERDADERAS ESTÁN FORMADAS POR CRISTALOIDES
7. LOS MEDIOS INTERNOS DE MUCHOS ORGANISMOS SON DISPERSIONES COLOIDALES
8. CIERTAS TÉCNICAS PERMITEN SEPARA DISTINTOS TIPOS DE BIOMOÉCULAS
TEMA 1. LOS BIOELEMENTOS, EL AGUA Y LAS SALES MINERALES
1.LOS ÁTOMOS Y LAS MOLÉCULAS SE UNEN MEDIANTE ENLACES QUÍMICOS.
Átomos; parte + pequeña de un elemento químico con; núcleo ( protones y neutrones ), corteza (electrones )
Molécula; unión de dos o más átomos , si son los mismos moléculas homogéneas ; O2 , H2 , pero si son átomos de diferente tipo moléculas heterogéneas ; H2O , CH
Sustancia compuesta; formada por dos o más elementos químicos , se separar por las reacciones químicas Fe^2 O^3
El enlace químico es la unión entre estos (moléculas, átomos, iones) Los iones son moléculas o átomos con cargas electricas, cuando un átomo aislado recibe electrones se carga negativamente ( anión ) y si pierde se carga positivamente ( catión )
1.1. ENLACE IÓNICO
Es la unión entre átomos, en la que uno capta electrones del otro , se generan aniones - y cationes +, que se unen por una atracción eléctrica red cristalina (Na+Cl-) Se complementan con ocho electrones , para ello, unos captan electrones (elementos electronegativos / no metálicos) y otros pierden de su última capa (elementos electropositivos / metálicos) Es + débil que el covalente
1.2. ENLACE COVALENTE
Se da en átomos que comparten electrones , cada par que giran alrededor forma uno. Se da en enlaces muy electronegativos y forman uno muy fuerte. La electronegatividad es la capacidad de un átomo en una molécula para atraer a los electrones hacia sí.
Moléculas apolares; cuando los átomos que se unen tienen electronegatividad = , y estas no tienen carga. Mismos elementos; H2 o distintos con carbono e hidrógeno; CH4 , C6H Moléculas polares; sus átomos atraen los electrones , son dipolares , un polo + y otro – como el H2O , NH
1.3. ENLACE DE HIDRÓGENO/ PUENTE DE HIDRÓGENO
Se da entre los átomos de hidrógeno , es muy débil , es electroestático , se da cuando los átomos de H se unen a elementos electronegativos ( O,F,N ). El electrón del H se ve atraído por el núcleo electronegativo del otro elemento. Puede ser; Intermolecular (H2O) / Intramolecular (-NH- -CO-)
1.4. ENLACE POR FUERZAS DE VAN DER WAALS
Se da en moléculas apolares o en grupos apolares de una molécula, por las atracciones electroestáticas que se originan por la distribución electrónica aleatoria se vuelve asimétrica en ocasiones. Surgen los dipolos instantáneos por estas atracciones.
3.LOS PRINCIPIOS INMEDIATOS O BIOMOLÉCULAS CONSTITUYENTES DE LA MATERIA VIVA
Se efectúa un análisis físico de la materia viva para poder separar sus componentes sin que se alteren, denominándose principios inmediatos o biomoléculas.
Simples; cuando las moléculas están formadas por átomos del mismo tipo. Compuestos; cuando hay átomos de diferentes elementos.
Compuestas
Inorgánicas; - Agua H2O
- Dióxido de carbono CO
- Sales minerales NaCl CaCO
Orgánicas; - Glúcidos : C,H y O - Proteínas: C, H, O, N y S
- Lípidos: C, H y O - Ácidos nucleicos: C, H, O, N y P
4.EL AGUA ES FUNDAMENTAL PARA LAS REACCIONES QUE PERMITEN LA VIDA
Es la sustancia química más abundante que depende de la edad y del metabolismo basal ; lo vemos en el 94% en
embriones y 65% en adultos, así como el 10% de los huesos hay una relación según su actividad fisiológica.
Agua circulante; como la sangre o la savia que está en constante circulación--- 8% Agua intersticial; está entre las células , en ocasiones adherida a la sustancia intercelular- -- 15% Agua intracelular; está en el citosol y en el interior de algunos orgánulos --- 40% PREDOMINANTE
Los organismos pueden conseguir el agua a partir de otras biomoléculas por reacciones bioquímicas como el agua metabólica , que se obtiene por la oxidación de la glucosa. C^6 H^12 O^6 + 6 O^2 6 CO^2 + 6 H^2 O
El agua es líquida a Tº ambiente gracias a su estructura, el átomo de O , por su elevada electronegatividad atrae a los electrones del enlace covalente , por eso la molécula presenta un exceso de carga negativa en las proximidades del átomo de O y un exceso de carga positiva en los átomos de H, y así forma dipolos eléctricos (por lo que se crea un polo negativo en el átomo de O , y dos polos positivos en los H ) que permiten formar puentes de H entre ellos que hacen posible que se comporte como un líquido.
4.1. PROPIEDADES DEL AGUA
Elevada fuerza de cohesión entre sus moléculas; por los enlaces de H esto explica que sea un líquido incomprensible , idóneo para dar volumen a las células y provocar turgencia en las plantas. Así es como la savia bruta asciende por los tubos capilares de plantas capilaridad que depende de la cohesión entre las molé. y la adhesión de estas a las paredes de los conductos.
Elevada tensión superficial; por fuerte cohesión entre sus moléculas tiene una gran resistencia a romperse, por eso muchos organismos viven en esa película superficial.
Elevado calor específico; la Tº de un cuerpo se debe al grado de agitación de sus moléculas, como las moléculas forman polímeros , para que estén sueltas hacen falta romper muchos enlaces de H , para eso se necesita aportar más temperatura que con otras sustancias, por eso es un buen estabilizador térmico
Calor específico; calor que necesita una sustancia para aumentar su temperatura un grado Calor de vaporización; calor que necesita una sustancia para cambiar de estado
Simples
Oxígeno molecular (O2) Nitrógeno molecular (N2)
Elevado calor de vaporización; para que pase de estado líquido a gaseoso se necesita romper todos los enlaces de H , y de mucha energía , por eso cuando se evapora es un buen refrigerante , como sudor.
Densidad más alta en estado líquido que en sólido; por eso el hielo flota sobre el agua líquida, y crea una capa superficial termoaislante esencial para la vida del agua inferior y evitar que esta se congele
Elevado poder disolvente; como tiene moléculas dipolares , hace que sea un gran disolvente en compuestos iónicos ( sales minerales ) y compuestos covalentes polares ( glucosa ). En los compuestos iónicos sólidos pueden separase aniones de cationes q ue quedan rodeados por mol. de agua solvatación/ hidratación iónica (proceso en el que una sal se rompe en iones y en cationes)
Bajo grado de ionización; de cada 10.000.000 moléculas solo hay una ionizada (H^2 O--- H+ OH -), por eso cuando se añade un ácido H+ o una base OH- es solo de 10-7^ moles por litro.
4.2. FUNCIONES DEL AGUA EN LOS SERES VIVOS
Disolvente y de transporte; gracias a su capacidad de disolución , es el medio de transporte de sust.y el medio donde se dan muchas reacciones bio. Como la digestión o la distribución de nutrientes.
Bioquímica; interviene en muchas reacciones químicas , como en la hidrólisis, digestión o fotosíntesis.
Estructural; muchas células que carecen de pared rígida se mantienen por la presión del agua , si esta no está pierden su turgencia natural y pueden arrugarse o romperse.
Amortiguador mecánico; los vertebrados cuentan con unas bolsas de líquido sinovial en las articulaciones móviles para evitar el rozamiento entre los huesos.
Función termorreguladora; por su calor específico y de vaporización , cuando los animales sudan , expulsan agua y el cuerpo se enfría.
- LAS SALES MINERALES SE PUEDEN ENCONTRAR PRECIPITADAS O DISUELTAS
Son biomoléculas compuestas inorgánicas, pueden estar;
S.M precipitadas; forman estructuras sólidas , insolubles y con función esquelética , como el carbonato cálcico ( CaCO3 ) o el fosfato cálcico ( Ca3(PO4)2 ) S.M disueltas; dan lugar a cationes Na+, K+, Mg 2+ aniones Cl-
Las células usan estos iones para mantener el pH y el grado de salinidad , gracias que los líquidos biológicos aunque estén formados principalmente por agua, son capaces de mantener constante su pH gracias a que contienen SM que se puede ionizar en mayor o en menor grado H+ o OH- para contrarrestar el efecto de bases o ácidos añadidos efecto tampón disoluciones tampón/ amortiguadoras.
También realizan funciones específicas y antagónicas , como el K+ ( turgencia - célula) y el Ca 2+ ( ) por lo que estos son iones antagónicos, es decir que tienen efectos contrarios.
7.LOS MEDIOS INTERNOS DE MUCHOS ORGANISMOS SON DISPERSIONES COLOIDALES
Dispersiones coloidales; son las dispersiones de solutos de MM elevada ( coloides ). Una sustancia puede ser insolubles en agua pero dispersable en ella , como en los fosfolípidos y proteínas. La mayor parte de los líquidos de los S.V. son dispersiones coloidales , sus propiedades ;
Fase dispersa: es la fase que se encuentra disuelta , o dispersa en otra fase del sistema. Por ejemplo, en un sistema de agua y sal , la sal es la fase dispersa porque esta disuelta en el agua. Fase dispersante: es la fase en la que otras fases pueden estar mezcladas o disueltas.
Capacidad de presentarse en estado gel; pueden estar en dos estados; en sol/estado líquido o en gel/estado semisólido. El endop. está en sol y el ectop. está en estado gel , y que este pase este a sol , permite la emisión de pseudópodos , el movimiento ameboide y la fagocitosis. Elevada viscosidad Elevado poder absorbente; la adsorción es la atracción que ejerce la superficie de un sólido sobre las moléculas de un líquido/gas. Tendrá más adsorción cuanta más superficie. Antígeno-Anticuerpo
Efecto Tyndall; se produce cuando las partículas coloidales se iluminan lateralmente sobre un fondo oscuro, y se observa una cierta opalescencia provocada por la reflexión de los rayos luminosos - polvo.
- CIERTAS TÉCINAS PERMITEN SEPARAR LOS DISTINTOS TIPOS DE BIOMOLÉCULAS
8.1. CENTRIFUGACIÓN
Si se someten a fuertes campos gravitatorios , se consigue la sedimentación de orgánulos celulares y de complejos macromoleculares de dispersiones coloidales. Esto se realiza con las centrifugadoras y las ultracentrifugadoras , según la velocidad separamos estructuras grandes de las pequeñas
SEPARAR COMPONENTES SEGÚN SU TAMAÑO DE SEDIMENTACIÓN
8.2. DIÁLISIS
Es la separación de las partículas dispersas de M.M ( coloides ) de las M.M. ( cristaloides ), gracias a una membrana semipermeable que solo deja pasar las moléculas pequeñas (agua y cristaloides). Una aplicación – hemodiálisis ; es la separación de la urea ( cristaloide ) de la sangre en personas con insuficiencia renal sin alterar la concentración de proteínas sanguíneas ( coloides )
SEPARAR COLOIDES DE CRISTALOIDES
8.3. CROMATOGRAFÍA
Separación de sust. químicas mezcladas , tomando como base el distinto grado de retención que sobre ellas ejerce un medio fijo. Se disuelve la mezcla en un fluido ( gas/líquido ) y pasar ese fluido/ fase móvil por un medio inmiscible/ fase estacionaria , si esta es un superficie sólida (papel) – cromatografía en capa fina y si es una sustancia en una columna – cromatografía en columna. Las que son retenidas con más fuerza , avanzan menos y viceversa , así se analizan. Si el fluido es un gas – cromatografía de gases
SEPRAR COMPONENTES SEGÚN SU GRADO DE RETENCIÓN SOBRE LA FASE ESTACIONARIA
8.4. ELECTROFORESIS
Transporte de las partículas coloideas a través de un gel gracias a un campo eléctrico , se suele usar para separar las proteínas juntas de un tejido y diferentes ADN. La velocidad de las partículas es mayor , cuanto más alta es su carga eléctrica y menor es su M.M. por lo que depende del cociente carga/masa. Geles de agarosa o de poliacrilamida.
Su finalidad;
Identificar una proteína/ADN a partir de un modelo Separar proteínas según sus cargas
Las líneas aparecen cuando las proteínas se van rompiendo en su recorrido desde el cátodo hasta el ánodo.
8.5. ESPECTROFOTOMETRÍA
Técnica de análisis óptico que permite comparar la radiación absorbida por una solución con una concentración de soluto desconocida con otra conocida del mismo soluto. Se usa un espectrofotómetro; aparato que permite medir la cantidad de radiación que ha atravesado la disolución , es decir, la radiación absorbida o no absorbida , y con ello nos permite deducir la concentración. Pueden usar radiaciones ultravioletas , visibles e infrarrojas
Mide la luz que no es absorbida; concentración; A= E L C
