¡Descarga Bioquímica clase 1 y más Apuntes en PDF de Bioquímica solo en Docsity!
1. INTRODUCCIÓN.
Introducción a la bioquímica. Concepto y desarrollo histórico.
La bioquímica estudia los fenómenos biológicos a nivel molecular, todos los procesos de los seres vivos tienen lugar a nivel molecular. Las moléculas interaccionan entre ellas para formar la vida y de esto trata la bioquímica.
Algunos consideran que la bioquímica empezó con Noé, sin embargo Newberg en 1903 fue el primero en utilizar el término, hasta entonces era química fisiológica.
Sus inicios tienen lugar en el s.XVI, Paracelso estableció los primeros conceptos, y propuso que todos los fenómenos vitales eran químicos.
Wohler a principios del s. XIX (1828) demostró que la urea podía formarse a partir de compuestos químicos inorgánicos, sin embargo no se aceptó, ya que el vitalismo de la época defendía que los procesos biológicos eran vitales; Esto se desbancó con Bucher en 1897 demostrando que células muertas como la levadura eran capaces de realizar la fermentación alcohólica.
A partir de principios del s. XX la bioquímica avanza, y ha permitido explicar fenómenos biológicos en ciencias como microbiología, farmacología…
Antes la bioquímica se apoyaba en estas ciencias, ahora es al revés, alcanzando gran relevancia, gracias a ella conocemos cómo se transfiere la información, el metabolismo, que la base bioquímica es común a todos los organismos y conocemos enfermedades por alteraciones moleculares. La bioquímica es el gran apoyo de la medicina moderna.
Todos los seres vivos están formados por tres tipos de biomoléculas:
-Implicadas en el almacenamiento y transformación de la información genética.
-Implicadas en procesos metabólicos de síntesis y degradación.
-Biomoléculas que forman las membranas semipermeables.
Diferencias entre las biomoléculas de los seres vivos y las moléculas de la materia inerte.
-Las biomoléculas de los seres vivos son muy complejas. Están formadas por bioelementos, que no son los más frecuentes de la corteza terrestre: O, N, C, H.
-Estas forman enlaces covalentes y son relativamente pequeñas.
-La diferencia fundamental la encontramos cuando se estructuran, a partir de ácidos sencillos:
CO2, H 2 O, N 2
Ácidos sencillos.
Nucleótidos azúcares aminoácidos ácidos grasos y colesterol
A.Nucleicos Polisacáridos Proteínas Lípidos
Estructuras celulares
Tejidos
Órganos
Organismo
Llama la atención la complejidad en las moléculas que podemos formar. Formamos un organismo con gran complejidad y jerarquización.
-Cada componente tiene una función específica.
- Tenemos sistemas de síntesis (con materia y energía sintetizamos).
-Tenemos capacidad de reproducción.
Estas son las diferencias con la materia inerte, aunque cumplimos la ley de la termodinámica (energía no se crea ni se destruye, se conserva). Somos sistemas abiertos (intercambiamos materia y energía). Captamos nutrientes, transformamos, eliminamos. También captamos energía, la utilizamos y desprendemos calor. Aumentamos el orden desordenando el entorno.
El organismo tiene sistemas para mantener un estado funcional, a pesar del intercambio, los intermediarios permanecen constantes. (ej: glucosa, para no tener hipo o hiper glucemia). Esto se denomina estado estacionario (o equilibrio dinámico), que es el que mantenemos en vida, y solo alcanzamos el equilibrio en la muerte. Esto también se llama homeostasis (propiedad de los organismos vivos que consiste en su capacidad de mantener una condición interna estable compensando los cambios en su entorno mediante el intercambio regulado de materia y energía con el exterior (metabolismo)).
- El agua. Electrolitos y tampones fisiológicos.
PUENTES DE HIDRÓGENO: Se forman siempre entre un átomo muy electronegativo que tega 1 par de electrones sin compartir y un H unido covalentemente a un átomo muy electronegativo. Son direccionales, tienen la dirección de los orbitales de los átomos , esto es muy importante en moléculas biológicas como las proteínas. Son enlaces débiles, pero no siempre igual: Cuando los 3 átomos están alineados son más fuertes, por ejemplo en el agua, siendo los más fuertes.
La molécula de agua es muy estable, hay muchísimos puentes de H. Cuando existen muchos puentes de H, la suma de su estabilidad separados, es mucho menor que juntos, esto se denomina COOPERATIVIDAD.
Los puentes de H no son exclusivos del agua. Están presentes en todos los azúcares, en los aminoácidos que forman las proteínas… Todos los que tengan un dador de H y un aceptor (Casi siempre grupo ceto), forman puentes de H.
Debido a su estructura, a su carácter dipolo, y a su capacidad de formar puentes de H el agua también es capaz de disolver:
-Compuestos iónicos, Cualquier compuesto iónico como el NaCl Na+^ + Cl-^. Gracias a su estructura el agua puede formar una esfera de solvatación o hidratación que va a impedir que reaccione con el cloruro.
-Compuestos ionizables, Por ejemplo, cualquier ácido –COOH (No es un grupo iónico, pero sí ionizable) –COOH COO -^ + H +^. También grupos NH 2 (azúcares, aminoácidos…). NH 2 NH 3 +
-Compuestos polares, los que tienen grupos –OH, que no se pueden ionizar. Se produce gracias a su capacidad de formación de puentes de H.
Los compuestos anfipáticos tienen mucha importancia. Son aquellos que tienen una parte polar y otra apolar. Los más importantes son los ácidos grasos (14-16 C)
También destacamos a los fosfolípidos. El agua puede interaccionar solo con la cabeza polar, no puede disolverlos, pero los fuerza a adoptar estructuras como:
-MICELA: Los dispersa y los obliga a empaquetarse.
-BICAPA: Interior y exterior polar acuoso.
**Dos moléculas apolares se unen por fuerzas de Van Der Waals.
En el agua, las interacciones de las partes apolares se llaman interacciones hidrofóbicas, que son superiores en estabilidad y fortaleza a las de Van Der Waals. Son interacciones que mantienen las regiones apolares de las moléculas anfipáticas en medio acuoso.
Junto con los puentes de H, son las más importantes en la estructura de las macromoléculas y membrana, pero, a diferencia de estos, ya no son direccionales. Junto a ellos son las interacciones que dan estabilidad
Las moléculas apolares son insolubles en agua, y algunos compuestos insolubles en el organismo, como los antibióticos, los tenemos que eliminar. Cuando las moléculas se disuelven en el agua, sus propiedades cambian. El agua es la responsable de mantener la presión osmótica.
CÉLULA EN EL AGUA. El agua circula a través de las membranas por las isoparinas.
-Isotónica
-Hipertónico: Esto puede suponer un problema: PLASMÓLISIS
-Hipotónico: Turgencia celular.
Tanto un medio hipertónico como hipotónico puede producir la muerte celular. Es fundamental que el agua mantenga la presión osmótica.
