TEMA 1. Introducción a la bioquímica

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- Propiedades de la materia viva

- Complejidad y grado de organización: por muy simple que sea cualquier tipo de organismo es complejo comparado con la materia inerte

- Función específica para cada parte (porque la complejidad no es aleatoria): esa complejidad estructural está en la base de una enorme complejidad de función

- Capacidad de extraer energía del medio, transformarla y usarla (característica importante: si se pierde esta capacidad pasamos a ser inertes): la vida se explica solo como un intercambio de E. Cualquier organismo vivo requiere de E

- Autorregulación: las células tienen tamaños conocidos y permanentes, un órgano no crece porque si

- Autorreplicación (multiplicación): la teoría celular llego a la conclusión de que toda célula proviene de una célula la madre, la vida consiste en generar, replicarse.

- Respuesta a variaciones del medio ambiente (excitabilidad): cualquier tipo de célula tiene que adaptarse al medio y sus condiciones

- ¿Qué elementos existen en la materia viva?

Observamos que de todos los elementos o átomos solo unos 30 forman parte de la materia viva → Bioelementos

Estos elementos tienen en común que son de los más pequeños, por tanto los átomos grandes no sirven para la materia viva

Los más importantes son: H (65%) O (25%) C (10%) N (1,5%); P, S y Fe también lo son, pero mucho menos.

También existen iones y oligoelementos (más raro encontrarlos):

- Iones: Na+, K+, Ca2+…

- Oligoelementos: Cu, Mn, Co, U, Mo, Se…

La materia viva no tiene elementos distintos de la materia inorgánica, sino que los tiene en distintas proporciones

Los dos elementos más abundantes son los que forman parte del agua, el H y el O. Esto es debido a que cualquier ser vivo es casi todo agua 85%. El C es importante porque nuestra química se basa en el Carbono

Conclusión: los elementos de la materia viva tienen en común que son pequeños y que tienen electrones desapareados, por lo que pueden formar enlaces. Hay elementos más grandes que también pueden formar enlaces pero no son importantes porque son menos estables, la formación de enlaces será tan estable inversamente proporcional al tamaño de los elementos

- Grupos funcionales

[pic 1]

Amino: propio de aa y bases nitrogenadas

Carboxilo: típico de aa y ácidos grasos. De naturaleza ácida porque el OH desprotona

Sulfuro: típico de cisteína. Pueden reaccionar consigo mismos formando puentes disulfuro

Disulfuro: permite unir cadenas polipeptídicas

Carbonilo: propio de azúcares

Amida: típico en enlaces peptidicos y aa

Fosforilo: importante en el ATP

- Tipos de enlaces

- Covalentes: son muy estables. En biología los mas importantes son C-C, C-O, C-N, C-H. tienen 300-400 Kj/mol

- Interacciones débiles: tienen entre 10 y 100 veces menos energía que los covalentes. Se forman y deshacen con mucha facilidad. Están en continuo proceso de formación y rotura. Al ser poco energéticas son muy abundantes.

Las propiedades de formación/rotura y abundancia dan dinamismo, el dinamismo de la molécula depende de esto, depende de interacciones débiles.

Ej: la estructura del ADN depende de interacciones débiles. Importantes en la formación de macromoléculas: dictan su conformación nativa y permiten flexibilidad.

Esenciales en los procesos bioquímicos: permiten interacción molecular dinámica

- Tipos de interacciones débiles:

Interacciones electrostáticas o puentes salinos

Se dan entre 2 átomos con carga, ionizados. La energía de enlace viene dada por la Ley de Coulomb: F= (q1 q2)/(d2 D) D=cte dieléctrica.

- Si los 2 átomos tienen igual signo →F tiene signo + → fuerza repulsión

- Si los 2 átomos tienen distinto signo →F tiene signo → fuerza atracción

- La atracción o repulsión depende de la distancia entre los átomos. Lo normal es que haya una distancia de 2.8Å.

- En el caso del agua D tiene un valor en torno a 80, por lo que en agua tienen que estar más cerca para que haya atracción.

Enlaces o puentes de hidrogeno O-H y N-H

Se forma entre un atomo electronegativo con electrones sin compartir (aceptor) y un H unido a otro atomo electronegativo (donador).

La longitud de enlace es fija.

El enlace es bidireccional.

La fuerza del enlace es máxima cuando los tres átomos están alineados. cuanto mas electronegativo es el elemento al que se une, mas positiva es la carga parcial del H.

el grupo al que se une es el grupo donador del H (la carga parcial del H depende del grupo donador).

Para que un elemento se una al H necesitamos que el elemento tenga electrones sin compartir (aceptor).

Es una interación débil pero con cierto carácter covalente ya que hay donación de electrones.

La fuerza de enlace es máxima cuando los 3 átomos están alineados.

- Carga-carga

- Carga- dipolo: dipolo es una molecula sin carga exacta, si no con una distribución de las cargas. Ej: C=O (3 enlaces y un par de electrones desapareados): los electrones están mas cerca del O, por lo que el O tiene carga parcial – y el C +. En estas interacciones la presencia