biomoleculas inorganicas

BIOMOLECULAS

Blgo. Ronald J. Ticona Cárdenas

ronaldticona.blogspot.com [email protected]

BIOMOLÉCULAS

INORGÁNICAS

• Gases

• Sales

• Agua

ORGÁNICAS

• Glúcidos

• Lípidos

• Proteínas

• Ácidos nucleicos

Blgo. RONALD J. TICONA CÁRDENAS

BIOMOLECULAS

INORGANICAS


GASES


OXIGENO

• Presente mayormente en forma molecular.

– Constituye el 20% de la atmósfera.

– En la respiración celular, forma el agua.

– En la fotosíntesis, se libera a partir de la fotólisis del agua.


DIOXIDO DE CARBONO

• Gas más soluble en agua, se encuentra mayormente en forma de bicarbonato.

– Se le encuentra en el aire atmosférico, representa menos del 1%

– Se forma como producto de la respiración celular aeróbica de los seres vivos así como por la actividad volcánica.


NITROGENO

– Constituye el 79% del aire atmosférico.

– Tiende a fijarse en la naturaleza formando compuestos inorgánicos u orgánicos como nitratos, nitritos y proteínas.


OZONO

– Es un gas oxidante, estable sólo a temperaturas muy altas.

– Se encuentra en la estratosfera y al absorber los rayos UV más nocivos, constituye la defensa más eficaz para el mantenimiento de la vida en la tierra.


SALES MINERALES

O

SUSTANCIAS MINERALES


SUSTANCIAS MINERALES

• Se pueden encontrar en los seres vivos en tres formas:

Precipitadas

Disueltas en forma de iones, o

Asociadas a sustancias orgánicas


Sustancias Minerales Precipitadas

• Constituyen estructura sólidas, insolubles.

• Función esquelética.


Sustancias Minerales Precipitadas

• Ejemplos:

CaCO3: Concha de moluscos

Ca3(PO4)2 + CaCO3 depositados sobre el colágeno, constituyen los huesos.

SiO2 (cuarzo): Diatomeas y gramíneas


Sustancias Minerales Disueltas

• Dan lugar a aniones y cationes:

Na+, K+, Ca2+, Mg2+

Cl-, SO4-2, Po4 -3, CO3

-2, HCO3-, NO3

-

• Estos iones mantienen un grado de salinidad constante dentro del organismo.


Sustancias Minerales Disueltas

• También ayudan a mantener constante su pH.

• Cada ión desempeña funciones específicas.


Sustancias Minerales asociadas a moléculas orgánicas

• Suelen encontrarse junto a proteínas, como las fosfoproteínas: Caseína , vitelina.

• Junto a lípidos, como los fosfolípidos:

Cefalina, lecitina, fosfatidilserina.

• Junto a glúcidos: Como el agar – agar.


FUNCIONES DE LAS SUSTANCIAS MINERALES

• Formar estructuras esqueléticas.

• Estabilizar dispersiones coloidales.

• Mantener un grado de salinidad en el medio interno.

• Constituir soluciones amortiguadoras.


FUNCIONES DE LAS SUSTANCIAS MINERALES

• Acciones específicas:

Fe2+ : Hemoglobina.

I- : Hormona tiroidea.

Mg2+: Clorofila, etc.


AMORTIGUADORES

BIOLÓGICOS


A NIVEL INTRACELULAR

Tampón Fosfato:

• Formado por:

Fosfato ácido: HPO4-2

Fosfato diácido: H2PO4-



Tampón Fosfato:

• Cuando hay exceso de hidrogeniones en el medio intracelular:

El fosfato ácido se une con ellos y se forma el fosfato diácido.

H+ + HPO4-2 H2PO4

-



Tampón Fosfato:

• Cuando aumentan los iones hidroxilo, el fosfato diácido libera H+ para formar agua:

OH- + H2PO4- HPO4

-2 + H2O



Tampón Proteinato:

• Está formado por las proteínas coloidales, que poseen capacidad de amortiguamiento:

Debido a sus grupos amino y carboxilo.

Proteína – NH2 Proteína – NH3+ Acepta H+

l l

COOH COO- + H+ Libera H+



Tampón Hemoglobina:

• La hemoglobina tiene la capacidad de liberar hidrogeniones.


A NIVEL EXTRACELULAR

Tampón Bicarbonato:

• Es el más común y de gran importancia en la sangre humana.

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-


TRANSPORTE DE CO2

• El CO2 es transportado de los tejidos a los pulmones bajo 3 formas:

En forma de ión bicarbonato (HCO3-)

Combinado con la Hemoglobina (Hb)

Disuelto en el plasma


En forma de ión Bicarbonato

• Representa el 70% del CO2 transportado.

ANHIDRASA

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

CARBÓNICA Ác. Carbónico


Combinado con la Hemoglobina

• Formando el compuesto Carbaminohemoglobina (23%):

La formación de este compuesto depende de la pCO2.

• Ejm: En los capilares la pCO2 es relativamente lo cual facilita la formación de carbamino - Hb.

Hb + CO2 Hb.CO2


Disuelto en el plasma

• Representa el 7% del CO2 transportado.

• Una vez que llega de los pulmones, difunde hacia los alvéolos.


EL AGUA

EL AGUA

• Es la sustancia química más abundante en la materia viva:

En el hombre representa el 63% de su peso,

Algas: 95%,

Embrión humano: 94%

Huesos: 22%

Semillas: 20%

Dentina de los dientes: 10%.

EL AGUA

• En el hombre, el agua se encuentra:

40% en los líquidos intracelulares.

15% en el líquido intersticial (entre las células).

8% como líquido libre en el interior del Aparato Circulatorio.

EL AGUA

• En la célula se encuentra en 2 formas:

Libre: 95% del agua celular.

Ligada: 5% del agua celular, se encuentra hidratando a las moléculas.

EL AGUA

• Existe una relación directa entre contenido de agua y actividad fisiológica de un organismo:

Los menores porcentajes se dan en seres con vida latente: semillas, virus, etc.

EL AGUA

• El agua se encuentra en la materia viva en tres formas:

Agua circulante libre: Sangre.

Agua de imbibición: Se produce cuando se

calienta la materia a 100 ºC.

Agua combinada: Aparece en las reacciones químicas.

Agua metabólica:

• Es el agua producida en la respiración celular, y

Es fundamental para los animales adaptados

a condiciones desérticas.

• En los seres humanos, la producción de agua

metabólica con una dieta normal:

No pasa de 0,3 litros/día.

EL AGUA

Agua metabólica:

• En las Rxs de combustión de los nutrientes que

tiene lugar en el interior de las células para

obtener energía:

Se producen pequeñas cantidades de agua.

EL AGUA

Agua metabólica:

• Esta formación de agua es mayor al oxidar las

grasas:

1 gramo de agua por cada gramo de grasa.

0,6 gramos de agua por cada gramo de

almidón.

EL AGUA

Respiración celular

• Es el conjunto de reacciones bioquímicas que

ocurre en la mayoría de las células,

En las que el ácido pirúvico producido por la

glucólisis se desdobla a CO2 y H2O, y

Se producen 38 moléculas de ATP.

EL AGUA

• Las moléculas del agua son DIPOLOS.

• Los dos electrones de los dos hidrógenos están

desplazados hacia el átomo de oxígeno:

Por lo que aparece un polo negativo (hay mayor densidad electrónica), y

EL AGUA

• Un polo positivo: Donde, al haber menor densidad electrónica,

Predominan las cargas positivas de los núcleos de hidrógeno.

• Entre las moléculas de agua se establecen fuerzas de

atracción: Puentes de hidrógeno.

• Funciones:

– Estructural y plástica

– Solvente universal

–Transporte

–Termorreguladora

–Medio de reacciones químicas

–Amortiguadora lubricante

– Equilibrio ácido-base

– Interviene en el equilibrio osmótico.

ACCIÓN DISOLVENTE

• El agua es el líquido que más sustancias

disuelve, por eso se dice que es el disolvente

universal.

• Esta propiedad, tal vez la más importante para la

vida, se debe a su capacidad para formar

puentes de hidrógeno.

PROPIEDADES DEL AGUA

ACCIÓN DISOLVENTE

• En el caso de las disoluciones iónicas los iones

de las sales son atraídos por los dipolos del agua,

Quedando "atrapados" y recubiertos de

moléculas de agua en forma de iones

hidratados o solvatados.


La capacidad disolvente es la responsable de que sea

el medio donde ocurren las reacciones del

metabolismo.

ELEVADA FUERZA DE COHESIÓN

• Los puentes de hidrógeno mantienen las

moléculas de agua fuertemente unidas,

Formando una estructura compacta que la

convierte en un líquido casi incompresible.

• Al no poder comprimirse puede funcionar en

algunos animales como un esqueleto hidrostático.



ELEVADO CALOR ESPECÍFICO

• Por ello hace falta mucho calor para elevar la Tº.

• Para elevar sólo 1 ºC la Tº de un litro de agua hace falta 1000 calorías.

• Esto lo convierte en un estabilizador térmico del

ser vivo frente a los cambios bruscos de Tº.


ELEVADA CONSTANTE DIELÉCTRICA

• Por tener moléculas bipolares, el agua es un gran disolvente de:

Compuestos iónicos, como las sales minerales,

Compuestos covalente polares como los glúcidos.

ELEVADA CONSTANTE DIELÉCTRICA


• Esta capacidad disolvente del agua y su abundancia, explican:

Que sea el vehículo de transporte (captación de sales minerales por las plantas), y

El medio donde se realizan todas las Rx Qx del organismo (digestión).


BAJO GRADO DE IONIZACIÓN

• Sólo una molécula de cada 551’000,000

moléculas de agua se encuentra ionizada.

H2O

H2O H3O+ + OH-



• Esto explica que la cc de iones hidronio (H3O+) y

de los iones hidroxilo (OH-) sea muy baja:

10-7 moles/litro (H3O+) = (OH-) = 10-7



• Dado los bajos niveles de H3O+ y de OH-, si al

agua se le añade:

Un ácido (se añade H3O+) o una base (se

añade OH-), aunque sea en muy poca cantidad,

Estos niveles varían bruscamente.



• En los líquidos biológicos, sin embargo, y a

pesar de estar constituido básica- por agua:

La adición de ácidos o bases no hace variar

casi su (H3O+),

Es decir su pH (pH = -log (H3O+).



• Ello se debe a que esos líquidos contiene sales minerales y proteínas disueltas, que:

Pueden ionizarse en menor o mayor grado, dando lugar a H3O

+ o a OH-,

Este fenómeno se denomina efecto tampón.

FUNCIONES DEL AGUA

FUNCIÓN TERMORREGULADORA

• Se debe a su elevado calor específico y a su

elevado calor de vaporización.

• Por ejemplo, los animales al sudar expulsan

agua, la cual para evaporarse toma calor del

cuerpo, y

Como consecuencia, éste se enfría.

FUNCIONES DEL AGUA

GRAN CONDUCTIVIDAD TÉRMICA

• Lo que le permite la distribución del calor

homogéneamente por todo el organismo.

FUNCIONES DEL AGUA

ES UN BUEN REFRIGERANTE

• Por evaporación muchos animales y plantas

enfrían sus cuerpos:

Al emplear el calor en convertir el agua

líquida en vapor.

FUNCIONES DEL AGUA

TIENE UN PUNTO DE CONGELACIÓN

MUY BAJO (0 ºC)

• Lo que le permite que los seres vivos puedan

soportar temperaturas muy bajas.

FUNCIONES DEL AGUA

SIRVE COMO VEHÍCULO:

• Es decir que transporta alimentos a la célula y

retira desechos para su eliminación.

FUNCIONES DEL AGUA

SIRVE COMO LUBRICANTE

(MECÁNICA AMORTIGUADORA)

• Existe en los líquidos corporales siempre que un

órgano se deslice contra otro:

Articulaciones.

FUNCIONES DEL AGUA

ES UN BUEN CONDUCTOR DE LA

ELECTRICIDAD

• Permite la propagación de los impulsos nerviosos:

Son básicamente fenómenos eléctricos.

FUNCIONES DEL AGUA

FUNCIÓN ESTRUCTURAL

• El volumen y la forma de las células que carecen de membrana rígida:

Se mantiene gracias a la presión que ejerce el agua interna.

• Al perder agua, las células pierden su turgencia natural, se arrugan y hasta pueden romperse.

FUNCIONES DEL AGUA

ALTA TENSIÓN SUPERFICIAL:

• Se manifiesta como la resistencia a la ruptura

que ofrece la superficie libre del agua.

• Se debe a la formación de los enlaces de

Puentes de Hidrógeno.

• El pH es una escala que mide el grado de acidez de una solución. Mide la concentración de iones H+ .

A mayor concentración de H+ la solución es más ácida y el pH

disminuye (se aprox. a cero)

pH = - Log [H ]+

POTENCIAL DE HIDROGENIONES (pH)

• El pH no tiene unidades; se expresa simplemente por un número. Cuando una solución es neutra, el número de hidrogeniones iguala al número de hidroxilos.

pH + pOH = 14

• Es un indicador del grado de acidez o

alcalinidad de una solución o sustancia. Las

soluciones pueden ser:

– Ácidas: pH menor de 7

– Alcalinas o básicas: pH mayor de 7

– Neutras: pH igual a 7.00

ESCALA DE pH

GRACIAS

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