1. UNIVERSIDAD VILLA RICA FACULTAD DE MEDICINA ESTUDIO DEL TOMO TEMA 01 Bioqumica y Biologa Molecular Ciclo Acadmico 2011-2012

2. TOMOS Y MOLCULAS CONCEPTO DE TOMO. Es la partcula indivisible por mtodos corrientes. Es el lmite de la divisin qumica. CONCEPTO DE MOLCULA. Es la parte ms pequea de una sustancia que conserva sus propiedades. Es el lmite de la divisin fsica. Puede estar formada por uno o ms tomos. Conserva las propiedades de la sustancia de la que forma parte. Por ejemplo: molcula de agua = H2O, formada por tres tomos: dos de hidrgeno y uno de oxgeno. PARTCULAS QUE FORMAN EL TOMO. Smbolo Carga elctrica PROTONES p+ +1 NEUTRONES n 0 ELECTRONES e- -1 ENLACES QUMICOS. Se establecen gracias a interacciones electrostticas de los protones y electrones. MASA ATMICA PESO ATMICO (NMERO MSICO). Nmero aproximado de protones y neutrones (nucleones), que hay dentro de un ncleo. NMERO ATMICO. Es el nmero de p+ contenidos en el ncleo = igual al nmero de e- que rodean al ncleo. LOS TOMOS QUE PREDOMINAN EN LAS MOLCULAS BIOLGICAS SON: C, O, H, N, P, S. 2 3. TOMO GRAMO. Es la masa atmica (peso atmico) expresada en gramos. Un tomo gramo de oxgeno corresponde a 16 gramos de este elemento. MOLCULA-GRAMO MOL. Es el peso molecular expresado en gramos. Todas las molculas-gramo de cualquier sustancia, tendrn el mismo nmero de molculas. Este nmero se denomina Nmero de Avogadro. NA = 6,023 x 1023 Por lo tanto: UN MOL = nmero de entidades fundamentales UN MOL de CO2 = tomo Peso atmico C 12 O 16 O 16 PM 44 FORMULACIN QUMICA FRMULA EMPRICA. Indica simplemente la naturaleza de los elementos que integran la molcula y su proporcin atmica relativa, sin prejuzgar el nmero verdadero de tomos que se renen en la molcula. Por ejemplo: la frmula emprica del perxido de hidrgeno es HO, indicando que la molcula est integrada nicamente por dos elementos, el hidrgeno y el oxgeno. 3 4. FRMULA MOLECULAR. Aade a la frmula emprica, el nmero real y concreto de tomos que integran la molcula. As, la frmula molecular del perxido de hidrgeno es H2O2, lo que indica que la molcula contiene cuatro tomos: dos de hidrgeno y dos de oxgeno. FRMULA ESTRUCTURAL. Aade a las anteriores, la indicacin de cmo se disponen los tomos en el espacio para integrar la molcula, as como la forma de unirse mediante enlaces, siendo una copia de la molcula verdadera. La frmula estructural del metano es: H H C H H ESTUDIO DEL TOMO 4 5. El TOMO es el lmite de la divisin qumica (se considera indivisible por mtodos qumicos corrientes). Posee en su interior un NCLEO elctricamente positivo (+) rodeado por una CORTEZA de electrones con carga negativa (-). NCLEO ATMICO El ncleo est formado por PROTONES (carga +) y NEUTRONES (sin carga elctrica). Por eso en el ncleo est localizada la carga elctrica POSITIVA del tomo. El nmero de protones y neutrones es casi la misma. Por ejemplo: el tomo de sodio tiene 11 protones y 12 neutrones. Los protones del ncleo estn sometidos a fuerzas de repulsin mutuas muy elevadas que le haran estallar de no existir los neutrones que actan como elementos estabilizadores o cementantes. El hidrgeno NO tiene ningn neutrn. El PESO ATMICO (ndice superior izquierdo del elemento) representa la suma de protones y neutrones. El NMERO ATMICO (ndice inferior izquierdo del elemento) coincide con el nmero de protones. Los tomos ms estables son los que tienen nmero atmico PAR, y son los que ms abundan en la naturaleza, como el 8O, 6C ,20Ca ,12Mg. ISTOPO Elementos que tienen el mismo nmero atmico, es decir, el mismo nmero de protones en su ncleo, pero poseen distinto Nmero Msico, es decir, distinto nmero de neutrones en su ncleo. Ejemplo: ELEMENTO N ATMICO (p+ ) N MSICO (p+ + n0 ) SMBOLO 5 6. Protio 1 1 1 H H Deuterio 1 2 2 H D Tritio 1 3 3 H T ESTRUCTURA DE UN TOMO DE CARBONO 6 7. LEY DE COULOMB La fuerza ejercida por el ncleo sobre un electrn es proporcional a la carga de aqul e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Por lo tanto, los electrones prximos al ncleo estarn unidos a l con una fuerza muy grande. En cambio, los electrones de la parte externa de la envoltura sern retenidos por una fuerza menos intensa. ESTRUCTURA ELECTRNICA DE LA CORTEZA ORBITALES ELECTRNICOS Y NIVELES DE ENERGA. Los electrones giran alrededor del ncleo, siguiendo rbitas o niveles en la corteza atmica. ORBITAL es una regin del espacio alrededor del ncleo donde hay una alta probabilidad de encontrar electrones. El nmero mximo de electrones que puede contener un orbital es DOS. Los orbitales se encuentran organizados en niveles de energa. NMERO CUNTICO PRINCIPAL Define el tamao del orbital. Se representa por la letra n, que indica el piso o nivel en el cual giran los electrones. As, n1 = primer piso o nivel n2 = segundo piso o nivel n3 = tercer piso o nivel n4 = cuarto piso o nivel Los electrones ms cercanos al ncleo estn en niveles de energa inferiores. Los niveles de energa superiores estn localizados en promedio progresivamente ms lejos del ncleo. Por ejemplo, el primer nivel de energa es el ms cercano al ncleo y el segundo est localizado despus del primero. NMERO CUNTICO SECUNDARIO O AZIMUTAL Se representa por la letra L, y corresponde a la manera como estn colocados los electrones en cada piso o nivel, es decir, son los subpisos o subniveles que hay en cada piso o nivel Est compuesto de orbitales que tienen las mismas caractersticas dentro de un nivel de energa. El nmero de subniveles que se encuentra dentro de un nivel de 7 8. energa corresponde al nmero del nivel de energa. Por lo tanto, el primer nivel de energa contiene nicamente un subnivel. El segundo nivel contiene dos subniveles. El tercero contiene tres, y as sucesivamente. Cada subnivel recibe una letra: s (sharp) es el subnivel de energa ms bajo (L = 0). El subnivel s es esfrico, y solo hay uno de ellos con un mximo de dos electrones por cada piso o nivel. p (principal) es el siguiente orbital (L = 1), con un poco ms de energa. Tienen la forma de dos lbulos tangentes al ncleo. El subnivel p tiene tres tipos de orbitales en cada piso (x, y, z) y puede contener un mximo de 6 electrones. d (difusse) tiene una energa an mayor (L = 2). El subnivel d tiene cinco orbitales y puede contener un mximo de 10 electrones. f (fundamental) es el subnivel con mayor energa de los cuatro (L = 3). El subnivel f tiene siete orbitales y puede contener un mximo de 14 electrones. El nmero de orbitales por cada piso o nivel es igual al cuadrado del nmero cuntico , es decir, en el primer nivel hay un orbital, en el segundo cuatro, en el tercero nueve, en el cuarto 16 y as sucesivamente. En cada orbital solo podrn situarse dos electrones como mximo No. cuntico principal (Nivel) No. de Subniveles No. de electrones Orbitales posibles Distribucin de los electrones en los orbitales 1 1 2 s 1s2 2 4 8 s, p 2s2 ,2p6 3 9 18 s, p, d 3s2 ,3p6 ,3d10 4 16 32 s, p, d, f 4s2 , 4p6 , 4d10 , 4f14 8 9. LEY DEL OCTETE El ltimo piso o nivel de un tomo no puede poseer ms de 8 electrones. Estos corresponden a los orbitales s y p, es decir s2 , p6 . Justificamos la no colocacin de ms electrones en el ltimo piso (orbitales d), porque el orbital s del piso siguiente tiene un nivel energtico ms bajo que los orbitales d y f del piso anterior y los electrones se colocan PRIMERO en l. As por ejemplo el nitrgeno (N) tiene 7 electrones distribuidos de la siguiente forma: 1s2 , 2s2 , 2p3 . El potasio (K) con nmero atmico de 19 tiene sus electrones distribuidos en la siguiente forma: 1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p6 , 4s1 . El escandio (Sc) con nmero atmico de 21 tiene la siguiente estructura: 1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p6 , 3d1, 4s2 . El nmero de electrones de la capa ms externa establece la forma en que puede combinarse un tomo con otros para formar molculas. ORGANIZACIN DE LOS ORBITALES EN LOS NIVELES DE ENERGA PRIMER NIVEL DE ENERGA: est compuesto por un orbital s que puede tener como mximo dos electrones. Es el ms cercano al ncleo. SEGUNDO NIVEL DE ENERGA: est compuesto por dos subniveles: el s con un solo orbital y el p con tres orbitales (x, y, z). Este plano puede tener un mximo de 8 electrones. TERCER NIVEL DE ENERGA: est compuesto con tres subniveles: el s con un orbital, el p con tres orbitales y el d con cinco orbitales. Este plano puede tener un mximo de 18 electrones. TABLA PERIDICA 9 10. Los GRUPOS en la tabla peridica (COLUMNAS VERTICALES) reciben nombres de grupo: GRUPO IA exceptuando al H, se denominan metales alcalinos GRUPO IIA se denominan metales alcalinotrreos GRUPO B (diez columnas) se conocen como metales de transicin GRUPO IIIA, IVA y VA no tienen nombres especficos. Se conocen como grupos del boro-aluminio, del carbono y del nitrgeno respectivamente GRUPO VIA se denomina calcgenos GRUPO VIIA se denomina halgenos GRUPO VIIIA contienen los gases nobles Los tomos localizados dentro de cada GRUPO QUMICO (columna vertical de la tabla peridica), tienen el mismo nmero de electrones en el nivel exterior. Los PERIODOS en la tabla peridica (FILAS HORIZONTALES), corresponden al nmero de niveles de energa que tiene. As, todos los tomos localizados en el 2 periodo tienen dos niveles de energa. Los electrones exteriores se denominan ELECTRONES DE VALENCIA. Por ejemplo el Al, que se encuentra en el grupo IIIA, tiene tres electrones en el ltimo nivel de energa. Estos electrones estn distribuidos, dos en el subnivel 3s y uno en el subnivel 3p. Todos los tomos del grupo IIIA tiene una configuracin del nivel exterior de s2 p1 . TABLA PERIDICA (Cuadro) 10 11. TABLA PERIODICA Mart es 8 de Agosto de 2006 Metales Alcalinos Metales Alcalinotrreos Metales de transicin Lantnidos Actnidos Otros Metales No Metales Gases Nobles Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 11 12. IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA Periodo 1 1 H 2 He 2 3 Li 4 Be 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne 3 11 Na 12 Mg 13 Al 14 Si 15 P 16 S 17 Cl 18 Ar 4 19 K 20 Ca 21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn 31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr 5 37 Rb 38 Sr 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 51 Sb 52 Te 53 I 54 Xe 6 55 Cs 56 Ba * 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 7 87 Fr 88 Ra ** 104 Rf 105 Db 106 Sg 107 Bh 108 Hs 109 Mt 110 Uun 111 Uuu 112 Uub 113 Uut 114 Uuq 115 Uup 116 Uuh 117 Uus 118 Uuo Lantnidos * 57 La 58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69 Tm 70 Yb 71 Lu Actnidos ** 89 Ac 90 Th 91 Pa 92 U 93 Np 94 Pu 95 Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101 Md 102 No 103 Lr 12 13. 13 14. CONFIGURACIN ELECTRNICA DE LOS PRIMEROS 36 ELEMENTOS. 14 15. 15 16. Tabla Peridica con los elementos distribuidos de acuerdo con la configuracin electrnica de sus tomos. 16 17. 17 18. DIAGRAMA DE LOS NIVELES DE ENERGIA DE CADA ORBITAL. El orbital de energa ms bajo es el 1s, luego se encuentra el 2s y los tres orbitales 2p. En los pisos 4 y 5 los orbitales estn ms cerca entre s. El orbital 3d es ligeramente mayor en energa que el orbital 4s, por eso los electrones se colocan primero en el orbital 4s y despus si sobran se colocan en el 3d. 18 19. MOLCULAS Una MOLCULA es una agregado de por lo menos dos tomos en una configuracin definida, mantenidos juntos por fuerzas qumicas. (Chang). Una frmula molecular indica el nmero exacto de tomos de cada elemento en una molcula. La molcula ms simple est constituida por dos tomos y se llama diatmica. Entre los elementos que existen como molculas diatmicas en condiciones atmosfricas se incluyen: el hidrgeno(H2), nitrgeno (N2), y oxgeno (O2), as como los elementos llamados halgenos (grupo 7 A): flor (F2), cloro (Cl2), bromo (Br2), yodo (I2). Las molculas pueden tener ms de dos tomos ya sea del mismo tipo, como el ozono (O3) ,o de diferente tipo , como el agua (H2O) y el amoniaco (NH3).Las molculas que tienen ms de dos tomos se llaman poliatmicas. ENLACES QUMICOS Cuando los tomos interactan para formar enlaces qumicos, slo entran en contacto los electrones del ltimo nivel. Las fuerzas interatmicas que permiten la integracin de las molculas se llaman VALENCIAS O ENLACES QUMICOS. 19 20. Para destacar los electrones de valencia, Lewis ide un sistema en el cual alrededor del smbolo del elemento qumico se coloca un punto por cada electrn que existe en el ltimo piso del tomo. As por ejemplo el H, Li, Na, K, Rb, Cs y Fr perteneces al grupo 1A, y tienen un punto porque tienen en su ltimo piso un solo electrn. Los gases nobles por tener el ltimo piso completo con 8 electrones son nulivalentes ya que por tener el ltimo piso completo no tienden ni a perder, ni a ganar, ni a compartir sus electrones perifricos. Estos elementos son inertes qumicamente. Los enlaces son principalmente de dos tipos: COVALENTES Y INICOS. ENLACES COVALENTES. Definicin. Unin en la cual dos electrones son compartidos por dos tomos. Por razones de simplificacin, el par de electrones compartidos se representa comnmente por una lnea. As el enlace covalente de una molcula de hidrgeno se representa: H-H. 20 21. En un enlace covalente cada electrn de un par compartido es atrado por los ncleos involucrados en el enlace. Esta atraccin es la responsable de que se mantengan unidos los dos tomos. Los electrones de valencia son los que se encuentran en el ltimo piso del tomo. La REGLA DEL OCTETO, formulada por Lewis, dice que un tomo diferente del hidrgeno tiende a formar enlaces hasta que se rodea de ocho electrones de valencia. Por lo tanto, se puede decir que un enlace covalente se forma cuando NO hay suficientes electrones para que cada tomo individual tenga el octeto completo. Mediante el compartimiento de electrones en un enlace covalente, los tomos pueden completar sus octetos. El hidrgeno solo requiere en el ltimo y nico piso tener dos electrones. H:O:H o H-O-H En muchos compuestos hay ENLACES MLTIPLES, esto es, enlaces formados cuando dos tomos comparten dos o ms pares de electrones. Cuando dos tomos comparten dos pares de electrones, el enlace se denomina ENLACE DOBLE. O::C::O o O=C=O. 21 22. Un TRIPLE ENLACE surge cuando dos tomos comparten tres pares de electrones, como en la molcula de nitrgeno. :N::N: o :N=N: H:C::C:H o H-C=C-H (C2H2 o acetileno). UNIVERSIDAD VILLA RICA FACULTAD DE MEDICINA 22 23. IONES Y COMPUESTOS INICOS TEMA 02 Bioqumica y Biologa Molecular Ciclo Acadmico 2011-2012 23 24. IONES Y COMPUESTOS INICOS Los protones cargados positivamente presentes en el ncleo de un tomo permanecen ah durante las reacciones qumicas, pero los electrones cargados negativamente se ganan o se pierden con facilidad. ION es una partcula cargada positiva o negativamente, que se forma cuando un tomo o molcula neutra ha perdido o ganado electrones. Un ion cargado positivamente se llama CATIN. Un ion cargado negativamente se llama ANIN. Por ejemplo el tomo de sodio (Na) puede perder con facilidad un electrn para convertirse en un catin, representado como Na+ . tomo de Na Ion Na+ . 11 protones 11 protones 11 electrones 10 electrones Un tomo de cloro (Cl) puede ganar un electrn y convertirse en un anin, representado por Cl- (llamado cloruro). tomo de Cl Ion Cl- . 17 protones 17 protones 17 electrones 18 electrones COMPUESTOS INICOS. Son compuestos que contienen cationes y aniones. En la mayora de los casos estn formados por un elemento metlico como catin y uno no metlico como anin. Los metales tienden a formar cationes compuestos, mientras que los elementos no metlicos forman aniones cuando se combinan con los metales. La excepcin es el ion amonio (NH+ 4), formado por dos elementos no metlicos (N e H), que es el catin en numerosos compuestos inicos. Cloruro de Sodio (NaCl) Est formado por igual nmero de iones Na+ y Cl- , por lo tanto, la relacin catin- anin es de 1:1, de modo que el compuesto es ELCTRICAMENTE NEUTRO. 24 25. Dado que la masa del electrn es muy pequea en comparacin con la del tomo entero, la masa molar de un ion es prcticamente la misma que la del tomo neutro. NOMENCLATURA DE LOS COMPUESTOS INICOS Los compuestos inicos binarios (formados por dos elementos), se escriben primero el catin metlico y despus el anin no metlico. As, el NaCl es cloruro de sodio, donde se escribe primero el catin Na+ y despus el anin Cl- pero se nombra primero el segundo elemento tomando la primera parte del nombre de ese elemento (Clor) y agregando la terminacin uro y al final el primer elemento. Esta nomenclatura tambin es vlida para los compuestos moleculares ENLACE INICO En los enlaces inicos, los electrones se transfieren completamente de un tomo a otro. Durante este proceso de perder o ganar electrones cargados negativamente, los tomos que reaccionan forman iones. Los iones cargados de manera opuesta se atraen entre ellos a travs de fuerzas electrostticas que son la base del ENLACE INICO, electrovalente o electropolar. En general, forman enlaces inicos: 1. Los electrolitos fuertes, es decir, las sales en estado slido, fundido o disuelto, y 25 26. 2. Los cidos y bases fuertes, especialmente en disolucin. El enlace inico no tiende a formar molculas individuales por agrupacin de unos pocos tomos, sino que, cuando la sustancia es slida, forma redes cristalinas indefinidas. Cuando la sal est disuelta, el ion se correlaciona con los dems por las mismas fuerzas electrostticas, aunque tienen ms individualidad como tal y se mueven con ms libertad. REACCIN DEL Na CON EL Cl PARA FORMAR CLORURO DE SODIO (unin electrovalente) Los halgenos F, Cl, Br, I, tienen en su ltima rbita electrnica tal cantidad de electrones, que solo les falta uno para completar el nmero mximo. Los metales alcalinotrreos: Li, Na, K, Rb, Cs, tienen en su ltimo plano un solo electrn, por lo que para completar esa ltima capa tienden a cederlo. 26 27. CARACTERISTICAS DE LOS COMPUESTOS INICOS Los enlaces inicos se forman entre metales y no metales Al nombrar compuestos inicos simples, el no metal siempre viene primero y el metal segundo (por ejemplo, el cloruro de sodio), sin embargo al escribirlo se coloca primero el metal y despus el no metal (NaCl) Los compuestos inicos se disuelven fcilmente en el agua y otros solventes polares En una solucin, los compuestos inicos fcilmente conducen electricidad Los compuestos inicos tienden a formar slidos cristalinos con temperaturas muy altas 27 28. ELECTRONEGATIVIDAD. La ELECTRONEGATIVIDAD es la habilidad de un tomo para atraer hacia s los electrones de un enlace qumico. Un elemento con alta electronegatividad tiene mayor capacidad de atraer los electrones enlazados que otras molculas de baja electronegatividad En la tabla peridica, la electronegatividad aumenta de izquierda a derecha a lo largo de un periodo. En cada grupo, la electronegatividad disminuye al aumentar el nmero atmico. Los elementos ms electronegativos (halgenos, oxgeno, nitrgeno, azufre) estn ubicados en el ngulo superior derecho de la tabla peridica, y los menos electronegativos (metales alcalinos y alcalinotrreos) en el ngulo inferior izquierdo. 28 29. ENLACES NO COVALENTES TIPOS DE ENLACES NO COVALENTES 29 30. UNIVERSIDAD VILLA RICA FACULTAD DE MEDICINA DISOLUCIONES ACUOSAS TEMA 03 Bioqumica y Biologa Molecular Ciclo Acadmico 2011-2012 30 31. DISOLUCIONES ACUOSAS Una SOLUCIN es una mezcla homognea de dos o ms sustancias. La sustancia presente en menor proporcin se llama soluto y la sustancia presente en mayor cantidad se denomina disolvente solvente. SOLUBILIDAD Es la capacidad de una molcula, para entablar algn tipo de fuerza intermolecular DISOLUCIONES Una disolucin puede ser gaseosa (aire), slida (una aleacin) o lquida (agua de mar) estas ltimas se llaman disoluciones acuosas. Las fuerzas intermoleculares (fuerzas de cohesin) que mantienen juntas las molculas en estado lquido son de tres tipos: Interacciones dipolares: Enlaces de hidrgeno Fuerzas de dispersin MOLCULAS DIPOLARES E INTERACCIONES DIPOLARES. Las interacciones dipolares, o dipolo-dipolo son fuerzas de atraccin entre molculas que existen como DIPOLOS. POLARIDAD. Dentro de una molcula electrostticamente neutra pueden originarse zonas con cargas positivas (+) y negativas (-) debido a que los electrones se concentran ms en un lado de la molcula que en el otro haciendo que la molcula sea DIPOLAR. En la molcula de agua, la elevada concentracin de electrones alrededor del ncleo de oxgeno, y la deficiencia relativa de electrones alrededor del ncleo de hidrgeno, ocasiona zonas dipolares. + 31 H 32. - + En el caso del cloruro de hidrgeno (HCl), por ejemplo, ocurre que el Cl es ms negativo que el H , porque su ncleo, como tiene 17 protones (+) atrae a los electrones compartidos por el H, ms fuertemente que el ncleo del H que solo tiene un protn (+).Por lo tanto, en su estructura global, los electrones compartidos por covalencia estarn ms prximos al Cl que al H, por eso la molcula tendr cargas negativas en el lado donde est el Cl y positivas donde est el H. Adems de existir fuerzas DIPOLO-DIPOLO, existen fuerzas ION-DIPOLO, que ocurre entre un ion (catin o anin) y un dipolo. La hidratacin es un ejemplo de la interaccin ion-dipolo. En una disolucin acuosa de NaCl, los iones Na+ y Cl- se rodean de molculas de agua que son dipolos grandes. De esta forma las molculas de agua actan como un aislante elctrico que mantiene a los iones separados. Las interacciones dipolares son fuerzas de corto alcance, lo que significa que las molculas tienen que estar muy cerca entre s para producir una fuerza de atraccin significativa. Se necesita aproximadamente 1 Kcal/mol para romper las interacciones dipolares; este es un valor pequeo comparado con las 100 Kcal/mol, aproximadamente, que se necesita para romper la mayora de los enlaces covalentes. PUENTES DE HIDRGENO. Es la atraccin entre un tomo de hidrgeno, con carga delta+, y un tomo de oxgeno o nitrgeno con carga delta-. Son enlaces dipolo-dipolo 32 OXGENO H 33. Los enlaces de hidrgeno se encuentran en lquidos que estn compuestos de molculas que tienen un tomo de hidrgeno enlazado en forma covalente al O, N o F (elementos del 2 periodo con las electronegatividades ms altas) y otro tomo electronegativo (O, N, F). Como sucede en las molculas dipolares, hay una separacin de cargas, (un lado + y otro -) dentro de la molcula que tiene enlaces de hidrgeno. La separacin de carga se debe a la atraccin que ejerce el ncleo del O, N o F sobre el electrn del H. Por lo tanto el tomo de hidrgeno quedar solo con un protn y por ello con carga exclusivamente positiva. Si el hidrgeno est cerca de otro tomo negativo se puede establecer una unin electrosttica que aproximar a los tomos negativos a travs del tomo de hidrgeno produciendo el enlace de hidrgeno o puente de hidrgeno. Los enlaces de hidrgeno son los ms fuertes entre las fuerzas intermoleculares .Se necesita aproximadamente 5 a 6 Kcal/mol para romper los enlaces o puentes de hidrgeno. El agua es un lquido con enlaces de hidrgeno. Las molculas de agua tienen dos tomos de hidrgeno enlazados en forma covalente al tomo de oxgeno electronegativo. En el agua lquida, la molcula de agua puede estar unida por enlaces de hidrgeno a otras molculas de agua como se muestra a continuacin. 33 34. ENLACES DIPOLO-DIPOLO Y PUENTES DE HIDRGENO Enlaces de hidrgeno entre molculas de agua y metanol. Enlaces de hidrgeno entre agua y el alcohol del heptanol. Compuestos carbonlicos pueden aceptar enlaces de hidrgeno de la molcula de agua. Enlaces de hidrgeno entre molculas de agua y cidos carboxlicos. 34 35. Enlaces de hidrgeno entre molculas de agua y los tomos de oxgeno de un ster. Las amidas pueden aceptar y donar enlaces de hidrgeno, excepto las di sustituidas. 35 36. FUERZAS DE DISPERSIN. Las FUERZAS DE DISPERSIN son las fuerzas principales que atraen las molculas NO POLARES entre s. Las molculas no polares son aquellas que no tienen separacin de cargas dentro de ellas. Las fuerzas de dispersin son las ms dbiles de las tres fuerzas intermoleculares y existen en todas las molculas aunque son tan dbiles que son opacadas por las fuerzas dipolares y los enlaces de hidrgeno. En las molculas no polares, en donde no existe separacin de cargas, cmo es posible que se puedan atraer las molculas entre s? Si se coloca un ion o una molcula polar cerca de un tomo neutro o de una molcula no polar, la distribucin electrnica del tomo o molcula no polar se distorsiona por la fuerza ejercida por el ion o molcula polar cercana. Se dice que el dipolo resultante en el tomo neutro o molcula es un DIPOLO INDUCIDO, porque la separacin entre las cargas positivas y negativas en el tomo neutro o en la molcula no polar se debe a la proximidad de un ion o molcula polar. Esta interaccin se conoce como interaccin dipolo-dipolo inducido. FUERZAS DE VAN DER WAALS 36 37. Las fuerzas de Van der Waals ocurren entre dipolos inducidos no permanentes de enlaces covalentes poco polares, como el C-H. Por lo tanto, la energa de enlace, resultante de las fuerzas atractivas de Van der Waals, es inferior a la de los puentes de hidrgeno. Un enlace apolar como el de C-H es resultando de que no haya diferencias apreciables en las electronegatividades de los tomos participantes, por lo que no existe un dipolo permanente natural. Sin embargo, cuando estas molculas apolares se acercan, las nubes de electrones negativamente cargados empiezan a rechazarse mutuamente, lo que deforma la densidad electrnica de cada orbital molecular. Esto significa que se convierte en un dipolo inducido. Cada dipolo puede inducir la formacin de otro, lo cual permite la existencia de interacciones dipolo inducido/dipolo inducido. No obstante estas interacciones son efmeras porque el enlace es dbil. Conforme los tomos se alejan, se va perdiendo la fuerza de Van der Waals y, por tanto desaparece el dipolo. 37 C-H C-H H-C C-H H-C Fuerza de Van der Waals - + + - + +No hay dipolo 38. UNIVERSIDAD VILLA RICA FACULTAD DE MEDICINA EQUILIBRIO QUMICO TEMA 04 38 39. EL EQUILIBRIO QUMICO Las REACCIONES QUMICAS se producen por el rompimiento y la formacin de los enlaces entre tomos y molculas o ambas situaciones. En una reaccin qumica los reactivos se escriben en la izquierda y los productos a la derecha. Sin embargo, el lado de la reaccin que representa los reactivos y los productos depender del momento de la reaccin y debe especificarse para la reaccin dada. CO2+ H2O H2CO3 Las reacciones pueden ser REVERSIBLES E IRREVERSIBLES. Las REACCIONES REVERSIBLES son aquellas susceptibles de realizarse en los dos sentidos. Las REACCIONES IRREVERSIBLES solo se efectan en un sentido y son poco frecuentes. Las reacciones reversibles cuando estn en equilibrio, la velocidad (Vel.) de la reaccin hacia la derecha es igual a la velocidad de la reaccin hacia la izquierda. Siempre se tiende a alcanzar el EQUILIBRIO, por ello, si las concentraciones de los reactivos aumentan, la velocidad de la reaccin hacia los productos tambin aumenta, hasta que hay un incremento neto de productos y se alcanza un nuevo equilibrio. En cambio, si los reactivos disminuyen, la velocidad de la reaccin hacia los productos disminuye, habiendo un incremento neto en los reactivos con lo que se alcanza el equilibrio. CONCEPTO DE EQUILIBRIO El EQUILIBRIO es un estado en el que no se observan cambios a medida que transcurre el tiempo . Por ejemplo, cuando una reaccin qumica ha alcanzado el estado de equilibrio, permanecen constantes las concentraciones de reactivos y productos. Bioqumica y Biologa Molecular Ciclo Acadmico 2011-2012 39 40. El EQUILIBRIO QUMICO es dinmico por la gran actividad en el nivel molecular que permite la conversin de molculas de reactivos y productos. Si colocamos CO2 y H2 en un recipiente bajo condiciones adecuadas, stos reactivos se combinarn para producir CO (monxido de carbono) y H2O. CO2 + H2 CO + H2O A medida que la reaccin avanza, se incrementa la concentracin de productos CO y H2O y disminuye la concentracin de reactivos por lo que disminuye la velocidad de la reaccin directa (hacia la derecha): Conforme aumenta la concentracin de los productos se acelera la reaccin inversa (hacia la izquierda) hasta que llega un momento en que la velocidad de la reaccin directa es igual a la velocidad de la reaccin inversa establecindose en este momento el equilibrio qumico. En la grfica anterior se observa que al inicio de la reaccin (t0), la vel. de la reaccin directa es mxima y la vel. de la inversa de 0. Inicialmente los productos no estn presentes. A medida que pasa el tiempo, la vel. de la reaccin directa disminuye uniformemente y la vel. de la reaccin inversa aumenta. En el tiempo te, las velocidades se hacen iguales y permanecen invariables en el tiempo, por lo que en este punto la reaccin est en EQUILIBRIO. Mientras que las condiciones permanezcan constantes, la reaccin se mantiene en equilibrio. VELOCIDAD DE LA REACCIN es la cantidad de sustancia transformada en la unidad de tiempo, y depende de la concentracin de la sustancia que reacciona. 40 41. LEY DE ACCION DE MASAS. El estudio cuantitativo de los equilibrios qumicos conduce a la llamada ley de accin de masas. Esta ley es vlida para reacciones en las que intervienen mltiples sustancias. A + B C + D Cuando dos sustancias (A y B) entran en una reaccin qumica y la concentracin de ambos compuestos permanecen constantes, la velocidad de destruccin de A y B es proporcional al producto de sus dos concentraciones. V = K2 [A] [B] Una vez formados los productos C y D, reaccionan entre s, generando en parte los compuestos primitivos A y B, por lo que la vel. de la reaccin ser proporcional al producto de sus concentraciones. V = K1 [C] [D] A medida que las concentraciones de A y B disminuyen, decrece la vel. (V), y como aumentan las concentraciones de C y D, crece la velocidad V. Al cabo de cierto tiempo se llega a un estado en el que V y V son iguales. Entonces se produce un equilibrio qumico que no es esttico sino dinmico porque la reaccin no cesa. V = V: K2 [A] [B] = K1 [C] [D] Escribiendo la proporcin El cociente K1/K2 es lgicamente CONSTANTE y lo llamamos K. 41 42. Esta frmula constituye la llamada LEY DE ACCIN DE MASAS, que regula las concentraciones de los reactivos y los productos presentes en equilibrio, es decir, nos permite conocer la concentracin de los reactivos (denominador) y productos (numerador), cuando la reaccin est en equilibrio. El cociente de esta reaccin es constante y se llama K. Si la constante de equilibrio K es igual a 1, quiere decir que los reactivos y los productos estn en la misma proporcin. Si K es menor de 1 quiere decir que los productos (numerador) estn en menor proporcin que los reactivos (denominador). Si K es mayor de 1 quiere decir que los productos (numerador) estn en mayor proporcin que los reactivos (denominador). 42 43. FACTORES QUE AFECTAN EL EQUILIBRIO QUMICO Si aadimos al sistema en equilibrio una cierta cantidad de sustancia C, se produce un aumento en su concentracin, lo que provoca un aumento del numerador; y para que K siga mantenindose constante, es necesario que aumente el denominador, desplazndose el equilibrio hacia la izquierda. El PRINCIPIO DE LE CHATELIER establece, que si se aplica un esfuerzo externo a un sistema en equilibrio, el sistema se ajusta por s mismo de tal modo que el esfuerzo se contrarresta parcialmente hasta alcanzar de nuevo el equilibrio. La palabra esfuerzo en este caso significa cambio de concentracin, presin, volumen o temperatura, que desplaza al sistema de su estado de equilibrio. En las reacciones qumicas, si aumentan las concentraciones de los reactivos la velocidad de la reaccin aumenta hacia la derecha (hacia los productos); en cambio si aumentan las concentraciones de los productos, la velocidad de la reaccin aumenta hacia izquierda, para mantener el equilibrio. Ejemplo: CO2 + H2O H2CO3 HCO3 - + H+ Si aumentara la concentracin de CO2 en la sangre, la vel. de las reacciones aumentara hacia la derecha y con ello aumentara la concentracin de H+ . 43 44. CAMBIOS DE CONCENTRACIN. El CO2 se agrega a una mezcla en equilibrio en t1. De t1 a t2 el sistema regresa al estado de equilibrio. En t2 las concentraciones de CO y H2O han aumentado y la concentracin de H2 ha disminuido. Mientras no haya ningn cambio en el sistema, la reaccin permanece en equilibrio despus de t2. REACCIONES QUMICAS 44 45. Reacciones en las que se forman o rompen enlaces qumicos entre tomos y molculas o ambas situaciones. TODA REACCIN QUMICA TIENE UN PUNTO DE EQUILIBRIO En una reaccin qumica intervienen: REACTIVOS PRODUCTOS Por convencin, los reactivos se escriben (casi siempre) en la izquierda y los productos en la derecha. Sin embargo, cual lado de una reaccin representa los reactivos y cual los productos depende del punto de vista y debe especificarse para una reaccin dada. Si la concentracin de los reactivos aumenta, la velocidad de la reaccin hacia los productos tambin aumenta ( ). Hay un incremento neto en los productos y se alcanza un nuevo equilibrio. Si la concentracin de los reactivos disminuye, la velocidad de la reaccin hacia los productos disminuye ( ). Hay un incremento neto de los reactivos y se alcanzar un nuevo equilibrio. REACCIN DIRECTA: La velocidad relativa de esta reaccin es de izquierda a derecha ATP + H20 ADP + P REACCIN INVERSA: La velocidad relativa de esta reaccin es de derecha a izquierda H2CO3 CO2 + H2O PRINCIPIO DE LE CHATELIER Si un sistema en equilibrio se somete a una fuerza externa, ste responder en el sentido en el que tienda a liberarse de la fuerza y alcance un nuevo equilibrio, es decir, en el sentido de contrarrestar dicha modificacin. 45 46. A + B C + D PIRUVATO + NADH LACTATO + NAD CO2 + H2O H2CO3 HCO3 - + H+ 46 47. UNIVERSIDAD VILLA RICA FACULTAD DE MEDICINA GRUPOS QUMICOS TEMA 05 Bioqumica y Biologa Molecular Ciclo Acadmico 2011-2012 47 48. CLASIFICACIN DE LOS COMPUESTOS ORGNICOS Todos los compuestos orgnicos se dividen en dos grupos principales: Hidrocarburos Derivados de hidrocarburos HIDROCARBUROS. Compuestos que contienen nicamente carbono e hidrgeno. DERIVADOS DE HIDROCARBUROS. Compuestos que contienen carbono, hidrgeno y por lo menos otro elemento diferente al carbono e hidrgeno, que generalmente es: oxgeno, nitrgeno, halgenos, azufre, fsforo. CLASIFICACIN Y NOMENCLATURA DE LOS HIDROCARBUROS PREFIJO ALCANOS CnH2n+2 ALQUENOS CnH2n ALQUINOS CnH2n-2 48 49. MET- METANO ----------- ----------- ET- ETANO ETENO ETINO (ACETILENO) PROP- PROPANO PROPENO PROPINO BUT- BUTANO BUTENO BUTINO PENT- PENTANO PENTENO PENTINO Los prefijos griegos se utilizan a partir de cinco tomos de carbono: pent-, hex-, hept-, oct-, non-, dec-. CARBN PRIMARIO, SECUNDARIO, TERCIARIO Y CUATERNARIO ALCANOS Compuestos orgnicos formados por C e H Se dice que estn saturados porque cada molcula de C est enlazada al mximo nmero posible de H Su frmula general es CnH2n+2 Se nombran con el sufijo ANO y una raz que indica el nmero de C 1=met, 2=et, 3=prop, 4=but, 5=pent, 6=hex, 7=hep, etc. ALQUENOS Hidrocarburos que presentan uno o ms enlaces dobles C=C 49 50. Su frmula general es CnH2n Por ser insaturados y por la presencia de dobles enlaces, tienen gran reactividad qumica Se nombran con el sufijo ENO ALQUINOS Hidrocarburos que contienen uno o ms triples enlaces Su frmula general es CnH2n-2 Por ser insaturados son muy reactivos Se nombran con el sufijo INO PRINCIPALES GRUPOS ALQUILO Resulta de eliminarle un H a un Hidrocarburo. Se nombran combinando la terminacin del hidrocarburo por il o ilo. GRUPO ALCOHOL Resulta de sustituir de un hidrocarburo un hidrgeno por un hidroxilo OH. 50 51. NOMENCLATURA Toman el nombre del hidrocarburo, terminado en OL. ALDEHDOS Y CETONAS 51 52. Los aldehdos y las cetonas son dos clases de derivados hidrocarbonados que contienen un GRUPO CARBONILO. Este grupo est formado por un tomo de carbono unido a un oxgeno por una doble ligadura (C = O) ALDEHDOS. Resultan de sustituir dos hidrgenos de un mismo carbn primario por un oxgeno Tienen el grupo carbonilo en el carbono primario o terminal. En la frmula de un aldehdo, hay por lo menos un tomo de hidrgeno enlazado al grupo carbonilo. El segundo grupo enlazado al grupo carbonilo puede ser un grupo alquilo (R) o un arilo (Ar) o un segundo tomo de hidrgeno. FRMULA GENERAL DE LOS ALDEHIDOS El nombre de aldehdo deriva de alcohol deshidrogenado, ya que el compuesto se forma cuando un alcohol pierde un hidrgeno, es decir, se oxida o deshidrogena. NOMENCLATURA La o final del nombre del alcano se sustituye por el sufijo AL, el cual designa el grupo funcional de los aldehdos. Por ejemplo del etano surge el etanal , del metano el metanal, etc. CETONAS. Resultan de sustituir dos hidrgenos de un mismo carbn secundario por un oxgeno. El grupo carbonilo nunca es un carbono primario o terminal, ya que aquel debe estar enlazado a otros dos tomos de carbono, es decir es un carbn secundario .Estos tomos de carbono pueden ser grupos alquilo o arilo. FRMULA GENERAL DE LAS CETONAS 52 53. NOMENLATURA Se elimina la o terminal del alcano precursor y se cambia por ONA. Por ejemplo: propano, propanona (acetona), butano, butanona, etc... CIDOS Resulta de sustituir en un carbn primario de un hidrocarburo, dos hidrgenos por un oxgeno y el tercer hidrgeno por un hidroxilo (OH). El carbono primario se convierte en radical CARBOXILO (COOH). NOMENLATURA Al nombre del hidrocarburo se aade la terminacin OICO. 53 54. SALES ORGNICAS Son compuestos que resultan de sustituir uno o ms hidrgenos de un cido por un metal. NOMENCLATURA Se sustituye la terminacin ICO del cido por ATO 55. STERES Se forman cuando reacciona un cido con un alcohol, liberando una molcula de agua. cido + Alcohol = ster + Agua. NOMENCLATURA Se sustituye la terminacin ICO del cido por ATO, indicando el nombre especfico del radical alquilo. 55 56. BENCENO (C6 H6) DERIVADOS DEL BENCENO 56 57. AMINAS Compuestos orgnicos derivados del amonaco, NH3, formados por la sustitucin de uno, dos, o tres hidrgenos, por grupos alquilos. Se clasifican en primarias, secundarias y terciarias de acuerdo con el nmero de hidrgenos que se hayan sustituido. NOMENCLATURA Se nombra el grupo alquilo anido al tomo de nitrgeno y se agrega el sufijo AMINA. NOMENCLATURA DE ALGUNOS DE LOS COMPUESTOS ALIFTICOS MS COMUNES 57 58. 58 59. UNIVERSIDAD VILLA RICA FACULTAD DE MEDICINA AGUA TEMA 06 59 60. A G U A El agua es, con mucho, el mayor componente del cuerpo, constituyendo aproximadamente el 70% del peso total del mismo, (llegando a 90% en los nios). En el organismo se mantiene una relacin constante de 70% de agua, 20% de protenas y poco menos de 10% de lpidos. Una prdida del 10% del contenido total de agua en el hombre ocasiona enfermedad y del 20% muerte. El agua est distribuida en dos grandes compartimentos: INTRACELULAR 50% EXTRACELULAR 20%, (15% intersticial y 5% intravascular) A estos compartimientos biolgicos hay que agregar el volumen de los lquidos TRANSCELULARES, que comprende el lquido cefaloraqudeo, el lquido sinovial, el humor acuoso, etc. Son, por lo general, productos de secrecin celular y pueden considerarse una extensin del extracelular, aunque su velocidad de intercambio con el exterior es mucho ms lenta. El agua contiene solutos como son: protenas, iones, etc. Ms del 95% del sodio corporal es extracelular y es el principal soluto del lquido extracelular. DISTRIBUCION DEL AGUA CORPORAL DE UN ADULTO DE 70 kg Agua Intracelular Extracelular Intravascular IntersticialBioqumica y Biologa Molecular Ciclo Acadmico 2011-2012 60 61. total % del peso 60 40 20 5 15 Litros 42 28 14 3,5 10,5 Equilibrio del agua El contenido del agua del organismo permanece constante por regulacin homeosttica debida a las interacciones entre una hormona llamada antidiurtica (ADH) y el aparato digestivo, riones y cerebro. En condiciones normales la cantidad de agua que se ingiere a diario es prcticamente la misma que se elimina. FUENTES Y REQUERIMIENTOS DE AGUA INGRESOS NORMALES: AGUA DE BEBIDAS 1600 ml AGUA DE ALIMENTOS SLIDOS 700 ml AGUA DE OXIDACIN CELULAR DE ALIMENTOS 200 ml TOTAL 2500 ml PRDIDAS NORMALES: PRDIDAS INSENSIBLES (piel y pulmones) 800 ml VIA RENAL (orina) 1500 ml VA DIGESTIVA (heces) 200 ml TOTAL 2500 ml 61 62. ENTRADA Y SALIDA DE LQUIDOS DEL ORGANISMO EN CONDICIONES NORMALES 62 63. ESTRUCTURA DEL AGUA La molcula de agua est formada por un tomo de oxgeno y dos de hidrgeno unidos mediante enlaces covalentes. El oxigeno est en su forma hbrida sp3. El oxgeno ocupa el centro de un tetraedro, los tomos de hidrgeno ocupan dos de los vrtices, en tanto que los electrones no compartidos ocupan los dos vrtices restantes. El ngulo entre los tomos de hidrgeno es de 104.5. 63 64. El tomo de oxgeno atrae fuertemente los electrones, en tanto que los dos ncleos de los tomos de hidrgeno los atraen dbilmente, lo que favorece que la molcula de agua se comporte como un dipolo, elctrico, teniendo carga negativa (delta negativa o - ) del lado del oxgeno y carga positiva (delta positiva o + ) del lado de los hidrgenos. ORBITALES HBRIDOS Los electrones que deberan estar distribuidos en un orbital s y tres orbitales p, con las caractersticas espaciales que ya conocemos (un orbital esfricos y tres bilobulados), se distribuyen en cuatro orbitales nuevos idnticos entre s, y que se llaman HBRIDOS, por haber sido engendrados por dos tipos de orbitales diferentes, y porque participan de las caractersticas de sus progenitores. 64 65. PUENTES DE HIDRGENO El comportamiento del agua como un DIPOLO hace que la parte + de uno de los hidrgenos de la molcula se acerque al oxigeno (- ) de otra molcula de agua vecina. Cuando dos molculas de agua se sitan a una distancia de 2.7 a 3.0 A, se forma un PUENTE DE HIDRGENO. Una molcula de agua puede interaccionar hasta con cuatro molculas vecinas. Los puentes de hidrgeno son mucho ms dbiles que los enlaces covalentes .La energa necesaria para romper un puente de hidrgeno es de 4.5 Kcal/mol , en cambio para romper un enlace covalente C-H se requiere de 100 Kcal/mol 65 104.5 66. En el agua en estado lquido existen molculas de agua libres y racimos o redes de molculas de agua unidas mediante puentes de hidrgeno parecidas a las del hielo. Al aumentar la temperatura se rompen los puentes de hidrgeno dejando libres la mayora de las molculas de agua. En cambio, al disminuir la temperatura se forma hielo debido a que el ngulo entre los tomos de hidrgeno de una molcula de agua aumenta a 108 y los puentes de hidrgeno forman redes tridimensionales con gran cantidad de espacios vacos lo que explica la menor densidad del hielo con respecto al agua lquida. (a) y (b) Agua slida o hielo (c) Agua lquida o en racimos parpadeantes ESTRUCTURA DEL AGUA LQUIDA 66 67. 67 68. PROPIEDADES DEL AGUA. DISOLVENTE UNIVERSAL La estructura y polaridad del agua hacen que sea un disolvente capaz de reducir las fuerzas de atraccin entre partculas con cargas opuestas o de hacer menor la fuerza de repulsin entre partculas de cargas semejantes. Los COMPUESTOS INICOS como el cloruro de sodio (NaCl), se disuelve fcilmente en el agua, ya que las molculas de agua rodean tanto al Na+ como al Cl- . La parte positiva de la molcula de agua se pone en contacto con el Cl- mientras que la negativa con el Na+ . El agua posee una Constante Dielctrica muy elevada, que es la tendencia del disolvente a oponerse a la atraccin electrosttica entre los iones negativos y positivos. La CONSTANTE DIELCTRICA DEL AGUA es de 78.5. El agua tambin disuelve COMPUESTOS NO INICOS PERO DE CARCTER POLAR . Esta propiedad se debe a la capacidad del agua para establecer puentes de hidrgeno con grupos funcionales polares (OH-, SH-, NH2-) de otras molculas. Los COMPUESTOS APOLARES O HIDROFBICOS no interaccionan con el agua, sino que se renen entre s no porque tengan gran afinidad entre ellos, sino porque las molculas de agua forman una especie de envoltura alrededor de ellos. La tendencia de las molculas hidrofbicas a unirse entre s en presencia de agua se denomina unin o interaccin hidrofbica. El agua tambin solubiliza MOLCULAS ANFIPTICAS, compuestos que tienen dentro de la misma molcula grupos polares y grupos no polares. La porcin polar interacciona con el agua mientras que la porcin no polar o hidrofbica queda encerrada en el centro .Estos compuestos anfipticos forman MICELAS cuando se encuentra disueltas en agua. Los compuestos con estas caractersticas son los fosfolpidos, las protenas y los cidos nucleicos. 68 69. TENSIN SUPERFICIAL. Cuando la superficie del agua est en contacto con el aire se comporta como si su superficie fuera una membrana elstica, ya que las molculas de esta zona no estn sujetas fuerzas de atraccin semejantes en todas direcciones y tienden a aglutinarse ms en esta parte que en otras zonas del lquido. La tensin superficial del agua es la ms alta despus del mercurio. Las protenas disueltas en agua disminuyen la tensin superficial del agua en los capilares y clulas, facilitando con ello los intercambios entre los tejidos, ya que al disminuir la tensin superficial junto a la membrana, disminuye la resistencia a la smosis intercelular. ELECTROLITO DBIL. EL agua es un electrolito dbil porque tiende a disociarse parcialmente. Origina el mismo catin que los cidos ( H+ ) y el mismo anin (OH- ) que las bases, por lo que es una sustancia ANFTERA o ANFOLITO, es decir, se puede comportar como cido o como base. CALOR ESPECFICO. Es la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de 1 g de agua, de 14.5C a 15.5C. El valor del calor especfico del agua es de 4.184 J/g C de 1 cal/ g por 1 C y es muy alto en relacin a otras sustancias como el etanol que es de 2.46 J/g C. Por lo tanto, el valor 4.184 J/g C implica que se necesita una gran cantidad de calor para calentar 1 g de agua o se desprende mucho calor cuando sta se enfra. El calor especfico corresponde a la energa absorbida para romper los puentes de hidrgeno que unen las molculas de agua. 69 70. El agua, absorbe ms calor que otros lquidos, para elevar la temperatura. Esta propiedad es bsica para estabilizar la temperatura del cuerpo y funciona como un amortiguador que evita o disminuye la elevacin de la temperatura corporal. La capacidad del agua para almacenar energa calorfica tiene consecuencias ambientales muy importantes, una de estas es el clima. As las reas geogrficas cercanas a los grandes lagos, mares u ocanos experimentan fluctuaciones ms pequeas de temperatura, no slo entre invierno y verano sino que tambin entre el da y la noche, que aquellas reas situadas en el interior de los continentes. El agua de estos cuerpos acuferos puede absorber gran cantidad de calor en verano, mientras que su temperatura slo aumenta ligeramente. En invierno los cuerpos desprenden calor con lo que la temperatura del agua baja levemente y en el ambiente hay menos fro. CALOR LATENTE DE VAPORIZACIN. Es la cantidad de energa necesaria para que un mol de agua se convierta en vapor. Por lo tanto, es la cantidad de energa necesaria para superar las fuerzas de atraccin entre las molculas de agua, de modo que las molculas individuales puedan separarse unas de otras y pasar al estado gaseoso. Una de las ventajas del elevado calor de vaporizacin del agua es que permite al hombre disminuir su temperatura corporal. Esta refrigeracin es debida a que, para evaporarse, el agua de la piel (por ejemplo, el sudor) absorbe el calor del cuerpo, lo que hace disminuir la temperatura superficial y mantiene la temperatura corporal ms baja que la del ambiente. PUNTO DE FUSIN. Es la temperatura en la que al agua pasa del estado slido al lquido y es de 0C. PUNTO DE EBULLICIN. Es la temperatura en la que al agua lquida se convierte en vapor y es de l00C. Tanto el punto de fusin como el de ebullicin se alteran cuando se agregan solutos al agua. El punto de ebullicin aumenta y el de fusin disminuye. 70 71. PRESIN OSMTICA En una solucin en la que hay agua y solutos, las molculas de soluto ejercen una presin sobre las paredes del recipiente que las contiene, que es medible y se llama presin osmtica. OSMOSIS: Difusin del agua de la zona de menor concentracin de solutos a la de mayor concentracin. La concentracin de una solucin depende de la cantidad de partculas de soluto que existen en ella y no de su tamao. Por ejemplo una molcula de albmina que tiene un peso molecular de 70,000 tiene el mismo efecto osmtico que una molcula de glucosa con peso de 180. El nmero total de partculas de una solucin se mide en OSMOLES. PRESIN OSMTICA OSMOL (Osm) Es igual a un MOL de partculas del soluto. As una solucin que tiene un mol de glucosa/L, tiene una concentracin de un osmol/L de glucosa. 71 72. Si la molcula se disocia en dos iones (dos partculas) como el NaCl, (iones de Cl- y Na+ ), entonces la solucin que contiene un Osm/l, tiene una concentracin osmtica de 2 Osm/l. El trmino osmol se refiere al NMERO de partculas osmticamente activas. Miliosmol = 1/1000 osmoles. OSMOLARIDAD: PLASMA INTERSTICIO INTRACELULAR 281 mOsm/l 282 mOsm/l 281 mOsm/l PRESION OSMTICA. Es la presin necesaria que se necesita aplicar para evitar el movimiento neto del agua desde una solucin a otra, cuando ambas soluciones estn separadas por una membrana permeable solo al agua. Cuanto mayor es la presin osmtica de una solucin, menor es la concentracin de agua, pero mayor es la concentracin de solutos de esa solucin. La presin osmtica es directamente proporcional a la concentracin de partculas osmticamente activas que existen en la solucin (independientemente de su tamao). La presin osmtica solo es ejercida por las partculas (partculas osmticamente activas) que no pasan a travs de una membrana semipermeable. La OSMOLARIDAD DEL LQUIDO EXTRACELULAR se debe a la concentracin de SODIO. La OSMOLARIDAD DEL LIQUIDO INTRAVASCULAR o PLASMA se debe a las PROTEINAS La pequea diferencia que hay entre la osmolaridad del plasma y el lquido intersticial se debe a las protenas del plasma, lo que hace que haya unos 20 mmHg ms de presin en los capilares que en el intersticio. PRESIN COLOIDOSMTICA U ONCTICA Es la presin osmtica del plasma producida por la concentracin de protenas. La concentracin de protenas plasmticas es de 7.5 g/%. La concentracin de protenas del intersticio es de 2 g/% 72 73. EFECTO DE LA OSMOLARIDAD DEL LQUIDO EXTRACELULAR SOBRE LAS CLULAS SOLUCIONES ISOTNICAS: Solucin Glucosada al 5%. Solucin Salina al 0.9%. Solucin Hartmann. OSMOLARIDAD PLASMTICA Existen varias frmulas para calcularla. Una es a partir de las concentraciones plasmticas de Sodio, Glucosa y Nitrgeno ureico: 2[Na] + [Glucosa] / 18 + [BUN] 2,8 Tambin puede tomarse en cuenta el Potasio como en la siguiente frmula: Clculo de OSMOLARIDAD: 2(Na+ .) + 2(K+ .) + (Urea) + (Glucosa) 2.8 18 La Osmolaridad Plasmtica normal se encuentra entre 275 y 290 mOsm/L 73 74. CONTROL DEL METABOLISMO DEL AGUA La ingestin de agua est controlada por la S E D. Cuando aumenta la osmolaridad del plasma , se activa el centro de la SED en el HIPOTLAMO y se produce un pptido llamado HORMONA ANTIDIURTICA (HAD) O VASOPRESINA que se acumula en la hipfisis posterior de donde es secretada a la sangre. La HAD aumenta la permeabilidad del tbulo contorneado distal de la nefrona, reabsorbindose pasivamente agua, lo que diluye el plasma y disminuye la osmolaridad. Cambios de la osmolaridad plasmtica de 2% o ms, son detectados por los osmorreceptores hipotalmicos (muy sensibles a la concentracin de glucosa y sodio plasmticos). La liberacin de vasopresina se ve estimulada por una disminucin del volumen circulante de ms del 10%. DISTRIBUCIN DE LOS ELECTROLITOS EN EL ORGANISMO 74 75. LQUIDO EXTRACELULAR: Catin ms abundante: Na+ ; Anin ms abundante Cl- . LQUIDO INTRACELULAR; Catin ms abundante: K+ ; Aniones ms abundante: protenas y fosfatos (HPO4 2- ) FORMULARIO DE AGUA Y ELECTROLITOS. ELEMEN TO PESO ATOMICO VALENCI A. Cl- 35.4 1 K+ 39.0 1 Na+ 23.0 1 Ca++ 40.0 2 Mg++ 24.3 2 S 32.0 2 SO4 96.0 2 Conversin de mg a mEq AGUA CORPORAL TOTAL (ACT) DEFICIT DE SODIO 75 miligramos X valencia PESO ATMICO = mEq 76. (sodio ideal sodio real) X agua corporal total (ACT) DEFICIT DE POTASIO (valor mnimo de potasio normal potasio del paciente) X 70 CONCENTRACIN DE IONES EN LOS LQUIDOS CORPORALES 76 77. MICROCIRCULACION - INTERCAMBIO TRANSCAPILAR El cloruro de sodio y el bicarbonato de sodio son los principales responsables de la presin osmtica en el plasma. En el LEC encontramos: K+ = 4-5 mEq/L Na+ = 144 Cl - = 103 En el LIC la osmolaridad est dada por potasio, proteinatos y fosfatos. Dentro y fuera hay 300 mEq/L o miliosmoles. En el LEC, 247 mEq corresponden al cloruro de sodio, (el suero fisiolgico es fundamentalmente cloruro de sodio). Efecto osmtico solo ejercen los elementos impermeables a la membrana, porque hacen que cambien los flujos de agua; si es permeable, no ejerce efecto osmtico porque se equilibra adentro y afuera de la clula. INTERCAMBIO A TRAVS DEL CAPILAR El capilar es el nico lugar donde se produce intercambio con las clulas. Un capilar tiene una sola capa de clulas endoteliales; son capaces de contener una enorme presin, porque tienen un lumen muy pequeo. Los glbulos rojos deben pasar de a uno y deformndose, por lo tanto la velocidad de flujo (1 ml/s) es baja, para permitir el intercambio. La resistencia es baja, si un capilar est tapado, hay miles de otros paralelos por donde puede pasar la sangre. El rea capilar es muy grande. El capilar no tiene tono, no tiene msculo liso ni est inervado, por lo que el intercambio depende de lo que ocurra a nivel de las arteriolas y de las vnulas. Los vasos arteriolares tienen msculo liso en abundancia, lo que les da un tono y son de alta resistencia. Las vnulas son ms anchas, no tienen tejido elstico y son vasos de capacitancia, solamente contienen sangre. Si aumenta la presin arteriolar, no sale ms lquido intersticial porque las arteriolas disminuyen su lumen. Si aumenta la presin venosa (insuficiencia cardaca) se va a producir un edema porque el intersticio comienza a aumentar su volumen. La resistencia arteriolar es a la resistencia venosa como 4 es a 1. 77 78. FUERZAS QUE PARTICIPAN EN EL INTERCAMBIO ENTRE LA SANGRE Y EL LQUIDO INTERSTICIAL La nica sustancia que no atraviesa la membrana capilar y que, por tanto, ejercen presin osmtica, son las protenas, lo que se conoce como presin coloidosmtica u onctica. La presin hidrosttica capilar (PHC) es la presin que ejerce la sangre sobre el capilar y que produce filtracin de la sangre al LIS. La presin onctica plasmtica (POP) produce reabsorcin de lquido hacia el interior del capilar. Hay una presin hidrosttica intersticial (PHI), que es cero en lo normal, (si fuera positiva, hara presin hacia adentro del capilar); y una presin onctica intersticial (POI), que prcticamente es de 0, porque las protenas no pasan, y si pasan las capta el sistema linftico, al igual que el exceso de lquido. La presin hidrosttica capilar es mayor en el lado arteriolar y menor en el venoso (35 y 16). La presin onctica es la misma a lo largo del capilar (26 mmHg). La presin efectiva de filtracin (PEF) a nivel del capilar est dada por: PEFA = (PHC + POI) - (POP+PHI). PEFA = (35 + 1) (26 + 0) PEFA = 10 mmHg PEFV = (16 + 1) (26 + 0) PEFV = - 9 mmHg Los 10 mmHg significa que se filtran 20 litros de plasma al da, pero no se reabsorbe todo, existe una diferencia de 3 litros al da, que es captada por el sistema linftico. Si un nio tiene dficit de protenas, se ve con el abdomen abultado; como las protenas en el plasma son bajas, la presin onctica disminuye haciendo aumentar la filtracin. El hgado produce protenas, por lo que cirrosis heptica tambin puede llevar a edema. Entre las protenas importantes cabe sealar la albmina. CAUSAS DE EDEMA Aumento de la presin hidrosttica capilar, la que puede ser producto de: Aumento de la presin arterial Aumento de la resistencia venosa Disminucin de la resistencia arterioral 78 79. Aumento de la presin venosa. El simptico inerva las arteriolas, por adrenalina, produciendo vasocontriccin. Si se activa el simptico, disminuye la filtracin. Normalmente los vasos estn semicontrados (tono). Es ms grave un aumento de la presin venosa, menos grave es el aumento de la presin arterial Disminucin de la presin onctica plasmtica por un dficit en la ingesta, disminucin de la sntesis o aumento de excrecin de protenas por el rin Bloqueo linftico: cuando hay que sacarlos por cncer o en la destruccin de linfticos por microorganismos Aumento permeabilidad capilar: txicos de araas, quemaduras extensas En la deshidratacin, se concentran las protenas y disminuye la presin de filtracin, por lo que la reabsorcin aumenta. UNIVERSIDAD VILLA RICA FACULTAD DE MEDICINA EQUILIBRIO ACIDO-BASE TEMA 07 Bioqumica y Biologa Molecular Ciclo Acadmico 2011-2012 79 80. EQUILIBRIO CIDO-BSICO DEFINICIN DE CIDOS Y BASES PROTN HIDRATADO AUTOIONIZACIN DEL AGUA CONSTANTE DE EQUILIBRIO DEL PRODUCTO INICO DEL AGUA O KW DISOLUCIN NEUTRA, CIDA Y BSICA EL PH UNA MEDIDA DE LA ACIDEZ CIDOS FUERTES Y DBILES CONSTANTE DE IONIZACIN DE LOS CIDOS DBILES DISOLUCIN AMORTIGUADORA O BUFFER EQUILIBRIO CIDO BSICO EN EL ORGANISMO CLCULO DE PH MEDIANTE UNA CALCULADORA ORGENES DEL IN HIDRGENO EN EL CUERPO VALORES DE PH EN LQUIDOS Y SECRECIONES DEL ORGANISMO HUMANO DEFENSA DEL ORGANISMO A LOS CAMBIOS EN LA CONCENTRACIN DE H+ AMORTIGUADORES O BUFFERS: BICARBONATO/AC.CARBNICO HEMOGLOBINA COMO AMORTIGUADOR REGULACIN PULMONAR DEL EQUILIBRIO CIDO-BSICO REGULACIN RENAL DEL EQUILIBRIO CIDO-BSICO: SECRECIN TUBULAR DE H+ REABSORCIN DE BICARBONATO ALTERACIONES DEL EQUILIBRIO CIDO-BSICO: ACIDOSIS METABLICA Y RESPIRATORIA ALCALOSIS METABLICA Y RESPIRATORIA 80 81. CIDOS Y BASES CIDOS.- Definidos por Bronsted (1923) como sustancias capaces de donar un protn, mientras que Arrhenius (1884) consideraba que un cido es unas sustancias que aumenta la concentracin de ion hidrgeno (H+ ) cuando se disuelve en agua. BASES.- Segn Bronsted son sustancias capaces de aceptar un protn. Arrhenius defina a las bases como sustancias que aumentan la concentracin de ion hidrxido (OH- ) cuando se disuelven en agua. Obsrvese que en la definicin de Bronsted no se necesita agua. En la definicin de Arrhenius, los cidos y bases no podran existir sin agua. Todo CIDO de Bronsted tiene una BASE CONJUGADA. Despus de que un cido ha donado un protn (H+ ), el anin resultante se convierte en una base ya que puede aceptar un protn para volver a formar un cido. La base que se produce se denomina BASE CONJUGADA del cido. Cuando una base acepta un protn se forma un CIDO CONJUGADO de esa base. Los subndices 1 y 2 identifican los dos pares conjugados cido-base. As el ion acetato (CH3COO- ) es la base conjugada del cido actico (CH3COOH). La definicin de Bronsted tambin permite clasificar al amoniaco (NH3) como base por su capacidad de aceptar un protn. Y el NH4 o ion amonio es el cido conjugado de la base NH3, mientras que l OH- es la base conjugada del cido H2O. 81 82. El protn hidratado. Los iones hidrgeno (H+ ) en disoluciones se encuentran hidratados, por lo que se representan como H3O+ , el cual se llama ion hidronio. Durante el curso se usar tanto H+ como H3O+ para representar el protn hidratado; la notacin H+ es por conveniencia y la notacin H3O+ es ms cercana a la realidad .Tngase presente que ambos representan la misma especie en solucin acuosa. AUTOINONIZACIN DEL AGUA El agua es un disolvente nico. Una de sus propiedades especiales es su capacidad para actuar como cido o como base. Como se vio en los ejemplos anteriores, el agua funciona como base cuando reacciona con cidos (HCl o CH3COOH) y funciona como cido cuando reacciona con bases como el amoniaco (NH3). Adems el agua es un electrolito dbil, por lo que se ioniza en un grado muy pequeo. H2O H+ + OH- En una muestra de agua pura encontraremos que tanto el H+ y el OH- se encuentran en pequesimas concentraciones o sea 1 X 10-7 M cada una. Cuando la concentracin de H+ y OH- son iguales a 1 X 10-7 (cada una), el agua es neutra, es decir ni cida ni bsica. 82 83. El principio de Le Chatelier se utiliza para predecir el efecto de la adicin de H+ u OH- al agua, cuando se encuentra en equilibrio. Si la concentracin de H+ o [H+ ] se aumenta, el equilibrio se desplaza para absorber el H+ agregado; es decir el equilibrio del agua se desplaza hacia la izquierda. Cuando se restablece el equilibrio, la [OH- ] disminuye. Si la [OH- ] aumenta, el equilibrio tambin se desplaza hacia la izquierda y disminuye la [H+ ]. El equilibrio entre el agua y sus iones se describe en la siguiente ecuacin: [H+ ] [OH- ] K= --------------- [H2O] 83 84. Puesto que slo una fraccin muy pequea de molculas de agua est ionizada, la concentracin de agua permanece prcticamente constante. Por lo tanto la nueva constante de equilibrio es la siguiente: Kw = [H+ ] [OH- ] = 1 X 10-14. . Donde Kw. es la Constante de equilibrio del producto inico del agua y [H+ ] y [OH- ] son las concentraciones molares de H+ y OH- , respectivamente. Kw= (1.0 X 10-7 ) (1 X 10-7 ) = 1.0 X 10-14 . Obsrvese que ya sea en agua pura o con una disolucin de especies disueltas, la siguiente relacin siempre se cumple a 25C. Kw = [H+ ] [OH- ] = 1 x 10-14. Siempre que [H+ ] sea igual que [OH- ], se dice que la disolucin acuosa es neutra. En una disolucin cida la [H+ ] es > que [OH- ] En una disolucin bsica la [OH- ] es > que [H+ ] 84 85. El pH - una medida de la acidez Dado que la concentracin de iones hidrgeno (H+ ) e hidrxido (OH- ) son a menudo nmeros muy pequeos y por lo tanto inconvenientes para trabajar con ellos, Sorensen propuso en 1909 una medida ms prctica llamada pH. El pH de una disolucin se define como: pH = - log [H+ ] Se ve entonces que el pH de una disolucin est dado por el logaritmo negativo de la concentracin del ion hidrgeno (en mol/l). Hay que recordar que la ecuacin es simplemente una definicin establecida para darnos nmeros convenientes para trabajar con ellos. Cuando se calcula el pH de una solucin se utilizan los logaritmos. Por ejemplo, cul es el pH del agua pura? El agua pura contiene una concentracin de H+ de 1 x 10-7 M; por lo tanto para hallar el pH del agua pura, necesitamos calcular el log. De 1 x 10-7 y luego multiplicarlo por 1(cambio de signo). pH = -log [H+ ] = -log (1 X 10-7 M) = - (-7.0) = 7.0 El pH del agua pura es de 7.0. Ntese que el pH es exactamente el exponente negativo de 10 para la [H+ ] Disoluciones cidas: [H+ ] mayor de 1 x 10-7 M, pH < 7.00 Disoluciones bsicas: [H+ ] menor de 1 x 10-7 M, pH > 7.00 Disoluciones neutras: [H+ ] = 1 x 10-7 M, pH = 7.00 85 86. FUERZA DE CIDOS Y BASES Cuando un cido se disuelve en agua, algunas molculas, o todas, pueden disociarse dependiendo de la naturaleza del cido. La FUERZA DE UN CIDO puede medirse por la fraccin de molculas que se ionizan. Esta fuerza puede expresarse cuantitativamente como porcentaje de ionizacin. Los CIDOS FUERTES son aquellos que se ionizan al 100% en agua. Tales como el cido clorhdrico (HCl), ntrico (HNO3), sulfhdrico (H2SO4) etc. Los CIDOS DBILES son aquellos que se ionizan solo parcialmente. Si un cido es fuerte, su base conjugada no tiene fuerza medible (es dbil). En los cidos dbiles, mientras ms fuerte sea el cido ms dbil ser su base conjugada y viceversa. Por ejemplo: el HNO2 (ac.nitroso) es un cido ms fuerte que el CH3COOH (c. Actico); por lo tanto, el NO2 (nitrito) es una base ms dbil que el CH3COO- (acetato). 86 87. CIDOS DBILES Y CONSTANTES DE IONIZACIN Como se ha mencionado, los cidos dbiles al disolverse en agua se ionizan parcialmente: HA (cido) H+ + A- (anin) El equilibrio para esta ionizacin del cido dbil, se llama CONSTANTE DE IONIZACIN CIDA O Ka , y se refiere a la concentracin molar del cido, su base conjugada e H+ en estado de equilibrio. La fuerza del cido (HA) pueden medirse cuantitativamente mediante la magnitud de la Ka; Mientras ms grande sea la Ka, el cido ser ms fuerte esto es, mayor ser la concentracin de iones H+ producidos en el equilibrio. Como la ionizacin de los cidos dbiles nunca es total, siempre existirn el HA (cido no ionizado), los iones de H+ y los aniones A- en estado de equilibrio. cido base conjugada + H+ DISOLUCIN AMORTIGUADORA O BUFFER Una disolucin amortiguadora es una disolucin de: 1) un cido dbil o una base dbil y 2) su sal (cuyo nombre termina en URO o ATO, por ejemplo acetato o cloruro.); ambos componentes deben estar presentes. La disolucin tiene la capacidad de resistir los cambios de pH en la adicin de pequeas cantidades tanto de cidos como de bases. Esto se debe a que la disolucin amortiguadora debe contener un cido para reaccionar con iones OH- que se agreguen , y tambin debe contener una base para reaccionar con los iones H+ que se puedan agregar. Adems, los componentes cidos y bsicos del amortiguador no deben consumirse el uno al otro en una reaccin de neutralizacin. Estos requerimientos se satisfacen por un par conjugado cido-base (un cido dbil y su base conjugada, o una base dbil y su cido conjugado). EQUILIBRIO CIDO BSICO EN EL ORGANISMO El equilibrio cido-base en el organismo humano es el conjunto de mecanismos que regulan la concentracin de hidrogeniones (H+ ) en el plasma. En forma permanente se producen H+ (sinnimo de cido) como productos del metabolismo final, por lo que el organismo tiene que utilizar tres sistemas integrados: los sistemas buffer, el pulmn y el rin, para mantener dentro de lmites normales la concentracin de H+ , porque si no se causara la muerte. 87 88. La concentracin de H+ [H+ ] se puede expresar en equivalentes o moles/l o en unidades pH. Las dificultades del manejo aritmtico de concentraciones mnimas hicieron que se adoptara la nomenclatura propuesta por Sorensen en 1909, de unidades pH. pH = -log [H+ ] La concentracin de H+ en el plasma es de: 0.0000000398 eq/l (mol/l) o 3.98 X l0-8 (mol/l) pH = -log [H+ ] pH = -log [3.98 X 10-8 ] pH = -log [3.98 log 10-8 ] El logaritmo de 3.98= 0.60 y el de 10-8 =8 pH = -0.60 + 8 pH = 7.4 El pH normal del lquido extracelular oscila entre 7.33 (44 nM) y 7.44 (36 nM) con una media de 7.4 (40 nM).Los extremos de pH compatibles con la vida son 6.80 y 7.80. Con la calculadora: 0.0000000398 + log = -7.42 Logaritmo de 3.98 x 10-8 . 3.98 + EXP + +/- + 8 + log= -7.42 El antilogaritmo de 7.42 + shift + log = 0.0000000398 88 89. ORGENES DEL ION HIDRGENO VOLATILES: origen celular con produccin de CO2 y eliminacin por el pulmn (12,000 mmoles/da). FIJOS: 1 mEq/kg. c/24 horas, que provienen del metabolismo incompleto de precursores de CO2. Catabolismo oxidativo de aminocidos con azufre. Hidrlisis de uniones fosfato de protenas a acido fosfrico. Los orgenes de los CIDOS son: 1.- OXIDACIN de carbohidratos y grasas que forma H2CO3, el cual a travs del sistema pCO2/ HCO3 - es conducido a los pulmones y convertido en CO2 y agua que se elimina por la ventilacin pulmonar. La mayor parte de H+ lo proporciona esta va. CO2 + H2O H2CO3 HCO3 - + H+ 2.- CIDOS ORGNICOS metabolizables como el cido lctico y cetocidos que finalmente se transforman en CO2 y agua. 3.- CIDOS FIJOS O NO VOLTILES que llegan al cuerpo por diversas vas, pero que solo pueden eliminarse por el rin. Estos cidos fijos provienen de las protenas, con aminocidos sulfurados (cisteina, metionina y cistina). La conversin oxidativa de los aminocidos sulfurados origina cido sulfrico, que representa la fraccin ms importante en el ingreso de cidos fijos. Las fosfoprotenas y las nucleoprotenas se transforman en cido fosfrico. Adems de que las protenas forman cido rico. 89 90. ECUACIN DE HENDERSON-HASSELBALCH Se define el pH de una solucin en trminos del pKa del cido dbil y el logaritmo de la relacin de las concentraciones de los compuestos disociados (base conjugada) con el cido dbil no disociado. Mientras mayor sea el cido dbil menor ser el pH y cuanto mayor sea la base conjugada mayor ser el pH. Cuando las concentraciones de cido dbil sean exactamente igual a su base conjugada, el pH de la solucin ser igual al pKa (ya que la relacin de concentraciones es igual a 1.0 y el logaritmo de 1 es igual a 0. 90 91. S A L Ph = pK + log A C I D O 91 92. DEFENSA DEL ORGANISMO A LOS CAMBIOS EN LA CONCENTRACIN DE IONES HIDRGENO 1.-Amortiguadores, Buffer o Tampones: Sistema bicarbonato/c.carbnico Hemoglobina Protenas Sistema fosfato disdico/fosfato monosdico 2.- Pulmones: 3.- Riones: Secrecin de iones hidrgeno a la luz de los tbulos renales Reabsorcin de bicarbonato de la luz tubular Produccin de iones bicarbonato nuevos, mediante el sistema de amonio Ninguno de los sistemas amortiguadores ni el pulmn eliminan del cuerpo el ion hidrgeno, ligndolo solamente con alguna otra molcula (agua, hemoglobina, etc.). Al ligarlo desplaza de la solucin el ion hidrgeno libre; tan solo los RIONES eliminan real y normalmente el ion hidrgeno 92 93. SISTEMA AMORTIGUADOR BICARBONATO/C.CARBNICO En trminos generales puede decirse que el pH del lquido extracelular depende de las concentraciones relativas de bicarbonato y de c. carbnico. Esto se puede explicar aplicando la ecuacin de HENDERSON Y HASSELBALCK al par bicarbonato-cido carbnico de la siguiente manera HCO3 - (sal) pH= pK + log. ------------ H2CO3 (cido) Como sabemos el pK es el log negativo de Ka que es la constante de ionizacin del cido o sea el pH en el cual el cido no ionizado, los iones de H+ y los aniones A- estn presentes en equilibrio. En el caso del ACIDO CARBNICO es de 6.1. La relacin normal entre bicarbonato y c. carbnico en el lquido extracelular es de 20:1(20 partes de bicarbonato por 1 de c.carbnico). Esto se debe a que el bicarbonato en el lquido extracelular tiene una concentracin normal de 24 mEq/l. El c. carbnico en la actualidad se sustituye por el de la presin parcial de CO2 (pCO2) ya que una mnima parte de CO2 se encuentra en el plasma como c. carbnico y la mayor parte est fsicamente disuelto en el agua. Por otro lado, el H2CO3 no puede determinarse en forma precisa, en tanto que el pCO2 es medible y se emplea en clnica (normalmente de 40 mmHg. en sangre arterial). Para conocer el valor de CO2 libre se multiplica el pCO2 por 0.03 (factor de solubilidad) dando como resultado 1.2. El cido carbnico est en equilibrio con el CO2 disuelto y ste a su vez lo est con el CO2 gaseoso. H2CO3 CO2(disuelto) + H2O CO2(disuelto) CO2(gas) La primera reaccin est catalizada por la ANHIDRASA CARBNICA que transforma el cido carbnico en CO2 y agua. Esta enzima cataliza la reaccin en 0.1 seg. 24 mEq/l. de bicarbonato pH = pK + log ----------------------------------- = 20 (El log 20 es de 1.3) 1.2 (pCO2 x 0.03). pH = 6.1 + log 20 = 1.3 93 94. pH = 6.1 + 1.3 = 7.4 Es sistema buffer bicarbonato/ac. carbnico acta donando un H+ cuando desciende la concentracin de H+ , y aceptando H+ cuando se eleva la concentracin de estos en la sangre. El sistema buffer bicarbonato/c. carbnico es directamente proporcional a la concentracin de bicarbonato e inversamente al c. carbnico, es decir, si la concentracin de bicarbonato aumenta el pH aumenta y si la concentracin de c. carbnico aumenta el pH disminuye. Por otro lado cuando aumenta la concentracin de c. carbnico en el plasma, la anhidrasa carbnica lo transforma en AGUA y CO2, este ltimo ser eliminado por los pulmones. El sistema buffer bicarbonato/cido carbnico es el ms importante del lquido extracelular. 94 95. SISTEMA AMORTIGUADOR HEMOGLOBINA El sitio principal de amortiguacin del CO2 es el eritrocito, y su principal buffer es la HEMOGLOBINA (hemoglobina reducida/hemoglobina oxidada). El CO2 difunde con mucha facilidad al interior del eritrocito, el cual es rico en anhidrasa carbnica, que hidrata al CO2 y los transforma en H2CO3. El se disocia en H+ y HCO3 - . El H+ se combina con la Hb para formar HHb (hemoglobina reducida). El HCO3 - sale del eritrocito y se intercambia con Cloruro. El resultado es que el CO2 retenido es amortiguado y el bicarbonato es liberado a la sangre. Cuando aumenta la concentracin de oxgeno, este se une a la Hb formando oxihemoglobina (HbO2 - ) ya que cede el H+ aumentado la acidez en el interior del eritrocito. A la inversa, cuando aumenta la concentracin de CO2 y por lo tanto la concentracin de H+ la Hb se une a este y libera O2. HHb = hemoglobina reducida HbO2= hemoglobina oxidada u oxihemoglobina HbO2 - + H+ HHb + O2 Tejidos HbO2 - + CO2 + H2O HHb + HCO3 + O2. Pulmones EFECTO BOHR.- El aumento en la concentracin de H+ en el eritrocito favorecer la liberacin de oxgeno de la oxihemoglobina (HbO2) y la oxigenacin de la hemoglobina disminuir el pH del medio. 95 96. HEMOGLOBINA COMO SISTEMA AMORTIGUADOR O BUFFER 96 97. Transporte de O2 en la sangre: 1.5% disuelto en el plasma. 98.5% como oxihemoglobina (HbO2). Transporte del CO2.en la sangre: 70% como bicarbonato (HCO3). 23% como carboxihemoglobina (Hb CO2). 7% disuelto en el plasma. 97 98. REGULACIN PULMONAR EL EQUILIBRIO CIDO-BASE La respiracin tambin participa en el mantenimiento del pH corporal. Un aumento en la concentracin de CO2 en los lquidos corporales aumenta la concentracin de H+ y por consiguiente disminuye el pH (es ms cido). Este proceso se representa por las siguientes reacciones: CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3 A la inversa, una disminucin de la concentracin de CO2 en los lquidos corporales eleva el pH(es ms bsico). El pH de los lquidos corporales puede ajustarse, generalmente en uno a tres minutos, variando la frecuencia y profundidad de la respiracin. Si la frecuencia y profundidad aumentan, se exhala ms CO2, la reaccin anterior se desva hacia la izquierda, la concentracin de H+ disminuye y el pH sanguneo aumenta. Dado que el cido carbnico puede eliminarse mediante la exhalacin de CO2, se considera un cido voltil. Si se reduce la frecuencia respiratoria, se exhala menos CO2 y el pH sanguneo desciende. El pH de los lquidos corporales influye en la frecuencia respiratoria. Por ejemplo, si la sangre se acidifica, el aumento de H+ es detectado por quimiorreceptores que estimulan el centro respiratorio localizado en el bulbo raqudeo. Como resultado, el diafragma y otros msculos de la respiracin se contraen con mayor potencia y frecuencia, es decir, aumenta la frecuencia y la profundidad de la respiracin. Este mismo efecto se consigue si el nivel de CO2 en la sangre se eleva. El aumento de la frecuencia y profundidad de la respiracin elimina ms CO2 de la sangre para reducir la concentracin de H+ , y el pH se eleva. Por otro lado, si se produce una elevacin del pH sanguneo se inhibe el centro respiratorio y disminuye la frecuencia y profundidad respiratorias. Una disminucin de la concentracin de CO2 produce el mismo efecto. La disminucin de la frecuencia y profundidad de la respiracin causan una acumulacin de CO2 en la sangre, y la concentracin de H+ aumenta. 98 99. CONTROL RESPIRATORIO DEL EQUILBRIO CIDO BASE 99 100. REGULACIN RENAL DEL EQUILIBRIO ACIDO-BASE Los riones tienen la capacidad de efectuar la excrecin neta de H+ o de bicarbonato, segn sea necesario, para que el pH de los lquidos corporales vuelva a 7.4 y se regeneren las reservas buffer. En la regulacin de la secrecin de H+ intervienen tres procesos: SECRECIN TUBULAR DE H+ REABSORCIN DE BICARBONATO PRODUCCIN DE NUEVOS IONES BICARBONATO 100 101. SECRECIN TUBULAR DE H+ La secrecin de H+ tiene lugar en las clulas epiteliales de los tbulos contorneados proximales y tbulos colectores. En el tbulo contorneado proximal, la secrecin de H+ se realiza a travs de acarreadores antiport Na+ /H+ y no requiere de energa. En el tbulo colector la secrecin de H+ se efecta por transporte activo primario, utilizando energa (ATP), ya que debe mover H+ en contra de un gradiente de concentracin de 1000:1. Cuando el CO2 de la sangre peritubular entra a las clulas epiteliales de los tbulos renales, en presencia de la enzima anhidrasa carbnica (A.C), el CO2 se combina con agua (H2O) para formar cido carbnico (H2CO3). Este cido se disocia en H+ y iones bicarbonato (HCO3 - ), secretndose el H+ al lquido tubular (orina en formacin). PRODUCCIN DE NUEVOS IONES BICARBONATO 101 102. El HCO3 - formado durante la disociacin del H2CO3 puede difundir desde las clulas epiteliales a la sangre peritubular. Por cada H+ secretado, la sangre peritubular capta un in de HCO3 - . REABSORCIN DE IONES BICARBONATO En el tbulo contorneado proximal, la mayora de H+ secretados al lquido tubular se combinan con el HCO3 - filtrado para formar H2CO3, que a su vez, se disocia en CO2 y H2O. El CO2 difunde a las clulas tubulares donde puede unirse al H2O para producir H2CO3 que a su vez se disocia en H+ y HCO3. Este ltimo puede pasar a la sangre. As, cuando el H+ reacciona con el HCO3 - filtrado, el resultado global de la secrecin de H+ es la reabsorcin de Na+ y HCO3 - . En el tbulo colector el H+ secretado es amortiguado principalmente por fosfato (HPO4 2 ) y amoniaco (NH3). 102 103. SECRECIN DE AMONIACO POR LAS CLULAS TUBULARES El amoniaco (NH3) atraviesa con facilidad la luz de la nefrona, donde al unirse con H+ , se forma ion amonio (NH4 + ). La fuente principal de NH3 para este proceso es la hidrlisis de la glutamina, catalizada por la enzima glutaminasa. glutaminasa H2O + glutamina glutamato + NH3 NH3 + H+ NH4 + Cuando aumenta la concentracin de H+ en el organismo, se activa la glutaminasa, eliminando H+ , bajo de forma de amonio (NH4 + ). ALTERACIONES DEL EQUILIBRIO ACIDOBSICO ACIDOSIS METABLICA: pH menor de 7.35 Bicarbonato menor de 25 mEq/l pCO2 normal 103 104. Ejemplos: Cetoacidosis diabtica. Acidosis lctica. Insuf. renal Intoxicacin por cidos. Diarrea. Inhibidores de la anhidrasa carbnica, etc. ACIDOSIS RESPIRATORIA: pH menor de 7.35 pCO2 mayor de 40 mmHg Bicarbonato normal Ejemplos: obstruccin de vas respiratorias, hipoventilacin central, restriccin torcica, neumotrax, edema pulmonar grave. ALCALOSIS METABLICA: pH superior a 7.45 Bicarbonato mayor de 25 mEq/l PCO2 normal Ejemplos: vmitos, hiperaldosteronismo primario y secundario, ingestin de alcalinos. ALCALOSIS RESPIRATORIA: pH superior a 7.4 Bicarbonato normal PCO2 menor de 40 mmHg Ejemplos: Ansiedad, hiperventilacin central, fiebre, mal de las grandes alturas, septicemia, hipertiroidismo, insuf. heptica. 104 105. 105 106. UNIVERSIDAD VILLA RICA FACULTAD DE MEDICINA AMINOCIDOS Y PROTENAS TEMA 08 ESTRUCTURA DE LOS AMINOCIDOS Los aminocidos son molculas que contienen un grupo AMINO NH2, y un grupo carboxilo COOH, unidos a un carbono . El carbono de los aminocidos es un carbono asimtrico o carbono QUIRAL porque est unido a cuatro grupos diferentes: Bioqumica y Biologa Molecular Ciclo Acadmico 2011-2012 106 107. 1. Grupo amino 2. Grupo carboxilo 3. Hidrgeno 4. Grupo R o cadena lateral En la mayora de los seres vivos existen 20 aminocidos, de los cuales la glicina es el nico aminocido AQUIRAL, ya que tiene dos hidrgenos y no tiene grupo R. Los aminocidos se clasifican en esenciales y No esenciales. Los aminocidos esenciales son aquellos que se requieren en la dieta ya que no se pueden sintetizar. Los ocho aminocidos esenciales son: Isoleucina Leucina Lisina Metionina Fenilalanina Treonina Triptfano Valina Los aminocidos quirales o con carbono asimtrico pueden tener dos imgenes espaciales que no se pueden superponer una a la otra que se llaman ENANTIMEROS. Los enantimeros pueden ser D (derecha dextro del latn dexter) o L (izquierda levo del latn laevus) de acuerdo tengan colocado el grupo amino- a la derecha (D) o izquierda (L). Los aminocidos en los humanos y en la mayora de los animales y plantas tienen configuracin L. Todos los aminocidos tienen en comn el carbono unido al grupo amino, carboxilo, hidrgeno y cadena lateral. La diferencia de los aminocidos est en la cadena lateral. Los aminocidos a pH de 7.4 que es el normal, se encuentran ionizados; el grupo carboxilo -COOH pierde un protn y se encuentra como carboxilato -COO- , en cambio el grupo amino NH2 se encuentra con un protn de ms NH3 + (amino protonado). Por lo tanto se dice que los aminocidos a pH neutro se encuentran en forma inica o zwitterion. 107 108. 108 109. CLASIFICACIN DE LOS AMINOCIDOS Los aminocidos los clasificamos atendiendo a sus propiedades fisicoqumicas de su cadena lateral R. Se clasifican en cuatro grupos: 1. HIDROFLICOS NEUTROS SIN CARGAS 2. HIDROFLICOS CON CARGA POSITIVA O BSICOS 3. HIDROFLICOS CON CARGA NEGATIVA O CIDOS 4. HIDROFBICOS 1.- HIDROFLICOS NEUTROS SIN CARGA Para identificarlos se buscan radicales con grupo OH, -SH, -NH2, C=O Son: serina, treonina, cisteina, tirosina, asparagina y glutamina Establecen puentes de hidrgeno y por eso interaccionan con agua Pueden interaccionar no solo con agua, sino con otros radicales hidroflicos y con solventes polares. 2.- HIDROFLICOS CON CARGA POSITIVA O BSICOS 109 110. Para identificarlo se deben buscar en el radical a los grupos AMINO PROTONADOS (NH3 + ) Son los siguientes aminocidos: Lisina, arginina, histidina Los radicales con carga positiva (+) rechazan a otros radicales positivos y atraen radicales con carga negativa; establecen puentes de hidrgeno con el agua o con cualquier otro radical hidroflico Las cargas de estos radicales varan con el pH del medio 110 111. 3.- HIDROFLICOS CON CARGA NEGATIVA O CIDOS Para identificar a los aminocidos cidos deben existir GRUPOS CARBOXILO ( COO- ) Son los siguientes: cido glutmico y acido asprtico Los radicales con carga negativa rechazan a otros radicales negativos y atraen a radicales positivos; establecen puentes de hidrgeno e interaccionan con el agua y con otros radicales hidroflicos Las cargas de estos radicales varan con el pH del medio 111 112. 4.- HIDROFBICOS Para identificarlos debe de asegurarse que en el radical no existan grupos: -OH -SH, -COOH, -COO- , -NH2, -NH3 + Al no tener grupos polares o cargados, los radicales de los aminocidos no establecen puentes de hidrgeno y por esto no interaccionan con el agua ni con otras sustancias polares Son los siguientes: glicina, alanina, valina, leucina, isoleucina, prolina, metionina, fenilalanina y triptfano Un radical hidrofbico puede interaccionar con otro radical hidrofbico o con sustancias no polares como los lpidos y solventes orgnicos 112 113. CLASIFICACIN DE LOS AMINOCIDOS A pH de 7.0 113 114. COMPORTAMIENTO INICO DE LOS AMINOCIDOS El estado inico de los grupos CIDOS Y BSICOS de los aminocidos depende del pH. El grupo alfa-amino (-amino) es una base dbil, y el grupo alfa-carboxilo (-COOH) es un cido dbil. Como sabemos los cidos y bases dbiles tienen una constante de ionizacin, que es una medida de la tendencia a ionizarse. Un cido dbil en solucin acuosa tiende a ionizarse segn la reaccin: HA A- + H+ El pKa (logaritmo negativo de Ka) es igual al pH cuando un cido dbil se encuentra un 50% como sal o base conjugada y un 50% como cido sin disociar. A- (sal) pK = ________________ = 1 (la concentracin de HA = A- ), el log de 1 = 0 HA (cido) Las propiedades fsicas de los aminocidos estn influidas por los estados inicos de los grupos alfa-amino, alfa-carboxilo y cualquier grupo ionizable que haya en las cadenas laterales. Siete aminocidos tienen cadena lateral ionizable. El grupo -COOH de un aminocido es un cido dbil con valores de pKa en los aminocidos libres que van de 1.8 a 2.5. 114 115. Por ejemplo en un aminocido cuyo grupo -COOH tiene un pK de 2.0, la proporcin entre base conjugada o carboxilato (SAL) y cido dbil (cido carboxlico) a pH 7.0 se puede calcular con la frmula de Henderson Hasselbach. Por consiguiente la proporcin entre el anin carboxilato y el cido carboxlico es de 100,000:1. As el tipo predominante del grupo -carboxilo de los aminocidos a pH neutro es el anin carboxilato. El grupo -amino de los aminocidos libres, tiene un pKa de 8.7 a 10.7. Para un aminocido cuyo grupo -amino tenga un pKa de 10.0, la proporcin de base conjugada o amino libre (-NH2) y el cido o amino protonado (-NH3) a pH de 7.0 sera de 1:1000. Es decir predominara el grupo NH3. Por eso los aminocidos libres casi siempre estn como iones dipolo a pH neutro (7.0). Por tanto, es incorrecto dibujar la estructura de una aminocido con ambos grupos -COOH y NH2, ya que no hay ningn valor de pH en el cual el grupo carboxilo est protonado mientras que el grupo amino est en forma bsica no protonada. La ionizacin de las cadenas laterales de los aminocidos que tienen grupos ionizables obedecen los mismo principios que las ionizaciones de los grupos - amino y -carboxilo. Se define PUNTO ISOELCTRICO o pI de un aminocido, como el pH en el cual ste no tiene carga elctrica neta y no muestra tendencia a emigrar en un campo elctrico. En el caso de la glicina: K1 = 10-2.34 , el K2 = 10-9.60 pI = (2.34 + 9.60) / 2= 5.97 115 116. Esto quiere decir que si colocamos la glicina en un campo elctrico a un pH menor que la pI, llevar una carga neta positiva y por consiguientes migrar hacia el ctodo. A un pH mayor que el pI, llevar una carga neta negativa y migrar al nodo. Pero si el pH es igual al pI no migrar, porque sus cargas positivas y negativas estn equilibradas. Para calcular el pI de un aminocido con tres grupos ionizables, se suman los tres valores de pKa y se dividen entre 3. Por ejemplo: El aspartato con pK1 = 1.9, pK2 = 3.7 y pK3 = 9.6 / 3 = 5.97 116 117. 117 118. 118 119. 119 120. PROTENAS ENLACE PEPTDICO Una protena es una cadena de aminocidos unidos por enlaces peptdicos; cada aminocido constituye una unidad peptdica en una molcula de protena. El ENLACE PEPTDICO se forma entre el grupo amino de un aminocido y el grupo carboxilo de otro aminocido. La formacin de la unin peptdica se lleva a cabo con la formacin de una molcula de agua y el consumo de 4 ATP por cada enlace. Aminocidos (unidades peptdicas) de un dipptido. Por convencin, el aminocido con un grupo amonio libre siempre se escribe en el lado izquierdo y se denomina aminocido N-terminal. En forma similar, el aminocido con el grupo carboxilato libre se escribe en el lado derecho y se denomina aminocido C-terminal. Se denominan Oligopptidos aquellas molculas que tienen de 2 a 20 aminocidos. Son Poliptidos las molculas formadas por 20 a 50 aminocidos y Protenas las molculas con ms de 50 aminocidos. ESTRUCTURA DE LAS PROTENAS La estructura de una protena determina sus propiedades y sus actividades biolgicas. La forma especfica tridimensional de una protena se denomina CONFORMACIN. 120 121. La conformacin general de una molcula de protena se divide en cuatro niveles de organizacin: Las estructuras primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. 1.- ESTRUCTURA PRIMARIA DE LAS PROTENAS Se define como la secuencia de aminocidos en la molcula. Cada molcula de protena tiene una secuencia exacta de aminocidos que comienza con el aminocido N-terminal y termina con el aminocido C-terminal. Ligeros cambios en la estructura primaria de una protena tiene un efecto fundamental en las propiedades de esa protena. Por ejemplo: la sustitucin de un aminocido de la cadena beta de la hemoglobina normal (el cido glutmico en la posicin 6) por otro (valina) la transforman en la hemoglobina de las clulas falciformes. 2.- ESTRUCTURA SECUNDARIA DE LAS PROTENAS Se refiere a la disposicin regular de determinadas zonas del esqueleto de la cadena polipeptdica. Este nivel estructural se encuentra estabilizado por puentes de hidrgeno entre el grupo amida y carbonilo del enlace peptdico. Las estructuras secundarias ms importantes son: La HELICE ALFA y la LAMINA BETA PLEGADA. HELICE ALFA.- Es una estructura estrechamente enrollada en forma de espiral que se asemeja a un sacacorchos. La estructura helicoidal se mantiene estabilizada por el enlace de hidrgeno entre el grupo carbonilo (C=O) de una aminocido, y el grupo amida (NH) que est cuatro aminocidos adelante en la cadena. Cada vuelta de la espiral contiene 3.6 aminocidos. Las cadenas laterales de los aminocidos se localizan hacia fuera de la espiral. Esta estructura es la ms abundante de las PROTENAS FIBROSAS (queratina, colgeno, etc.). 121 122. 122 123. LAMINA PLEGADA BETA.- Consiste en la asociacin de dos o ms cadenas polipeptdicas dispuestas una al lado de la otra, que logran su estabilidad mediante puentes de hidrgeno entre los grupos amida y carbonilo del enlace peptdico entre cadenas adyacentes. Las cadenas polipeptdicas paralelas van en zig-zag. Las lminas beta se llaman paralelas cuando los extremos amino y carboxilo de cada cadena tienen el mismo sentido. La disposicin de las cadenas puede ser alternante y entonces se denominan lminas beta antiparalelas. 123 124. 3.- ESTRUCTURA TERCIARIA DE LAS PROTENAS 124 125. La estructura terciaria es la forma como la cadena protenica se dobla y se enrosca; los dobleces y torcimientos de la cadena protenica resultan de las fuerzas de atraccin entre las cadenas laterales de los aminocidos, que estn ampliamente separados entre s dentro de la cadena. Estas fuerzas de atraccin se llaman Fuerzas intramoleculares. 125 126. Las principales FUERZAS INTRAMOLECULARES de las protenas son: INTERACCIONES HIDROFBICAS O FUERZAS DE DISPERSIN ENLACES INICOS ENLACES DE HIDRGENO PUENTES DISULFURO INTERACCIONES HIDROFBICAS.- Los aminocidos como la valina, leucina, isoleucina, y fenilalanina tiene cadenas laterales no polares que para evitar estar en contacto con el disolvente(molculas polares de agua) tienden a colocarse en el interior de la protena asocindose con otra cadenas apolares, ocasionando el plegamiento de la cadena polipeptdica ENLACES INICOS en las protenas resultan por la atraccin entre un grupo NH3 + cargado positivamente de un aminocido y un grupo COO- cargado negativamente de otro aminocido ENLACES DE HIDRGENO, se encuentra entre las cadenas laterales que contienen un grupo OH y el grupo carboxilo (COO- ) de otro aminocido Los PUENTES DISULFURO se forman cuando las cadenas laterales de dos molculas de cistena con grupos SH se oxidan. Son enlaces covalentes 126 127. 4.- ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LAS PROTENAS Algunas protenas estn constituidas por ms de una cadena de aminocidos. El arreglo espacial de