procesos biologicos

Estrategia Educativa

Sergio Correa Rojas - Líder Académico UDLA

Procesos Biológicos II

Unidad I

Fundamentos Biológicos del Metabolismo

El Agua e Interacciones

químicas

Introducción al metabolismo y Bioenergética

Función de las Enzimas

Regulación del Metabolismo

Unidad II

Nutrición

Requerimientos Energéticos

Nutrientes Orgánicos

Vitaminas y Minerales

Funcionamiento

Hormonal

Unidad III

Procesos Biológicos

Metabolismo de Hidratos de

Carbono

Metabolismo de Lípidos

Metabolismo de Proteínas

Ciclo de Krebs

Cadena Transportadora de Electrones y

Fosforilación Oxidativa

Unidad IV

Integración Metabólica

Metabolismo en el Sistema Digestivo

Metabolismo en el Riñon

Metabolismo en el Páncreas

Metabolismo Cerebral y Tejido

Adiposo

Metabolismo en el Hígado y

Músculo

Estructura del agua

Procesos Biológicos II - CBI221

En términos biológicos el agua permitió el origen de la vida, la cual hoy en día depende completamente de su presencia. En términos químicos la estructura de la molécula de agua permite que ella se pueda comportar como un dipolo (Polar)

El agua como disolvente


El agua ha sido siempre identificada como el “solvente universal”, es importante señalar que tiene la capacidad de disolver ciertos compuestos, pero en la célula favorece la interacción entre macromoléculas y su movilidad dentro de la misma “dinamismo molecular” en un medio acuoso. El organismo humano tiene entre un 65-70% de agua

Interacciones con la molécula de agua


Las diversas interacciones que se pueden generar en presencia de la molécula de agua, dependen de la polaridad de esta molécula y las características de otras moléculas (carga, distribución atómica, etc.) Existen varios tipos de interacciones que ocurren en el organismo, acá se destacan las más importantes: A) Puentes de Hidrógeno B) Enlaces Iónicos (Puentes Salinos) C) Fuerzas de van der Waals D) Interacciones hidrofóbicas

Interacciones con la molécula de agua A) Puentes de Hidrógeno


En general es un tipo de interacción que ocurre en un medio acuoso entre moléculas polares. Los puentes de hidrógeno no sólo ocurren con la presencia de la molécula de agua, si no que depende de las características antes mencionadas. (Ejemplo: Unión de la doble hélice del ADN) Interacción que se establece cuando un átomo de hidrógeno es atraído por un átomo de otra molécula a una distancia y orientación óptima.

Interacciones con la molécula de agua B) Enlace iónico


En la célula, en general, podemos encontrar iones (Na+, K+, Cl-) que interaccionan entre sí de manera electrostática (entre cargas opuestas) y que generan lo que se denomina como puente salino. Por otro lado existen formas moleculares de ciertos compuestos, como es el caso del agua que tiene la particularidad, de acuerdo a su polaridad, de interaccionar con iones positivos y iones negativos. Es así como los cristales de sal, cloruro de sodio (NaCl), pueden ser disueltos en agua, debido a la capacidad del agua de “rodear” a cada ión (capa de solvatación)

Interacciones con la molécula de agua C) Fuerzas de van der Waals


Corresponden a interacciones débiles que mantienen unidos átomos o moléculas no polares, en forma temporal. También pueden ser interacciones carga-carga, pero depende de la distancia entre los átomos. En general, las moléculas que sufre este tipo de interacción, también se definen como “dipolos temporales”

Interacciones con la molécula de agua D) Interacciones Hidrofóbicas


Es un tipo de interacción, que a diferencia de las descritas anteriormente no involucra las características electrostáticas de las moléculas. Ocurre al interactuar moléculas no polares con moléculas de agua (polares) en el organismo, como es el caso en la célula en que la composición de las distintas membranas celulares (plasmática y de organelos) tienen una región hidrofóbica (no afin al agua) e hidrofílica (atracción por el agua), más conocidas como anfipáticas.

Colas Hidrofóbicas

Cabezas Hidrofílicas

Monocapa Fosfolípido

agua

Osmosis y Difusión


La ósmosis se refiere a la difusión del agua a través de una membrana, que permite el paso de agua, pero que impide el movimiento de la mayoría de los solutos; se dice que esta membrana es selectivamente permeable. La ósmosis da como resultado la transferencia neta de agua de una solución que tiene un potencial hídrico mayor, a una solución que tiene un potencial hídrico menor.

Una célula isotónica es la que tiene dos o más soluciones que tienen el mismo número de partículas disueltas por unidad de volumen y, por lo tanto, el mismo potencial hídrico. No hay movimiento neto de agua a través de una membrana que separe dos soluciones isotónicas, a menos, por supuesto, que se aplique presión sobre uno de sus lados. En ausencia de otras fuerzas, el movimiento neto de agua en la ósmosis ocurre de una región de menor concentración de soluto (medio hipotónico) y, por lo tanto, de mayor potencial hídrico, a una región de mayor concentración de soluto (medio hipertónico) y, por consiguiente, de menor potencial hídrico.

Osmosis y Difusión


Ionización del agua


El agua tiene la capacidad de autoionizarse, ya que al interaccionar consigo misma puede generar el ión hidronio (H3O+) y el ión hidroxilo (OH-) Este proceso ocurre en forma constante a temperatura fisiológica (37°C)

Interacción del agua con macromoléculas


La molécula interactúa con macromoléculas (proteínas, polisacáridos, lípidos y ácidos nucleicos) y todos los componentes celulares, extracelulares, e incluso dentro y fuera de nuestro organismo. En los procesos biológicos, será un “facilitador” de la movilidad de las moléculas.

Importancia del agua en el organismo


La importancia del agua en los procesos biológicos radica en: 1. Es un componente “estructural” para las macromoléculas

importantes del ser humano, ya que sus puentes de hidrogeno le dan estabilidad a dichas estructuras.

2. El agua es el sustrato o el producto de diversas reacciones enzimáticas.

3. Participa como reactante o como producto en variadas vías metabólicas

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