Post on 02-Sep-2019
• Tots els elements que es troben als éssers vius es troben a la Terra però en proporcions diferents s’han seleccionat els més idonis i disponibles per a construir estructures i realitzar funcions que permeten la supervivència
Bioelements
Bioelements primaris: C,H,O,N,S i P
a totes les biomolècules org
fonamental a proteïnes i ac. nuclèics, molts glúcids i lípids
en 2 aa (Cys, Met) i algunes prot (vit, CoA)
en ac. nuclèics, Coenzims (NADP+, NAD+...) i fosfolípids
95%
97%
Propietats fisicoquímiques que els fan
idonis:1. Poden formar enllaços covalents compartint parelles
d’electrons
2. Són elements lleugers e- prop del nucli enllaços molt estables
3. Els enllaços de C tenen una configuració tetraèdrica els diferents tipus de biomolècules tinguen estructures 3D diferents estereoisòmers diferents que són diferenciats i seleccionats pels éssers vius
4. El C és capaç de formar enllaços C-C molt estables permet formar llargues cadenes (lineals, ramif..) i unir-se a altres elements grups funcionals diversos
5. Els compostos formats per C,H,O,N es troben en estat reduït als éssers vius l’Oxigen els pot oxidar formant compostos de baixa energia l’energia que es desprèn es aprofitada per a funcions vitals
Bioelements secundaris: a tots els éssers vius (2.5% del pes total)
• Ca (2% del total) CaCO3 als ossos, impuls nerviós, coagulació sang, contracció muscular
• Mg forma part de la clorofil·la,
catalitzador, estabilitza ribosomes
membrana, ac nuclèics
• Na, K i Cl ions dissolts, impuls nerviós, estomes...
1. Aigua
• Es considera el lloc d’origen de la vida
• Apareixen els primers agregats orgànics
• Suposa entre el 50-95% dels e.v. depenent de:
– Tipus d’organisme:↑ aquàtics i vegetals
– Edat de l’organisme: ↓ amb l’edat
– Tipus de teixit: ↑ en els bioquímicament més actius (és ontenen lloc les reaccions químiques)
Fetus humà de 3 mesos 94%
Nounat 70%
Jove 65%
Ancià 55 – 60%
» Una molècula d’aigua pot formar fins a 4 enllaços:
» - 3,4 en estat líquid es formen i es trenquen molt ràpidament
» - 4 en estat sòlid
Propietats fisicoquímiques de l’aigua (derivades de
la seua estructura)
1. Bon dissolvent = dissolvent universal*
Gràcies a la seua estructura dipolar es capaç de
dissoldre compostos iònics i compostos polars (glúcids, aldehids, amines...) formant ponts d’H amb elles estes molècules queden allotjades dins del sinus de la
seua estructura reticular
• Segons si es poden dissoldre en aigua o no:
• Hidrofíliques (polars)
• Hidrofòbiques (apolars)
• Amfipàtiques: tenen regions polars i apolars (ac grassos)
• Permet (importància biològica):
– És el medi on transcorren la majoria de reaccions del metabolisme
– Absorció d’elements del sòl (dissolts a l’aigua) a través de l’arrel de la planta
– Circulació de substàncies dissoltes per tot l’organisme
– Expulsar substàncies tòxiques dissoltes a l’orina
– Dissol també gasos com l’O2 (per a la respiració aquàtica) i CO2 (per a la fotosíntesi dins l’aigua)
2. Dilatació anòmala de l’aigua
A diferència d’altres substàncies l’aigua sòlida és menys
densa que l’aigua líquida (i per això el gel sura damunt de l’aigua)
• Fins a 4ºC
- Les molèc d’aigua cada cop formen més enllaços es contrau el V augmenta la densitat
4ºC = màx densitat
• A partir de 4 ºC continua augmentant la formació d’enllaços s’atura la contracció i comença a dilatar-se d comença a ↓
• A 0ºC
– Cada molècula d’aigua forma 4 enllaços molècules en posicions fixes = xarxa cristal·lina tridimensional s’expandeix menys densitat
• Permet que la vida continue per baix d’un llac gelat xq no s’enfonsa i xq a més fa d'aïllant tèrmic
3. Calor específica elevada És la quantitat de calor que hi ha que a portar a 1g d’aigua per a pujar la Tª 1ºC
L’aigua té una calor específica de 1 cal/g ºC
Bon amortidor tèrmic = evita canvis bruscos de temperatura Ex: citoplasma
grans canvis de calor quasi sense canvi de temperatura
Es capaç d'absorbir (o perdre) molta calor sense augmentar (o disminuir) la Tª xq la que emprarà per a trencar els enllaços intermolec (ponts d’H) abans que per a pujar la temperatura
4. Calor de vaporització elevada
És l’energia necessària per evaporar 1g d’aigua líquida
Requereix molta energia per a:
- trencar els ponts d’H entre les molec d’aigua líquida i
- per a donar a estes molec l’E cinètica suficient per a abandonar la fase líquida i passar a vapor
Esta energia s’agafa (es “roba”) del medi ↓ Tª del medi
bon refrigerant
5. Elevada força de cohesió degut als enllaços (ponts d’H) formats entre molec d’aigua q les mantenen unides
Tensió superficial alta
Mesura la dificultat per a trencar
la superfície d’un líquid
Quasi incompressible
-Actua esquelet hidrostàtic-Permet turgència
6. Elevada força d’adhesió unió de les molec d’aigua a les molec d’una superfície per ponts d’H
+ cohesió
Capil·laritat
- Ascens de la saba bruta
7. Dissociació de l’aigua
- L’aigua és capaç de dissociar-se en ions (ionitzar-se) degut a les forces dels ponts d’H entre elles:
- Ara bé la capacitat de ionització de l’aigua és molt baixa: de cada 107 molec, sols 1 es troba ionitzada
Producte iònic (KW) a 25ºC:
- Si varia qualsevol dels dos ions (afegint un àcid H+ o una base OH-) suposaria una variació de l’altre per a que el producte continue constant
Per açò, químicament NO és una substància pura
• Aquest valor és la base per establir una escala d’acidesa o alcalinitat d’una dissolució aquosa= escala de pH (potencial d'hidrogen)
Neutra si [H+] = 10-7
Àcida si [H+] > 10-7
Bàsica si [H+] < 10-7
pH = -log [H+]
2. Sals minerals
2.1 Sòlides o precipitades (insolubles en aigua)
– Carbonat càlcic FUNCIÓ: forma estructures dures:
• Closques de gasteròpodes i bivalves, coralls, crustacis, diatomees, ossos...
– Fosfat càlcic FUNCIÓ: esquelètica=forma els ossos
2.2 Dissoltes (solubles en aigua) es troben dissociades en els seus ions corresponents (electròlits):
– Anions (-): Cl-, HCO3-…
– Cations (+): K+, Na+, Mg2+ ,Ca2+
• FUNCIONS de les sals dissoltes:
1. Funció tamponadora = Regulació del pH
Mantenen el pH cte (dins i fora de la cèl·lula) sistemes tampó o buffer:
Mantenen els valor de pH cte (amortigüen els canvis de pH)
Formats per una dissolució d’àcid dèbil – base conjugada que actuen com a dador de H+ (l’àcid) i acceptor de H+ (base)
Les proteïnes també són capaces de tamponar
Els més comuns als éssers vius són:
tampó bicarbonat
tampó fosfat
• Parell carbonat-ió bicarbonat : manté el pH ≈ 7,4 desplaçant la reacció cap a un costat o altre
àcid carbònic ió carbonat (base)
• Parell monofosfat-bifosfat: manté el pH ≈ 6,8
ió dihidrogen fosfat ió monohidrogen fosfat
(àcid) (base)
H2PO4- + H2O ↔ HPO4
2- + H+
H2CO3 + H2O ↔ HCO3- +H+
Hipoventilació = ↑*CO2] per malaltia o ingesta de certes drogues ACIDOSI
Hiperventilació = ↓*CO2] per estats d’ansietat ALCALOSI
• 2. Funcions catalítiques:
– Com cofactors enzimàtics Cu, Mn, Mg, Zn
– Formen part de proteïnes Fe (Hb i Mb) Mg (clorofil·la)
– Contracció muscular i coagulació de la sang Mg
– Impuls nerviós (Ca)
• 3. Funcions nutrients
– Els organismes autòtrofs utilitzen algunes als com NO3-,
SO4-2, PO4
-3 per a sintetitzar compostos orgànics
• 4. Funcions osmòtiques
– Processos relacionats en la distribució de l’aigua dins i fora de les cèl·lules Na+, K+, Cl- i Ca+2
CONCENTRACIÓ DE LES DISPERSIONS
- Els líquids de l’int cel són dispersions de subst en aigua:
Partícules < 10-7cm = dispersions moleculars o dissolucions verdaderes sals minerals o molec org menudes (sucres o aa)
PROPIETATS
1. Difusió: les molècules es mouen en totes direccions i es
distribueixen uniformement per tota l’aigua pot ocórrer a través d’una membrana si les substàncies poden travessar-la
2. Osmosi: pas de les molècules d’aigua a través d’una memb semipermeable (deixa passar l’aigua però no els soluts) des de la solució més diluïda (HIPOTÒNICA) a la més concentrada (HIPERTÒNICA) fins arribar a igualar les concentracions (ISOTÒNICA)
PRESSIÓ OSMÒTICA = la pressió necessària per a detindre el flux d’aigua a través de la membsemipermeable
MEDI HIPOTÒNIC
CÈL·LULA ANIMAL
• Entra aigua a la cèl·lula → s’infla
fins a rebentar → LISI
CÈL·LULA VEGETAL
• Entra aigua a la cèl·lula → s’infla
però NO SE LISA → la rígida paret
cel·lular ho impedeix.
• La pressió de la cèl·lula espentant
contra la paret s’anomena pressió
de TURGÈNCIA.
MEDI HIPERTÒNIC
CÈL·LULA ANIMAL
• Ix aigua de la cèl·lula → s'encongeix
→ ↓ el seu VOLUM= PLASMÒLISI
• La cèl·lula es DESHIDRATA i perd les
seus funcions fisiològiques
CÈL·LULA VEGETAL
• Ix aigua de la cèl·lula → s’encongeix,
allunyant-se de la paret cel·lular, el
resultat és la PLASMÒLISI.
• La cèl·lula queda deshidratada i perd
les seus funcions fisiològiques.
La mb plasmàtica és semipermeable → hi ha que mantindre una concentració de sals dins de la cèl·lula igual a la del medi extern per a que no hi haja guany ni pèrdua d’aigua . Si introduïm la cèl·lula en:
Partícules entre 10-5 i 10-7 cm = dispersions col·loïdals molèc org grans (polisacàrids, prot, ac nuclèics)
PROPIETATS:
1. Podem trobar-les en 2 estats:
Sol = aspecte líquid perifèria del citoplasma = ectoplasma
Gel = aspecte sòlid centre del citoplasma=endoplasma
Es pot passar d’un estat a altre creació de pseudòpodes
2. Elevada viscositat
3. Elevat poder adsorbent atracció que exerceix un sòlid sobre les molèc d’un líquid o gas: Ag-Ac, EZ-substrat
4. Efecte Tyndall: si les dispersions s'il·luminen lateralment sobre fons fosc s’observa opalescència per la reflexió dels raigs de llum (els col·loides dispersen la llum)
5. Diàlisi: pas a través d’una membrana d’aquelles substàncies que la membrana deixa passar pel seu tamany es poden seleccionar per massa molecular hemodiàlisi
6. Capacitat de sedimentació centrífuga
7. Resposta a una electroforesi es separen per càrrega i massa molecular
https://www.youtube.com/watch?v=xU
yEkXXcig8