ANTECEDENTES DE LA BIOQUÍMICA

Definición

Bioquímica

Es la ciencia que se ocupa del estudio químico de la estructura y de las funciones de los seres vivos. Está involucrada en el estudio de las moléculas que forman parte de los seres vivos.

Antecedentes de la bioquímica

Oficialmente su origen se reconoce con el descubrimiento de la enzima diastasa en 1893, por el fisco químico Anselme Payen.

Desarrollo de la bioquímica

Se ha desarrollado en el estudio de los seres vivos , estudiando las moléculas que componen las célula, las interacciones entre las moléculas que se forman a partir de ellas y como funcionan en el organismo.

Bioelementos o biogénicos

Son los elementos químicos presentes en seres vivos, pueden aparecer aislados o formando moléculas .

Se han encontrado más de 118 elementos químicos en la naturaleza .

Se clasifican de acuerdo a :

Elementos mayoritarios :aquellos que s e encuentran en cantidades superiores al 0.1% de los organismos.

Bioelementos primarios: son los principales elementos químicos de las biomoléculas y constituyen el 95% de la materia viva.

Bioelementos primordiales :

Carbono (C)

Oxígeno (O)

Hidrógeno (Hi)

Nitrógeno (N)

Fósforo (P)

Azufre (S)

Características de los elementos:

El Carbono (C), Nitrogeno (N) y Oxígeno (O) pueden crear entre ellos enlaces químicos dobles o triples y muy estables.

Carbono (C):

Tiene la capacidad de formar enlaces Carbono-Carbono que permite la formación de largas cadenas , lo que permite la formación de diversos grupos funcionales como :

Alcoholes Cetonas Aminos, etc.

Oxígeno (O) :

Con su carga negativa, forma enlaces con el Hidrógeno (H) formando radicales solubles en agua (H20) .

Nitrógeno (N) :

Presente en aminoácidos y ácidos nucleicos con su tipo de enlace permite la formación de proteínas esenciales para la vida.

Bioelementos secundarios:

Constituyen cerca del 4.5% presente en el organismo.

Entre ellos se encuentran :

Azufre (S)

Fósforo (P)

Magnesio (Mg)

Calcio (Ca)

Sodio (Na)

Azufre (S):

Componente de aminoácidos esenciales como la cisteína y la metionina que se encuentran en una gran cantidad de proteínas.

Fósforo (P):

Elemento básico para la formación de ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico que son sustancias utilizadas para la replicación celular , lo encontramos también como componente en la membrana.

Magnesio (Mg):

Se utiliza en transmisiones nerviosas y musculares dentro de la célula lo encontramos en forma de matriz ósea.

Calcio (Ca) :

Funciona en forma de ion dentro del organismo para permitir la interacción de diversas sustancias y permitiendo que actúen , como sucede en la contracción muscular.

Ion :Átomo agrupación de átomos que por pérdida o ganancia de uno o más electrones adquiere carga eléctrica.

Sodio (Na):

El sodio , el cloro y el potasio actúan en forma de iones creando los potenciales de membrana que permiten que se lleven acabo de procesos fisiológicos .

Oligoelementos:

Se encuentran presentes en porcentajes menores al 0.1%.

Su ausencia es capaz de deficiencias dentro del cuerpo.

El IODO (I) forma parte de la tiroides , sin embargo si no se encuentra disponible en el organismo no es capaz de sintetizar la hormona del crecimiento , ocasionando retraso mental .

Biomoléculas :

Estructuras moleculares:

Se definen desde simples moléculas como el agua (H2O) que es el mayor componente celular, hasta la complicada formación de ácidos nucleicos.

División :

Según su naturaleza las biomoléculas se dividen en:

ORGÁNICAS

INORGÁNICAS.

Biomoléculas inorgánicas :

Agua (H2O): Desempeña un papel critico en el transporte de

sustancias . Interviene en reacciones química enzimática que

consume energía .

Propiedades físicas del Agua (H2O):

a) Alta constante dialéctica que se refiere a la tendencia a ponerse a la unión de iones positivos y negativos , lo que hace un buen disolvente de sales cristalizadas y compuestos como alcoholes y cetonas, es mal diluyente en soluciones hidrofóbicas como lo son los lípidos .

b) Elevada fuerza de cohesión y adhesión :

Se refiere a la red de enlaces entre átomos de hidrógeno de agua dándole la particularidad de poseer una alta tensión superficial.

Permite la fuerza necesaria para ser un esqueleto hidrostático en las plantas y la propiedad de capilaridad .

C) Elevado calor especifico y calor de vaporización :

Su punto de ebullición y vaporización es relativamente alto , le da una propiedad de termorregulación.

d)Bajo grado de ionización :

Se refiere a la limitación del hidrógeno a disociarse del átomo de oxígeno correspondiente. Esto determina que las moléculas sean estables , otorgándole una tendencia al pH neutro.

Sales minerales :

Tienen un mecanismo para regular el agua que pasa a través de las membranas por el fenómeno de osmosis, fungiendo como un soluto permite que los medios alcancen igual concentración como en soluciones isotónicas.

Si se tiene concentración de sales diluidas en poca cantidad de agua, tenemos una solución hipertónica, en respuesta a este fenómeno las sales minerales funcionan como un regulador.

Funcionan también como soluciones amortiguadoras ya que ayudan al organismo a conservar un pH óptimo que permite la función correcta de todos los órganos y sustancias.

Biomoléculas inorgánicas:

Funciones especificas :

Función estructural.

Función energética.

Función reguladora.

Glúcidos:

Carbohidratos compuestos por Carbono (C) , Hidrogeno (H) y Oxígeno (O) , solubles en agua y su función principal va ligada a procesos energético. Conocido como azucares.

Funciones de los carbohidratos :

Energética : representan combustible de uso inmediato debido a su cenilla composición química lo que permite que interactúen

con el agua.

Estructural formal matrices hidrófilicas con resistencia mecánica.

Informativa :forman estructuras capacitadas para reconocer elementos como hormonas , bacterias , etc.

Detoxificacion : para eliminar algunos compuestos tóxicos poco solubles al agua como resultado que se

producen de algunas rutas metabólicas .

Glúcidos :

Se clasifican en:

monosacáridos simples y derivados

Oligosacáridos

Poligosacáridos simples y derivados .

Lípidos :

Son insolubles en agua intervienen en la formación de paredes celulares y grasas están ligadas al almacenamiento de energía.

Funciones :

Energétic

a:

•Solo puede metabolizarse en presencia de oxígeno.

Reserva de

agua :

•La combustión aerobia da como resultado gran cantidad de agua como resultado de su reacción química.

Producción de calor

•Contiene un tipo de grasa que es capaz de producir energía calórica por largos periodos producto de la combustión de los triglicéridos.

Estructura

l

•Cadenas de lípidos forman la membrana celular, con una parte de moléculas hidrofóbica y una parte de tipo hidrofilíca , formando una bica lipídica de la membrana plasmática que rodea a la célula.

Fosfolípido:

Son componentes primarios de la membrana celular. En su estructura química se observa :

Una molécula de glicerol.

Dos ácidos grasos.

Un grupo fosfato .

Una base nitrogenada

Funciones :

Informativa

• Forman parte de una gran cantidad de hormonas en el organismo, funcionan también como segundos mensajeros.

Catalítica

• Sustancias con estructura lipídica que son indispensables para el organismo y no pueden ser sintetizadas por el.

Clasificación :

Saponificables

No saponificables

Otros

Proteínas:

Compuestas por cadenas de aminoácidos tienen diversas funciones en las que destaca el transporte de sustancias del organismo.

Proteínas y sus funciones :

Enzimática :• Forma parte de los catalizadores utilizados en las

reacciones químicas conocidas como enzimas.

Hormonal :• Contienen receptores especializados para reconocer a

la hormona en particular.

Reconocimiento de señales:• Son estructuras especializadas que son capaces de

reconocer la estructura química especifica que embona en la propia.

Proteínas y sus funciones :

Función de transporte :• Poseen receptores que les permite unirse a otras

moléculas , sin ellas no podían transportarse atreves del organismo.

Estructural:• Forma parte del cito esqueleto de la célula y forman

resistencia en algunos tejidos del organismo.

Defensa :• Forman parte de las inmunoglobulinas .

División :

PRIMARIA SECUNDARIA GLOBULAR OLIGOMERICOS

Ácidos nucleicos:

Macromoléculas formadas por nucleótidos .se refieren al ADN y el ARN que participan en la reproducción celular .

Son polímeros formados por nucleótidos constituidos por:

Una pentosa

Ácido fosfórico

Una base nitrogenada

.

La unión de la pentosa con base constituye un nucleósido ; la unión de un nucleósido y el ácido fosfórico , mediante un enlace éster , forma un nucleótido .