ESTRUCTURA ATÓMICA

El átomo tiene dos partes El núcleo: Es donde se encuentran los protones y

neutrones. La corteza: Es donde se encuentran lo electrones

DISTRIBUCIÓN ELECTRÓNICA

Es la distribución de los electrones en los subniveles y orbitales de un átomo.

ELECTRONES DE VALENCIA

Son los electrones que se encuentran en el nivel de mayor energía del átomo, a demás son los responsables de realizar los enlaces con otros átomos.

HIBRIDACIÓN

Es cuando en el átomo se mezcla el orden de los electrones creando una configuración electrónica nueva. Hay tres tipos:

Sp: Es la combinación de un orbital S con uno P.

Sp2: Es la combinación de un orbital S con dos P.

Sp3: Es la combinación de un orbital S con 3 P.

GEOMETRÍA MOLECULAR

Depende del número de electrones compartidos o de la hibridación del átomo principal. puede ser:

Lineal: 2 orbitales híbridos.

Triangular: 3 orbitales híbridos.

Tetraédrica: 4 orbitales híbridos.

ENLACES

Es el proceso físico responsable da las interacciones entre átomos y moléculas. pueden ser:

COVALENTE: Es en enlace en el que se comparte un par de electrones, cada

átomo aporta un electrón.

IÓNICO: Es en enlace en el que un

átomo cede determinado número V de electrones a otro.

COVALENTE DATIVO: En este enlace se comparte un par de electrones pero es un solo átomo el que lo aporta.

INTERACCIONES MOLECULARES

Dipolo - Dipolo Ión - Dipolo fuerzas de Van de Waals Puentes de hidrógeno

ELECTRONEGATIVIDAD

Es una propiedad química que mide la capacidad que tiene determinado átomo para atraer electrones. La siguiente imagen muestra como varia la electronegatividad.

POLARIDAD

Es una propiedad que se da debido a la diferencia de electronegatividad entre los átomos que forman una molécula.

CONCEPTOS GENERALESEs el componente principal del cuerpo humano, tanto que una persona no puede sobrevivir mas de 6 dias sin beberla. El cuerpo de los seres humanos esta conformado por agua en un 75% al nacer y un 60% en la adultez. El cuerpo humano pierde agua de manera constante por diferentes vías, por lo que debe ser recuperada por medio de la alimentación para evitar asi la deshidratación.

ESTRUCTURAEl agua esta formada por dos átomos de hidrogeno (H) que se unen de manera covalente a un átomo de oxigeno. Las moléculas de agua se unen entre ellas formando puentes de hidrogeno. cada molecula de agua puede formar 4 puentes de hidrogeno con otras moléculas. La geometría de la molécula de agua es una figura tetraédrica.

PROPIEDADES QUE SON IMPORTANTES PARA EL ORGANISMO

Disolvente: El agua es el solvente universal, esta propieedad se da debido a su capacidad para formar puentes de hidrógeno, tal vez esta sea la propiedad mas importante para la vida y la responsable de que sea en el agua donde acurren las reacciones del metabolismo

Fuerza de cohesión: El agua es un líquido casi incompresible, puesto que los puentes de hidrógeno mantienen sus moléculas muy unidas, esta propiedad hace que el agua funcione en alguno animales como esqueleto hidrostático.

Calor específico: Esta propiedad tambien esta relacionada con los puentes de hidrógeno, puesto que el agua absorbe el calor que necesita para romper los puentes de hidrógeno lo que hace que su temperatura se aumente. Esta propiedad hace que se mantenga uuna temperatura corporal constante.

Calor de vaporización: Una vez mas se relaciona con los puentes de hidrógeno, pues para que el agua se pueda evaporar se debe primero romper los puentes de hidrógeno y después dotar las moléculas con la energía suficiente para lograr el paso de líquido a gaseoso.

FUNCIONES DEL AGUA EN EL ORGANISMO En el agua es donde se realizan muchas de las reacciones que

nos permiten estar vivos, es decir, forma el medio acuoso donde se realizan muchos de los procesos metabólicos de nuestro organismo.

Debido a la elevada capacidad de vaporización del agua es que nuestro organismo puede regular la temperatura corporal.

Posibilita el transporte de nutrientes hasta las células y el transporte de los desechos celulares.

PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DEL AGUA Es insípida e inolora Bloquea ligeramente la radiación UV Es una molécula polar Capilaridad Su punto de ebullición esta relacionado con la presión

atmosférica En estado puro tiene una conductibilidad eléctrica

relativamente baja La densidad del agua en estado líquido es muy estable

Las macromoléculas son moléculas que tienen una masa molecular elevada (más de 1000 dalton), están compuestas por muchos átomos; estas pueden ser tanto orgánicas como inorgánicas. Entre las macromoléculas podemos encontrar:

AMINOÁCIDOS

Es una molécula orgánica que tiene un grupo amino y un grupo carboxílico, los más frecuentes son aquellos que forman parte de las proteínas.

La unión de varios aminoácidos da lugar a los polipéptidos y comienzan a llamarse proteínas cuando la cadena esta formada por más de 50 aminoácidos o la masa molecular total es de mas de 5000 uma.

Los aminoácidos pueden ser:

ESENCIALES: el cuerpo no los puede producir y tienen que ser suministrados por medio de alimentos.

NO ESENCIALES: Pueden ser producidos por el cuerpo a partir de los aminoácidos esenciales.

POLÍPEPTIDOS

Es la unión de varios aminoácidos (cadena de más de 10), por medio de un enlace peptídico, es decir, un grupo amino de un aminoácido y un grupo carboxilo de otro.

Cuando la cadena es muy larga y además tiene una estructura tridimensional única y estable comienza a llamarse proteínas (más de 50 aminoácidos o un peso molecular mayor a 5000 umas).

Son moleculasorgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxigeno, son los más abundantes en la biosfera se pueden encontrar casi de manera exclusiva en alimentos de origen vegetal. A demás sirven como fuente de energía para las actividades vitales.

FUNCIONES

Energéticamente: Los carbohidratos aportan 4 Kcal por gramo de peso seco. Se recomienda que diariamente se coman 100 gramos de carbohidratos para mantener los procesos metabólicos.

Ahorro de proteínas: Si el aporte de carbohidratos es insuficiente, se utilizarán las proteínas para fines energéticos.

Regulación del metabolismo de las grasas: Cuando no se comen los carbohidratos suficientes las grasas se metabolizan anormalmente acumulándose en el organismo cuerpos cetónicos.

CLASIFICACIÓN

Los simples: Monosacáridos

Los complejos: Polisacáridos

ISOMERÍAEs una propiedad de ciertos compuestos químicos, que a pesar de tener igual fórmula química presentan estructuras moleculares distintas, y por ende difieren en sus propiedades.

ISOMERÍA PLANA O ESTRUCTURALEs donde las moléculas con la misma fórmula molecular, tienen un diferente arreglo en los enlaces entre sus átomos, puede ser:

Isomería de cadena o esqueleto Isomería de posición Isomería de grupo funcional

ISOMERÍA ESPACIAL O ESTEREOISOMERÍAEs donde los compuestos tienen fórmulas moleculares idénticas y sus átomos presentan la misma distribución, pero su disposición en el espacio es distinta. Los isómeros tienen igual forma en el plano. existen 2 tipos de isomería espacial:

Isomería conformacional Isomería configuracional

CARACTERÍSTICAS Son moléculas que sirven para catalizar reacciones

químicas. En estas reacciones, las enzimas actúan sobre el sustrato, convirtiéndose en productos. Las enzimas funcionan disminuyendo la energía de activación de las reacciones , no alteran el balance energético ni el equilibrio de la reacción, y por lo tanto la aceleran.

La actividad de las enzimas puede ser afectada por otras moléculas como lo son los inhibidores enzimáticos. Son esenciales para todas las funciones que realiza el cuerpo día a día, pueden ser encontradas en el jugo gástrico que se produce en el estómago, en la saliva producida en la boca, en la sangre y en todas las células, tejidos y órganos del cuerpo humano.

Las enzimas están compuestas, al igual que las proteínas por una cadena de aminoácidos lineal. Tienen una "especificidad" es decir que catalizan una reacción específica e involucran un único sustrato.

CLASIFICACIÓN Y NOMENCLATURA

Las enzimas se nombran teniendo en cuenta el sustrato y la reacción química que cataliza, todas las enzimas terminan en asa. También pueden ser nombradas según su mecanismo de acción así:

OXIDORREDUCTASAS: catalizan reacciones redox. TRANSFERRASAS: Transfieren grupos activos a

otras sustancias llamadas receptoras. HIDROLASAS: consiguen monómeros a partir de

polímeros catalizando reacciones de hidrólisis. LIASAS: Catalizan reacciones en las que se eliminan

grupos H2O, CO2 y NH3.

ISOMERASAS: Actúan obteniendo los isómeros de determinadas moléculas, es decir, catalizan la racemización y cambios de posición de un grupo en determinada molécula obteniendo formas isométricas.

LIGASAS: Catalizan la degradación de enlaces denominados fuertes.

INHIBIDORES

Son las moléculas que se unen a la enzima y reducen su actividad, son usados en la naturaleza y estanimplicados en la regulación del metabolismo. Pueden ser:

REVERSIBLE: Se unen a las enzimas por medio de interacciones no covalentes

Competitiva: El inhibidor y el sustrato no se pueden unir al mismo tiempo a la misma enzima.

No competitiva: La enzima reduce su actividad pero no afecta la unión con el sustrato.

Mixta: El inhibidor y el sustrto se pueden unir a la misma enzima al mismo tiempo, sin que la unión del inhibidor afecte la unión del sustrato.

IRREVERSIBLE: Se unen a la enzima de manera covalente.

TERMODINÁMICAEstudia los procesos en los que se transfiere energía como calor y como trabajo. Tiene 4 leyes

Si un sistema A esta en equilibrio termodinámico con uno B, y B esta en equilibrio con C entonces A y C estan en equilibrio termodinámico.

La energia del universo es constante, por lo que ni se crea ni se destruye, solo se transforma.

La entropia del universo tiende a aumentar. El flujo espontáneo de calor siempre va desde los elementos que tienen mayor temperatura a los que tienen una temperatura inferior.

Es posible alcanzar una temperatura igual a cero mediante un número de procesos físicos.

MITOCONDRIA

Las mitocondrias son las principales generadoras de energía de la célula, esta energía se obtiene en forma de ATP por medio de los siguientes procesos:

Están compuestas de

una doble bicapa

lipídicas y de proteínas.

MEMBRANA PLASMÁTICA

Es una estructura que engloba la célula, sirve para definir los límites celulares y mantener el equilibrio entre el interior y el exterior de esta. Es semejante a la membrana que cubre los organelos de las células eucariotas.Está compuesta por una lámina que sirve de delimitante para el citosol y otorga protección mecánica. Su composición consta de fosfolípidos (fosfatidiletanolamina y fosfatidilcolina), colesterol, glúcidos y proteínas.La principal característica es la permeabilidad selectiva, es decir, selecciona las moléculas y partículas que deben entrar o salir, ayudando así a mantener la célula en equilibrio con el medio.

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MEMBRANA

Varía entre células dependiendo de la función o del tejido en la que se encuentren, pero también tiene una composición general. La membrana plasmática está compuesta por una bícapa de fosfolípidos y proteínas unidas no covalentemente a esa bícapa, a demás tiene glúcidos unidos covalentemente a los lípidos o a las proteínas. a continuación se explicará cada uno de estos componentes:

Lípidos

Proteínas

Glúcidos

La permeabilidad selectiva de la membrana celular, permite a la célula mantener su composición interna. Solamente las moléculas de bajo peso molecular (pequeñas) y que no se encuentren cargadas pueden pasar de manera libre a través de la membrana, mientras que los iones cargados no pueden cruzar de manera espontanea.Muchas de las moléculas que no pueden atravesar la membrana libremente, lo hacen por medio de proteínas específicas transmembrana (proteínas transportadoras), estas proteínas son las que se encargan de determinar la permeabilidad selectiva de la célula. El transporte a través de la membrana, también tiene en cuenta la gradiente de concentración de los diferentes compuestos citoplasmáticos.

TRANSPORTE PASIVO

Es en el que las moléculas que atraviesan la membrana van a favor de la gradiente de concentración (van de donde está más concentrada a donde esta menos concentrada), y por esto no requieren gasto de ATP; es el mecanismo más sencillo. Hay tres tipos de transporte pasivo:

Difusión simple

Difusión facilitada

Canales iónicos

TRANSPORTE ACTIVO

Es en el cual las moléculas que atraviesan la membrana, lo hacen en contra de su gradiente de concentración (van de donde esta menos concentrado a donde esta más concentrado), requiere el gasto de ATP. Hay dos tipos de transporte activo:

Primario

Secundario

Se trata de la facilidad que

tienen las células de

intercambiar información con

otras células y con el medio.

Gracias a la comunicación

celular se da la homeostasis,

donde la célula se puede

acoplar a los cambios que

suceden en su entorno.

COMUNICACIÓN ENDOCRINA: Es en la que los mensajeros viajan a través de la circulación, para actuar en una célula diana que está muy alejada.

COMUNICACIÓN PARACRINA: Es la que se da entre células que están relativamente cerca, este tipo de comunicación es realizada por mensajeros químicos peptídicos y se usa cuando hay una hemorragia (con el fin de producir la hemostasia) o una inflamación.

COMUNICACIÓN AUTOCRINA: También es llamada autocomunicación, y se tata de la comunicación de una célula consigo misma.

KARP, Gerald. Biología celular y molecular. 5º edición. Ciudad de México: Ed. McGraw Hill; 2009.

COOPER, Geoffrey M. HAUSMAN, Robert E. La célula. 5º edición. Madrid: Ed. Marbán; 2009.