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BIOMOLÉCULAS
INORGÁNICAS
• Gases
• Sales
• Agua
ORGÁNICAS
• Glúcidos
• Lípidos
• Proteínas
• Ácidos nucleicos
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BIOMOLECULAS
INORGANICAS
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GASES
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OXIGENO
• Presente mayormente en forma molecular.
– Constituye el 20% de la atmósfera.
– En la respiración celular, forma el agua.
– En la fotosíntesis, se libera a partir de la fotólisis del agua.
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DIOXIDO DE CARBONO
• Gas más soluble en agua, se encuentra mayormente en forma de bicarbonato.
– Se le encuentra en el aire atmosférico, representa menos del 1%
– Se forma como producto de la respiración celular aeróbica de los seres vivos así como por la actividad volcánica.
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NITROGENO
– Constituye el 79% del aire atmosférico.
– Tiende a fijarse en la naturaleza formando compuestos inorgánicos u orgánicos como nitratos, nitritos y proteínas.
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OZONO
– Es un gas oxidante, estable sólo a temperaturas muy altas.
– Se encuentra en la estratosfera y al absorber los rayos UV más nocivos, constituye la defensa más eficaz para el mantenimiento de la vida en la tierra.
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SALES MINERALES
O
SUSTANCIAS MINERALES
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SUSTANCIAS MINERALES
• Se pueden encontrar en los seres vivos en tres formas:
Precipitadas
Disueltas en forma de iones, o
Asociadas a sustancias orgánicas
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Sustancias Minerales Precipitadas
• Constituyen estructura sólidas, insolubles.
• Función esquelética.
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Sustancias Minerales Precipitadas
• Ejemplos:
CaCO3: Concha de moluscos
Ca3(PO4)2 + CaCO3 depositados sobre el colágeno, constituyen los huesos.
SiO2 (cuarzo): Diatomeas y gramíneas
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Sustancias Minerales Disueltas
• Dan lugar a aniones y cationes:
Na+, K+, Ca2+, Mg2+
Cl-, SO4-2, Po4 -3, CO3
-2, HCO3-, NO3
-
• Estos iones mantienen un grado de salinidad constante dentro del organismo.
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Sustancias Minerales Disueltas
• También ayudan a mantener constante su pH.
• Cada ión desempeña funciones específicas.
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Sustancias Minerales asociadas a moléculas orgánicas
• Suelen encontrarse junto a proteínas, como las fosfoproteínas: Caseína , vitelina.
• Junto a lípidos, como los fosfolípidos:
Cefalina, lecitina, fosfatidilserina.
• Junto a glúcidos: Como el agar – agar.
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FUNCIONES DE LAS SUSTANCIAS MINERALES
• Formar estructuras esqueléticas.
• Estabilizar dispersiones coloidales.
• Mantener un grado de salinidad en el medio interno.
• Constituir soluciones amortiguadoras.
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FUNCIONES DE LAS SUSTANCIAS MINERALES
• Acciones específicas:
Fe2+ : Hemoglobina.
I- : Hormona tiroidea.
Mg2+: Clorofila, etc.
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AMORTIGUADORES
BIOLÓGICOS
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A NIVEL INTRACELULAR
Tampón Fosfato:
• Formado por:
Fosfato ácido: HPO4-2
Fosfato diácido: H2PO4-
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A NIVEL INTRACELULAR
Tampón Fosfato:
• Cuando hay exceso de hidrogeniones en el medio intracelular:
El fosfato ácido se une con ellos y se forma el fosfato diácido.
H+ + HPO4-2 H2PO4
-
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A NIVEL INTRACELULAR
Tampón Fosfato:
• Cuando aumentan los iones hidroxilo, el fosfato diácido libera H+ para formar agua:
OH- + H2PO4- HPO4
-2 + H2O
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A NIVEL INTRACELULAR
Tampón Proteinato:
• Está formado por las proteínas coloidales, que poseen capacidad de amortiguamiento:
Debido a sus grupos amino y carboxilo.
Proteína – NH2 Proteína – NH3+ Acepta H+
l l
COOH COO- + H+ Libera H+
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A NIVEL INTRACELULAR
Tampón Hemoglobina:
• La hemoglobina tiene la capacidad de liberar hidrogeniones.
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A NIVEL EXTRACELULAR
Tampón Bicarbonato:
• Es el más común y de gran importancia en la sangre humana.
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
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TRANSPORTE DE CO2
• El CO2 es transportado de los tejidos a los pulmones bajo 3 formas:
En forma de ión bicarbonato (HCO3-)
Combinado con la Hemoglobina (Hb)
Disuelto en el plasma
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En forma de ión Bicarbonato
• Representa el 70% del CO2 transportado.
ANHIDRASA
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
CARBÓNICA Ác. Carbónico
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Combinado con la Hemoglobina
• Formando el compuesto Carbaminohemoglobina (23%):
La formación de este compuesto depende de la pCO2.
• Ejm: En los capilares la pCO2 es relativamente lo cual facilita la formación de carbamino - Hb.
Hb + CO2 Hb.CO2
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Disuelto en el plasma
• Representa el 7% del CO2 transportado.
• Una vez que llega de los pulmones, difunde hacia los alvéolos.
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EL AGUA
EL AGUA
• Es la sustancia química más abundante en la materia viva:
En el hombre representa el 63% de su peso,
Algas: 95%,
Embrión humano: 94%
Huesos: 22%
Semillas: 20%
Dentina de los dientes: 10%.
EL AGUA
• En el hombre, el agua se encuentra:
40% en los líquidos intracelulares.
15% en el líquido intersticial (entre las células).
8% como líquido libre en el interior del Aparato Circulatorio.
EL AGUA
• En la célula se encuentra en 2 formas:
Libre: 95% del agua celular.
Ligada: 5% del agua celular, se encuentra hidratando a las moléculas.
EL AGUA
• Existe una relación directa entre contenido de agua y actividad fisiológica de un organismo:
Los menores porcentajes se dan en seres con vida latente: semillas, virus, etc.
EL AGUA
• El agua se encuentra en la materia viva en tres formas:
Agua circulante libre: Sangre.
Agua de imbibición: Se produce cuando se
calienta la materia a 100 ºC.
Agua combinada: Aparece en las reacciones químicas.
Agua metabólica:
• Es el agua producida en la respiración celular, y
Es fundamental para los animales adaptados
a condiciones desérticas.
• En los seres humanos, la producción de agua
metabólica con una dieta normal:
No pasa de 0,3 litros/día.
EL AGUA
Agua metabólica:
• En las Rxs de combustión de los nutrientes que
tiene lugar en el interior de las células para
obtener energía:
Se producen pequeñas cantidades de agua.
EL AGUA
Agua metabólica:
• Esta formación de agua es mayor al oxidar las
grasas:
1 gramo de agua por cada gramo de grasa.
0,6 gramos de agua por cada gramo de
almidón.
EL AGUA
Respiración celular
• Es el conjunto de reacciones bioquímicas que
ocurre en la mayoría de las células,
En las que el ácido pirúvico producido por la
glucólisis se desdobla a CO2 y H2O, y
Se producen 38 moléculas de ATP.
EL AGUA
• Las moléculas del agua son DIPOLOS.
• Los dos electrones de los dos hidrógenos están
desplazados hacia el átomo de oxígeno:
Por lo que aparece un polo negativo (hay mayor densidad electrónica), y
EL AGUA
• Un polo positivo: Donde, al haber menor densidad electrónica,
Predominan las cargas positivas de los núcleos de hidrógeno.
• Entre las moléculas de agua se establecen fuerzas de
atracción: Puentes de hidrógeno.
• Funciones:
– Estructural y plástica
– Solvente universal
–Transporte
–Termorreguladora
–Medio de reacciones químicas
–Amortiguadora lubricante
– Equilibrio ácido-base
– Interviene en el equilibrio osmótico.
ACCIÓN DISOLVENTE
• El agua es el líquido que más sustancias
disuelve, por eso se dice que es el disolvente
universal.
• Esta propiedad, tal vez la más importante para la
vida, se debe a su capacidad para formar
puentes de hidrógeno.
PROPIEDADES DEL AGUA
ACCIÓN DISOLVENTE
• En el caso de las disoluciones iónicas los iones
de las sales son atraídos por los dipolos del agua,
Quedando "atrapados" y recubiertos de
moléculas de agua en forma de iones
hidratados o solvatados.
PROPIEDADES DEL AGUA
La capacidad disolvente es la responsable de que sea
el medio donde ocurren las reacciones del
metabolismo.
ELEVADA FUERZA DE COHESIÓN
• Los puentes de hidrógeno mantienen las
moléculas de agua fuertemente unidas,
Formando una estructura compacta que la
convierte en un líquido casi incompresible.
• Al no poder comprimirse puede funcionar en
algunos animales como un esqueleto hidrostático.
PROPIEDADES DEL AGUA
PROPIEDADES DEL AGUA
ELEVADO CALOR ESPECÍFICO
• Por ello hace falta mucho calor para elevar la Tº.
• Para elevar sólo 1 ºC la Tº de un litro de agua hace falta 1000 calorías.
• Esto lo convierte en un estabilizador térmico del
ser vivo frente a los cambios bruscos de Tº.
PROPIEDADES DEL AGUA
ELEVADA CONSTANTE DIELÉCTRICA
• Por tener moléculas bipolares, el agua es un gran disolvente de:
Compuestos iónicos, como las sales minerales,
Compuestos covalente polares como los glúcidos.
ELEVADA CONSTANTE DIELÉCTRICA
PROPIEDADES DEL AGUA
• Esta capacidad disolvente del agua y su abundancia, explican:
Que sea el vehículo de transporte (captación de sales minerales por las plantas), y
El medio donde se realizan todas las Rx Qx del organismo (digestión).
PROPIEDADES DEL AGUA
PROPIEDADES DEL AGUA
BAJO GRADO DE IONIZACIÓN
• Sólo una molécula de cada 551’000,000
moléculas de agua se encuentra ionizada.
H2O
H2O H3O+ + OH-
PROPIEDADES DEL AGUA
BAJO GRADO DE IONIZACIÓN
• Esto explica que la cc de iones hidronio (H3O+) y
de los iones hidroxilo (OH-) sea muy baja:
10-7 moles/litro (H3O+) = (OH-) = 10-7
PROPIEDADES DEL AGUA
BAJO GRADO DE IONIZACIÓN
• Dado los bajos niveles de H3O+ y de OH-, si al
agua se le añade:
Un ácido (se añade H3O+) o una base (se
añade OH-), aunque sea en muy poca cantidad,
Estos niveles varían bruscamente.
PROPIEDADES DEL AGUA
BAJO GRADO DE IONIZACIÓN
• En los líquidos biológicos, sin embargo, y a
pesar de estar constituido básica- por agua:
La adición de ácidos o bases no hace variar
casi su (H3O+),
Es decir su pH (pH = -log (H3O+).
PROPIEDADES DEL AGUA
BAJO GRADO DE IONIZACIÓN
• Ello se debe a que esos líquidos contiene sales minerales y proteínas disueltas, que:
Pueden ionizarse en menor o mayor grado, dando lugar a H3O
+ o a OH-,
Este fenómeno se denomina efecto tampón.
FUNCIONES DEL AGUA
FUNCIÓN TERMORREGULADORA
• Se debe a su elevado calor específico y a su
elevado calor de vaporización.
• Por ejemplo, los animales al sudar expulsan
agua, la cual para evaporarse toma calor del
cuerpo, y
Como consecuencia, éste se enfría.
FUNCIONES DEL AGUA
GRAN CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
• Lo que le permite la distribución del calor
homogéneamente por todo el organismo.
FUNCIONES DEL AGUA
ES UN BUEN REFRIGERANTE
• Por evaporación muchos animales y plantas
enfrían sus cuerpos:
Al emplear el calor en convertir el agua
líquida en vapor.
FUNCIONES DEL AGUA
TIENE UN PUNTO DE CONGELACIÓN
MUY BAJO (0 ºC)
• Lo que le permite que los seres vivos puedan
soportar temperaturas muy bajas.
FUNCIONES DEL AGUA
SIRVE COMO VEHÍCULO:
• Es decir que transporta alimentos a la célula y
retira desechos para su eliminación.
FUNCIONES DEL AGUA
SIRVE COMO LUBRICANTE
(MECÁNICA AMORTIGUADORA)
• Existe en los líquidos corporales siempre que un
órgano se deslice contra otro:
Articulaciones.
FUNCIONES DEL AGUA
ES UN BUEN CONDUCTOR DE LA
ELECTRICIDAD
• Permite la propagación de los impulsos nerviosos:
Son básicamente fenómenos eléctricos.
FUNCIONES DEL AGUA
FUNCIÓN ESTRUCTURAL
• El volumen y la forma de las células que carecen de membrana rígida:
Se mantiene gracias a la presión que ejerce el agua interna.
• Al perder agua, las células pierden su turgencia natural, se arrugan y hasta pueden romperse.
FUNCIONES DEL AGUA
ALTA TENSIÓN SUPERFICIAL:
• Se manifiesta como la resistencia a la ruptura
que ofrece la superficie libre del agua.
• Se debe a la formación de los enlaces de
Puentes de Hidrógeno.
• El pH es una escala que mide el grado de acidez de una solución. Mide la concentración de iones H+ .
A mayor concentración de H+ la solución es más ácida y el pH
disminuye (se aprox. a cero)
pH = - Log [H ]+
POTENCIAL DE HIDROGENIONES (pH)
• El pH no tiene unidades; se expresa simplemente por un número. Cuando una solución es neutra, el número de hidrogeniones iguala al número de hidroxilos.
pH + pOH = 14
• Es un indicador del grado de acidez o
alcalinidad de una solución o sustancia. Las
soluciones pueden ser:
– Ácidas: pH menor de 7
– Alcalinas o básicas: pH mayor de 7
– Neutras: pH igual a 7.00
ESCALA DE pH
GRACIAS