ESCUELA DE FISIOTERAPIA

NOMBRE DEL ESTUDIANTE: PABLO ALEXANDER MORALES DEL SALTO

ASIGNATURA: BASES DE BIOLOGIA CELULAR

PARALELO: 1

ANALISIS CRITICO DE ARTICULO: LAS BASES QUIMICAS DE LA VIDA

DOCENTE: JAIME CEVALLOS

Las Bases químicas de la vida

La vida se basa en las propiedades de los átomos y está regulada por los mismos principios de la química y física que todos los demás tipos de materia.El nivel de organización celular está a sólo un pequeño paso del nivel atómico, la importancia del movimiento de unos cuantos átomos de una molécula durante actividades como la contracción muscular o el transporte de sustancias a través de las membranas celulares. Es necesario conocer las interacciones que realizan las bases atómicas de la materia con los diferentes niveles de organización de la célula.

Las células y sus organelos se derivan de forma directa de las actividades de sus moléculas. Se considera un proceso como la división celular, que puede observarse con la ayuda del microscopio. Tenemos que comprender las actividades que ocurren cuando una célula se divide , por ejemplo, los aspectos de las interacciones entre las moléculas proteicas y el DNA que hacen posible la condensación de los cromosomas en estructuras empaquetadas semejantes a un bastón y su separación en células diferentes; además, hace posible que las propiedades de los lípidos le sedan a la membrana celular externa su plasticidad, de manera que pueda desplazarse hasta el centro de la célula y dividirla en dos partes.

ENLACES COVALENTES:Los átomos que conforman una molécula están unidos por enlaces covalentes, en lo que pares de átomos comparten pares de electrones, está regulada por el principio fundamental de que un átomo es más estable cuando la capa más externa de electrones está completa. La formación de un enlace covalente se acompaña de la liberación de energía,  que debe reabsorberse en algún momento para romper el enlace. La energía necesaria para dividir los enlaces covalentes es bastante grande, casi siempre entre 80 y 100 kilocalorías por mol (kcal/mol) de moléculas, lo que hace que estos enlaces se mantengan estables en casi todas las condiciones.Entre las moléculas que tienen enlaces covalentes se presentan diversidad de comportamientos, lo que permite la compleja organización química de la materia viva.Los electrones compartidos tienden a localizarse más próximos al átomo de mayor fuerza de atracción, es decir, al átomo más electronegativo.

MOLÉCULAS POLARES Y NO POLARES:

Moléculas Polares: Las moléculas como el agua, que tienen una distribución asimétrica de la carga se denominan polares, las de importancia biológica contienen uno o más átomos electronegativos, casi siempre O, N y/o S, llamándose polar al enlace en el cual un par de electrones de la configuración electrónica externa no está igualmente compartido por los dos átomos.

Moléculas no Polares: Las moléculas formadas solo por átomos de carbono e hidrógeno, se conocen como no polares. En este tipo de enlace no hay cambio en el número de oxidación de los átomos debido a que sus electrones compartidos son equidistantes.

IONIZACIÓN:

Algunos átomos tienen tanta electronegatividad que pueden capturar electrones de otros átomos durante la reacción química. Como consecuencia, estos dos elementos se transforman en átomos cargados, es decir, iones.

ENLACES NO COVALENTES:

Los enlaces no covalentes no dependen de electrones compartidos, sino de fuerzas de atracción entre átomos con carga contraria. Los enlaces no covalentes individuales son débiles y, por lo tanto, son fáciles de romper y deformar. Aunque los enlaces no covalentes son débiles, cuando muchos de ellos actúan en concierto, como ocurre entre dos cadenas de una molécula de ADN o entre distintas partes de una proteína grande, sus fuerzas de atracción son aditivas.

De todas formas los enlaces no covalentes son débiles, cuando gran número de éstos actúa en conjunto, como sucede entre las dos cadenas sencillas de una molécula de DNA o entre las diferentes partes de una proteína, sus fuerzas de atracción son aditivas.

ENLACES IÓNICOS: ATRACCIONES ENTRE ÁTOMOS CON CARGASi un cristal de sal se disuelve en agua, cada uno de los iones individuales se rodea por moléculas de agua, lo que impide que los iones con carga se aproximen entre sí lo suficiente para formar enlaces iónicos.

En esta imagen podemos ver un comienzo de disolución que rodean y rompen enlaces iónicos.

ENLACES DE HIDRÓGENOCuando un átomo de hidrógeno se une en forma covalente con un átomo electronegativo, en particular con un átomo de oxígeno o de nitrógeno, el par único de electrones compartidos se desplaza mucho hacia el núcleo del átomo electronegativo, lo que deja al átomo de hidrógeno con

una carga positiva parcial. Dado que su fuerza es aditiva, el gran número de puentes de hidrógeno que se establece entre las cadenas sencillas del DNA le permiten mantener estable su estructura de doble hélice.

TIPOS DE ENLACES

Enlaces Iónicos

Los metales seden electrones formando cationes

Los no metales aceptan electrones formando aniones

Está formado por un metal

Enlace covalente

Pueden estar unidos por enlaces sencillos

dependiendo del número de elementos

que se unan

Está formado de elementos

metálicos. Pueden ser de

2 a 3 elementos

Está basado en la

compartición de electrones

Los enlaces covalentes se pueden clasificar en:

No polares Polares

Cuando se enlazan elementos de la misma

electronegatividad

Los electrones se comparten de forma desigual, un elemento tiene más

electronegatividad que el otro

Enlaces coordinados

Se forma cuando el par electrónico es compartido por el mismo átomo

INTERACCIONES HIDRÓFOBAS Y FUERZAS DE VAN DER WAALSPor su capacidad de interactuar con el agua, se dice que las moléculas polares como los azúcares y aminoácidos son HIDROFÍLICOS, o “afines al agua”. Las moléculas no polares como los esteroides y grasas, son insolubles en agua porque carecen de las regiones cargadas que las atraerían a los polos de las moléculas de agua. Cuando los compuestos no polares se mezclan con agua, las moléculas HIDRÓFOBAS “repele de agua”. Esta relación de moléculas no polares se llama INTERACCIÓN HIDRÓFOBA. Esta es la razón por la que las moléculas de grasa reaparecen pronto en la superficie de una sopa de res o pollo, incluso después de agitar el líquido con una cuchara.

LAS PROPIEDADES DEL AGUA PARA MANTENER LA VIDAPrimero tenemos que tomar en cuenta que el agua es una sustancia de capital importancia para la vida con excepcionales propiedades consecuencia de su composición y estructura. .El hombre tiene necesidad de agua para realizar sus funciones vitales, para preparar y cocinar los alimentos, para la higiene y los usos domésticos, para regar los campos, para la industria, para las centrales de energía. Este pequeño video nos ayudara mas a fondo a comprender la importancia del agua. https://www.youtube.com/watch?v=xHLSD_eY5GMLa vida en la Tierra depende por completo del agua y es factible que ésta se esencial para la existencia de vida en cualquier parte del universo, las más importantes son: 1.- El agua es una molécula muy asimétrica con el átomo de oxígeno en un extremo y los dos de hidrógeno en el otro.2.-Cada uno de los dos enlaces covalentes de la molécula está muy polarizado.3.- Los tres átomos de la molécula de agua son adeptos a formar enlaces de hidrógeno.

Por sus abundantes enlaces de hidrógeno, las moléculas de agua tienen una tendencia inusualmente fuerte a adherirse entre sí. Ésta cara.cterística es más evidente en las propiedades térmicas del agua.

ÁCIDOS, BASES Y AMORTIGUADORESLos protones no solo se encuentran dentro de los núcleos atómicos, también se liberan al medio cuando un átomo de hidrógeno pierde un electrón compartido. Una molécula capaz de liberar un ion de hidrógeno se denomina ácido.Cualquier molécula que sea capaz de aceptar un protón se define como una base. Los ácidos y bases existen en pares, o parejas. Mientras más fácil se pierda el protón, o sea, mientras menos fuerte sea la atracción de una base conjugada por su protón, es más fuerte el ácido.

LA NATURALEZA DE LAS MOLÉCULAS BIOLÓGICASLa mayor parte de un organismo es agua. Si el agua se evapora, casi todo el peso seco restante consisten en moléculas que contienen átomos de carbono, y cuando se descubrió , se pensó que las moléculas con carbono se encontraban solo en los organismos vivos y por lo tanto, se denominan moléculas orgánicas para distinguirlas de las moléculas inorgánicas que se encuentran en los objetos inanimados. Tanto el tamaño como la estructura del carbono lo hacen una opción única para generar grandes cantidades de moléculas; se conocen varios ciento de miles de ellas.

GRUPOS FUNCIONALESMuchas de las moléculas orgánicas importantes en la biología contienen átomos de carbono, como los hidrocarburos, pero ciertos átomos de hidrógeno se sustituyen por varios grupos funcionales.Dos de los enlaces más frecuentes entre los grupos funcionales son los enlaces éster, que se forman entre los ácidos carboxílicos u alcoholes, y los enlaces amida, que se forman entre ácidos carboxílicos y aminas.

IMPORTANTE

Es importante recordar que cada átomo de carbono puede formar cuatro enlaces. A medida que el número de enlaces entre cualquiera de los átomos de carbono aumenta.

UNA CLASIFICACIÓN DE LAS MOLÉCULAS BIOLÓGICAS POR FUNCIÓN1.- Macromoléculas: Las moléculas que forman la estructura y realizan las actividades de las células son moléculas enormes, bien organizadas, que contienen entre docenas y millones de átomos de carbono.

2.- Los bloques de construcción de las macromoléculas: La mayor parte de las macromoléculas dentro de una célula tienen una vida corta en comparación con la célula misma, salvo por el ADN de la célula.

3.- Intermediarios metabólicos (metabolitos): En la célula, cada serie de reacciones químicas se denomina una vía metabólica. Es probable que los compuestos formados en las vías que conducen a los productos terminales no tengan una función propia y se llaman intermediarios metabólicos.

4.- Moléculas con reacción diversa: Es obvio que esta es una categoría amplia de moléculas, pero no tan grande como podría esperarse; casi todo el peso seco de la célula está conformado por macromoléculas y sus precursores directos.

CUATRO TIPOS DE MOLÉCULAS BIOLÓGICAS- carbohidratos: los carbohidratos incluyen azúcares simples y todas las moléculas mas grandes construidas con azúcares como bloques de construcción. La función principal de los carbohidratos es la reserva de energía química y materiales de construcción biológicos duraderos.En éste tipo de molécula, tenemos clasificación de átomos y actividades que cumplen, por ejemplo:- estereoisomerismo.- enlaces glucosídicos- oligosacáridos - polisacáridos- almidón y celulosa

Lípidos: son un grupo diverso de moléculas biológicas no polares cuyas propiedades comunes son su capacidad de disolverse en solventes orgánicos, como cloroformo o benceno, y su incapacidad para disolverse en agua, una propiedad que explica muchas de sus funciones biológicas diversas. Los lípidos importantes en la función celular incluyen grasas, esteroides y fosfolípidos.

LIPIDOS

SAPONIFICABLES NO SAPONIFICABLE

S

Grasas: consisten en una molécula de glicerol unida con enlaces éster a tres ácidos grasos; la molécula compuesta se denomina triacilglicerol. Se comenzará con la consideración de la estructura d los ácidos grasos, éstos son cadenas largas no ramificadas de hidrocarburos con un solo grupo carboxilo en un extremo.

SIMPLES

ACIDOS GRASOS

ACIGLICERIDOS

CERAS

COMPUESTOS

FOSFOLIPIDOS

GLUCOLIPIDOS

TERPENOS

ESTEROIDES

PROSTAGLANDINAS

GRASAS

UTILIZAN

MATERIAL RESERVA

TRIGLICERIDOS

FUENTE ENERGIA

PUEDEN SER CONVERTIDAS

CUANDO AYUNO

VARIAS HORAS

NO HAY INSULINA O

Proteínas: son las macromoléculas que realizan todas las actividades celulares; son las herramientas y máquinas moleculares que hacen que las cosas sucedan. En otras palabras, las proteínas tienen un alto grado de especificidad. Por ejemplo, es posible que una enzima particular que divide al ADN reconozca un segmento del ADN.

Proteínas fibrosas: las proteínas fibrosas tienen una estructura alargada, formada por largos filamentos de proteínas, de forma cilíndrica. No son solubles en agua. Un ejemplo de proteína fibrosa es el colágeno.

CUANDO

AZUCARES

NO HAY INSULINA O

Proteínas globulares: estas proteínas tienen una naturaleza más o menos esférica. Debido a su distribución de aminoácidos (hidrófobo en su interior e hidrófilo en su exterior) que son muy solubles en las soluciones acuosas. La mioglobina es un claro ejemplo de las proteínas globulares.

Proteínas de membrana: son proteínas que se encuentran en asociación con las membranas lipídicas. Esas proteínas de membrana que están embebidas en la bicapa lipídica, poseen grandes aminoácidos hidrófobos que interactúan con el entorno no polar de la bicapa interior. Las proteínas de membrana no son solubles en soluciones acuosas. Un ejemplo de proteína de membrana es la rodopsina. Se debe tener en cuenta que la rodopsina es una proteína integral de membrana y se encuentra incrustada en la bicapa. La membrana lipídica no se muestra en la estructura presentada.

Perspectiva humana:

Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob.

La enfermedad de Creutzfeldt-Jakob pertenece a un grupo de enfermedades llamadas encefalopatías espongiformes transmisibles dentro de las cuales se encuentra el Kuru una extraña enfermedad que afecto a la población de Papúa en Nueva Guinea; no se conoce exactamente su origen, pero se cree que emergió con las prácticas de canibalismo en las dos primeras décadas del siglo XX. La enfermedad de Creutzfeldt-Jakob es una alteración rara y casi siempre letal que afecta el cerebro y ocasiona la pérdida de coordinación motora y demencia. El primer caso de esta enfermedad se presentó en 1974 cuando a un joven de 17 años se le realizó un trasplante de córnea y al que siguieron otros casos después del implante de electrodos e injertos de duramadre.

Med Int Mex 2007;23:34-46 David Blumenkron Caso enfermedad de creutzfeldt Recuperado de :

http://cmim.org/boletin/pdf2007/MedIntContenido01_08.pdf

Enfermedad de Alzheimer:

El Alzheimer es una enfermedad cerebral que causa problemas con la memoria, la forma de pensar y el carácter o la manera de comportarse. Esta enfermedad no es una forma normal del envejecimiento. El Alzheimer es la forma más común de la demencia. Demencia es un término general para describir la pérdida de memoria y de otras habilidades intelectuales y es tan severa que interfiere con la vida cotidiana del individuo. El Alzheimer representa del 60 al 80 por ciento de los casos de la demencia. La enfermedad de Alzheimer es una crisis que amenaza a la comunidad latina in los Estados Unidos pero que aún no es reconocida debidamente.

Enfermedad del Kuru

El kuru (temblar de miedo) es una enfermedad neurodegenerativa e infecciosa causada por un prion. La palabra kuru significa en lengua aborigen "temblor, con fiebre y frío", uno de los signos que manifiestan los afectados por dicha enfermedad. Fue inicialmente descrita a comienzos del siglo XX en Nueva Guinea, y comenzó a investigarse de manera científica en la década de los 50.  Tras las investigaciones de D. Carleton Gajdusek, se demostró que en realidad estaba causada por un prion (que no es estrictamente un agente infeccioso, aunque sí transmisible), transmitido por la ingestión de tejidos cerebrales de personas difuntas con la intención de adquirir la sabiduría durante los ritos funerarios.

¿Por qué es importante el tema que acabamos de analizar para la fisioterapia?

La importancia de las bases químicas de la vida es relativamente para que el cuerpo de conocimiento de esta profesión mientras crece y se fortalece, debe estar al día con los avances científicos y tecnológicos que surgen continuamente para incluirlos en el repertorio de recursos que usa para la investigación de problemas específicos de su saber. La Fisioterapia utiliza modalidades físicas que interactúan con los tejidos corporales y también tenemos que estar conscientes con el funcionamiento de las moléculas, ácidos etc. Por ello la biología molecular permite un mejor entendimiento de los efectos que las dichas modalidades generan en el tejido sobre el cual son aplicadas. Por tanto el objetivo de este artículo es reflexionar sobre la necesidades que el Fisioterapeuta se apropie del conocimiento en ésta área de las bases químicas, usarlo como herramienta para la solución de preguntas relevantes de su quehacer clínico y así contribuir de manera efectiva con la generación de nuevo conocimiento que promueva la práctica basada en la evidencia y fomente el crecimiento de la profesión.