FLA

Unidad de composición de los seres vivos

Introducción a la Bioquímica

FLA

Bioelementos

• Elementos químicos más abundantes en los seres vivos

• Son solo algunos de los elementos presentes en la naturaleza– Primarios: presentes en todos los organismos,

prácticamente en todos los compuestos• Fundamentales: C, H, O y N• Además P y S

– Secundarios: imprescindibles para la mayoría de los seres vivos

• Cl, Fe, Ca, Na, K y Mg– Oligoelementos: presentes en pequeña proporción

FLA

Los bioelementos en la tabla periódica

• Casi todos de número atómico bajo• Todos los primarios son de carácter no metálico• Los metálicos están muy próximos entre sí

FLA

Abundancia relativa de los elementos químicos

FLA

Abundancia de los bioelementos

• Diferente frecuencia en los seres vivos y su entorno

• Los seres vivos “seleccionan” sus componentes según sus necesidades

FLA

Enlace químico

• Unión de dos átomos que da lugar a la formación de un conjunto estable, llamado molécula– Acumulan energía química

• Necesitan energía para formarse• Liberan energía cuando se rompen

• Tipos:– Covalente: entre átomos no metálicos

• Los átomos comparten electrones• Elevada energía de enlace, muy estable

– Iónico: une átomos metálicos con no metálicos• Un átomo cede electrones a otro• Los iones se separan fácilmente en ciertas

circunstancias

FLA

FLA

FLA

Enlaces covalentes en compuestos orgánicos

• Sencillo– Se comparte un par de electrones– Apolar: los electrones se disponen

simétricamente respecto a los átomos– Polar: los electrones se asocian más a

uno de los átomos• La molécula tiene propiedades

polares (carga parcial)

• Doble– Se comparten dos pares de electrones– Es rígido

• Triple– Se comparten tres pares de electrones

FLA

FLA

Fuerzas intermoleculares

• Se establecen entre diferentes moléculas• Son de intensidad mucho más baja que los

enlaces intramoleculares– Puentes de hidrógeno– Fuerzas de Van der Waals– Interacciones hidrofóbicas

0

20

40

60

80

100

Covalente Iónico Puente dehidrógeno

Van derWaals

Energía de enlace (Kcal/mol)

Energía de enlace(Kcal/mol)

FLA

FLA

FLA

FLA

Aspectos energéticos en Bioquímica

FLA

Enlaces e intercambio de energía

• La formación o rotura de enlaces supone intercambio de energía en cada reacción

• La energía liberada en una reacción puede ser aprovechada para permitir que ocurra otra– Acoplamiento entre reacciones– La energía liberada debe ser mayor que la necesaria

para que ocurra la otra reacción

• Cada tipo de enlace acumula una cantidad de energía característica– En los seres vivos se utilizan los enlaces entre grupo

fosfato para acumular y liberar energía– Aunque la rotura de otros enlaces proporciona

energía, la célula usa esa energía para formar enlaces entre grupos fosfato

FLA

A modo de resumen…

• Algunas moléculas tienen varios grupos fosfato unidos entre sí– Pueden unir alguno más, acumulando energía,

o perder alguno, cediendo energía a otras reacciones

– Se usan como “moneda” de intercambio energético

– ATP (Adenosina tri fosfato)

FLA

Oxidación y reducción

• Las reacciones de oxidación reducción consisten en la transferencia de electrones entre sustancias químicas– Los compuestos reductores son capaces de

ceder electrones a otras sustancias– Los compuestos oxidantes son capaces de

arrebatar electrones de otras sustancias

• En los seres vivos, las transferencias de electrones van acompañadas de transferencia de protones (H+)– En los seres vivos, las sustancias reducidas se

reconocen porque tienen muchos átomos de hidrógeno

FLA

Reacciones redox en seres vivos

• Las reacciones de oxidación reducción son imprescindibles para el funcionamiento de los organismos

• El ambiente que rodea a los organismos es muy oxidante, lo que hace difícil mantener productos reducidos

• Sin embargo la mayor parte de los compuestos orgánicos se encuentran en este estado

• Es fundamental para los organismos crear y conservar moléculas capaces de reducir otras sustancias

FLA

A modo de resumen…

• Algunas moléculas son capaces de ceder protones (y electrones) a otras moléculas– En esta reacción el otro compuesto se reduce– Normalmente, los electrones (y protones) van

por parejas– Estas moléculas se usan en la célula como

fuentes de poder reductor

– NADH+H+, NADPH+H+, FADH2