Estructura tridimensional de las moléculas

Los enlaces covalentes y los grupos funcionales de las biomoleculas son importantes para la función, pero también importa la distribución de los atomos de la biomolecula en el espaco tridimensional. Los cmpjuestos decarbono pueden existir a menudo en dos o mas formas tridimensionales químicamente indistinguibles, de las cuales solo una es biológicamente activa. Toda la bioquímica es tridimensional.

Cada componente celular tiene luna estructura tridimensional característica que son el resultado de su esqueleto estructural y sus grupos funcionales sustituyentes. Los angulos y las distancias de enlace se representan mas adecuadamente mediante modelos de bolas y varillas.

La conformación de las molecuals es de vital importancia para las interacciones , por ej, en la unión de un sustrato al centro catalítico de una enzima, las moléculas deben encajar para poder culmplir su función biológica. El estudio de la estrucutra tridimensional de biomoleculas mediante métodos fisiocs precisos es una parte importantes de la moderna investigaci{on sobre estrucutra celular y función bioquímica. Se usa cristalografía de rayos X. Si uncompuesto puede ser cristalizado, la difracci{ond e los rayos X pro el cirstal puede usarse para determinar las posiciones relativas de cada uno de los atomos de la molecula con gran precidison. Mediante este método se dedujo la mayoría de las estructuras de las biomoleculas.Se complementa con técnicas de espectroscopia de resonancia magnética y proporciona información de biomoilecuals en disolución.

La mayoría de las biomoleculas son asimétricas

Las variaciones en la estructura tridimensional se describen en términos de ocnfiguracion y conformación. La configuración se refiere a la disposición espaical que ina molecula organica adpota como resutldo de la presencia de enlaces doble arededor de los cuales no existe libertad de rotación , o centros quirales alrededor de los cuales los grupos sustituyentes se disponen según una secuencia especifica

Cuando cuatro atomos diferentes se unen al carbono se dice que es asimétrico . Puede tener dos formas isomericas y se los denomina estereoisomeros cn diferentes configuraciones espaciales. Un tipo especial de estereoisomeros sonlos eantiomeros que indica que cada molecula es imagen especular de la otra . Los dos enantiomeros tienen idénticas propiedades químicas pero difieren en una propiedad física que rotar el plano de la luz polarizada. Una disolcuion de un enantiomereo rota el plano de la luz polarizada a la derecha y el otro a la izquierda. Los ocmpuestos que no poseen atomos de carbono asimétrico no pueden rotar el plano de la luyz polarizada. Estas son las formas levógira y dextrógira.

Los atomos de carbono asimétrico se dan en forma diesra hy siniestra por lo que se les denmikna compuestos quirales .De manera parecida el atomo central se denomina quiral. Todos excepto uno de los 20 minoaciods tienen carbonos quirales (excepto glicina).

La configuraci{on se refiere a la disposición espacial que una molecual organica adpota como eresultado de lapresencia de enlaces dobles sin libertad de rotaci{on y cedntros qirales alrededor de los cuales los grupos sustituyentes se disponen según una secuencia especifica. Losa isómeros configuraiconesles no pueden interconvertirse sin romper uno de sus enlaces

Por ej, el acido maleico en las plantas tiene un isómero que es el acido fumarico que es un intermediario metabolico en glúcidos . Estos son isómeros cis-trans, q ue tienen a sus sustituyentes dispuestos diferente en derredor de los enlaces dobles.

El termino conformaci{on refiere a disposición espacial de gurpos sustituyentes que tieen libertad para asumir diferentes posiciones enel espacio sin necesidad de romper enlaces, greacias a lalibertad de rotaci{on de los mismos. Ej, el etano tienen libertad de rotación alrededor del enlace carbono-carbono, y de ahí la posibilidad de muhcas conformaciones (extendida y eclipsada) Nos se las aisal por separado pues se hallan en equilibrio y son interconvertibles.si reemplazo uno mas aotmos d ehidrogeno por grupos funcionales volumnosos o cargados eléctricamente , se restringe la libertad de rotaci{on.

Las interacciones entre biomoleculas son estereoespecificas.

Muchas molecuals tienen carbonos asimétricos. Las oleculas quirales de los organismos vivios generalmente se presentan en una de sus formas.

Por ejemplo los aminoácidos esta presentes en las proteínas en sus formas L. La glucosa solo como forma D. En cambio, cuando un compuesto se sintetiza químicamente en laboratorio las reacciones dan lugar a formas quirales posibles, que onstituyen una mezcal equimolar incapaz de rotar