Nivel molecular.

Q.F.B. UNIVERSIDAD AUTONOMA DE YUCATAN

El valor de la persona.

Introducción : Desde finales del siglo XVIII hasta nuestros días, muchos investigadores han

contribuido desde distintos puntos de vista y enfoques experimentales al nacimiento, desarrollo y expansión de la bioquímica, y a la explosión de la biología molecular.

Bioquímica: Parte de la química que estudia la composición y las transformaciones químicas

de los seres vivos.

El objetivo fundamental de la bioquímica consiste actualmente en estudiar la estructura, la organización y las funciones de los seres vivos desde el punto de vista molecular.

BIOQUIMMICA

ESTRUCTURAL

METABOLICA

O METABOLISMO

MOLECULAR

O

GENETICA

Bioquímica estructural: Estudia la composición, conformación, configuración y estructura de

las moléculas de la materia viva, relacionándolas con su función biológica.

Bioquímica metabólica o metabolismo: Estudia las transformaciones, funciones y reacciones químicas que

sufren o llevan a cabo las moléculas de la materia viva, así como los

mecanismos de regulación de esas transformaciones.

Bioquímica molecular o genética molecular: Estudia la química de los procesos y las estructuras de las moléculas

implicadas en el almacenamiento, la transmisión y la expresión genética, así como los mecanismos que los regulan.

Uno de los atributos que caracterizan a la materia viva, es decir a la vida, es la capacidad de constante renovación de una estructura muy bien ordenada .

Otro de los atributos fundamentales de la materia viva es su capacidad de autorreproduccion. La información que describe la estructura de un organismo se transfiere de una generación a la siguiente y de esta forma, la vida puede perpetuarse.

En estos procesos del desarrollo del argumento del desarrollo de la vida los actores básicos son los átomos y las moléculas que forman parte de los seres vivos y constituyen los denominados “bioelementos y

biomoléculas”

Bioelementos: En la composición de los seres vivos aparecen una veintena

de elementos químicos que son esenciales para el desarrollo de la vida también reciben el nombre de elementos piogénicos o biogenésicos.

Se pueden clasificar, según su abundancia en tres grandes grupos:

Bioelementos

Primarios

SecundariosOligoelementos

o elementos traza

Bioelementos primarios: H, O, C, N son los mas abundantes. Representan un 99.3% del total de átomos

del cuerpo humano. Con diferencia, el H es el mas importante, junto con el O2, ya que ambos forman parte de la biomolecula mas grande de los organismos, el agua.

Bioelementos secundarios:

Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg, Fe, constituyen prácticamente el 0.7% del total de átomos del cuerpo humano.

Oligoelementos o elementos traza: Mn, I, Cu, Co, Cr, Zn, F, Mo, Se, y otros. Aunque

aparecen solo en trazas o en cantidades ínfimas, su presencia es esencial para el correcto funcionamiento del organismo. Su ausencia determina la aparición de enfermedades carenciales o síntomas de déficit.

Otro criterio de clasificación de los bioelementos es la función que desempeñan en el organismo. Así , se pueden establecer diferentes grupos con distintas funciones :

1. Plástica o estructural: H,O,C,N, P, S. Colaboran en el manteniento de la estructura del organismo.

2. Esquelética: Ca, Mg, P, F, Si. Confieren rigidez.

3. Energética: C, O, H, P. Forman parte de las moléculas energéticas.

3.- Cataliticas: Fe, Mn, I, Cu, Co, Zn, Mo, Se. Forman parte de las enzimas, que catalizan reacciones y procesos bioquimicos.

4.- Osmotica y electrolitica: Na+, K+, Cl -, principalmente. Mantienen y regulan los fenomenos osmoticos y de potencial quimico y electronico.

Del pequeño tamaño del H, O, C, N, y de su estructura electrónica, se pueden deducir las siguientes posibilidades :

1.- La facilidad de formar enlaces covalentes entre ellos, compartiendo electrones.

2.- La disponibilidad de los átomos de carbono para la formación de esqueletos carbonados tridimensionales.

3.- El que se favorezca la multiplicidad de enlaces (dobles y triples) entre algunos de estos átomos así como la formación de enlaces que facilitan a su vez la formación de estructuras lineales ramificadas, cíclicas, heterocíclicas, etc.

4.- El hecho de que con muy pocos elementos se puede dar lugar a una gran variedad de grupos funcionales, que confieren propiedades características a las diferentes biomoléculas.

Biomoléculas: Atendiendo su naturaleza química, las biomoléculas se

pueden clasificar en dos grandes grupos:

1.- Biomoléculas inorgánicas: Agua ( la biomoléculamas abundante), gases (oxigeno, dióxido de carbono), sales inorgánicas (aniones, como fosfato y bicarbonato, y cationes como el amonio).

2.- Biomoleculas Orgánicas: Glúcidos ( como glucosa o glucógeno), lípidos ( triglicéridos o colesterol), proteínas (como la hemoglobina o enzimas), ácidos nucleicos ( ADN Y ARN), metabolitos( ácido pirúbico o acido láctico), etc.

Las biomoléculas de los seres vivos se caracterizan por poseer siempre una función cuya naturaleza puede ser diversa: Estructural, catalítica, de transporte, de defensa, señalizador, de almacenamiento energético, entre otras. Su gran diversidad interespeciese puede lograr a partir de unas pocas unidades estructurales elementales diferentes, veinte aminoácidos en las proteínas y cinco nucleotidos en los ácidos nucleidos.

Enlaces químicos en las biomoléculas: Las fuerzas que mantienen unidos a los átomos para

constituir las biomoléculas reciben el nombre de enlaces químicos.

Los dos tipos de enlaces químicos utilizados son: el enlace iónico o electrovalente y el enlace covalente.

Enlace ionico o electrovalente: Se establece entre atomos que seden o aceptan electrones en sus orbitales perifericos para alcanzar el estado de mayor estabilidad electronico. Ello determina que los atomosimplicados se conviertan en iones de signo contrario por lo que sufren entre si una atraccion mutua de naturaleza electrostatica, ejemplo:

NaCl:

Enlace covalente: se establece entre átomos que comparten electrones de sus orbitales periféricos para alcanzar el estado de mayor estabilidad electrónica. Este tipo de enlace es el mas frecuente en las biomoléculas y es mas fuerte y resistente que el enlace iónico.

El hidrogeno es capaz de establecer un enlace covalente.

El oxigeno puede formar dos.

El nitrógeno puede formar tres.

El carbono puede formar cuatro.

Grupos funcionales: Los átomos de carbono se enlazan entre si por enlace

covalente, originando cadenas lineales, ramificadas o estructuras circulares. En ellas, los átomos de carbono también establecen enlaces covalentes sencillos con átomos de hidrogeno. A estas moléculas se les conoce con el nombre genérico de hidrocarburos, a estas estructuras carbonadas se les puede añadir otros átomos o grupos de átomos que les confieren propiedades químicas especificas y que reciben el nombre de grupos funcionales.