Bioquímica: características y fundamentos celulares

Características Distintivas de los Organismos Vivos

• Los organismos vivos se caracterizan por un alto grado de complejidad química y organización microscópica.
• Tienen sistemas para extraer, transformar y utilizar energía de su entorno.
• Cada componente de un organismo tiene funciones definidas y una regulación de las interacciones entre ellos.
• Poseen mecanismos para detectar y responder a los cambios en su entorno.
• Los organismos vivos tienen la capacidad de autoreplicarse y autoensamblarse.
• Pueden cambiar con el tiempo a través de la evolución gradual.

¿Qué es la Bioquímica?

• La bioquímica describe, en términos moleculares, estructuras, mecanismos y procesos químicos compartidos por los organismos.
• Proporciona los principios que subyacen en la organización de las diversas formas de vida, es decir, la lógica molecular de la vida.

Fundamentos Celulares

• Las propiedades fundamentales son unidades estructurales básicas, tipos de macromoléculas, rutas de síntesis y el código génetico.
• Las células se diferencian en su clasificación.

La Célula

• La célula, en su esencia, se presenta como la unidad estructural y funcional fundamental de los organismos vivos.
• Las estructuras compartidas incluyen la membrana plasmática, lípidos, proteínas de membrana, enzimas y estructuras específicas.
• El citoplasma, compuesto por citosol, moléculas y macromoléculas, constituye un componente vital.
• El núcleo o nucleoide, donde reside el genoma que contiene genes transformados en ADN, cumple un rol esencial.

Dimensiones Celulares

• Existe un límite inferior en tamaño celular, dado por el número mínimo esencial de biomoléculas requeridas, como en Mycoplasma.
• Hay un límite superior, influido por la velocidad de difusión de moléculas disueltas en sistemas acuosos, ejemplificado por las células nerviosas.

Clasificación de Seres Vivos

• Los seres vivos se clasifican en bacterias, archaea y eukarya.
• Las bacterias incluyen proteobacteria, cianobacteria y flavobacteria, entre otras.
• Archaea incluye methanosarcina, methanobacterium, thermoproteus y thermococcus, entre otras.
• Eukarya incluye entamoebae, mohos de limo, animales, hongos, plantas, ciliados, flagelados y tricomonas, entre otros.

Subgrupos Distinguidos por sus Hábitas

• Los aeróbicos necesitan un sumistro de oxígeno.
• Los anaeróbicos crecen en auscencia de oxígeno, obteniendo energía al transferir electrones a nitrato, sulfato o CO2.
• Algunos pueden ser aerobios obligados o facultativos

Elementos de la Vida

• Hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y carbono componen el 99% de la masa de una célula.
• Los elementos traza son esenciales para la vida aunque representan una pequeña fracción del peso del ser humano.

Geometría de los Enlaces del Carbono

• Un átomo de carbono puede formar enlaces sencillos, dobles y triples.
• Los átomos de carbono unidos en macromoléculas forman cadenas lineales, ramificadas y cíclicas.

Estructura Tridimensional

• Los esteroisómeros tienen los mismos enlaces pero diferente configuración.
• La configuración es la distribución espacial de sus contituyentes, enlaces dobles y centros quirales.
• La estructura tridimensional es descrita por configuración y conformación

Estereoisómeros

• Los enantiómeros son imágenes espejo.
• Los diastereómeros se parecen en función de un espejo pero no son una imagen perfecta.

Transformación de Energía y Materia del Entorno

• En cualquier proceso físico o químico la cantidad de energía total del universo permanece constante aunque su forma puede variar.
• La entropía total del universo está en crecimiento constante

Acoplamiento Energético

• El acoplamiento energético describe el uso de una reacción para conseguir energía para otra reacción
• Ejemplo Glucosa + Pi -> Glucosa 6-Fosfato con ATP -> ADP + Pi

Keq y ΔG°

• Si Keq es mucho mayor que 1, entonces ΔG° es grande y negativa, lo que indica una reacción exergónica.
• Si Keq es mucho menor que 1, entonces ΔG° es grande y positiva, lo que indica una reacción endergónica.

Metabolismo

• El catabolismo implica degradación de macromoléculas a moléculas más simples, liberando energía.
• El anabolismo implica formación de macromoléculas a partir de moléculas simples, requiriendo energía.