Bioquímica: Metabolismo, Catabolismo y Anabolismo

Bioquímica

• Ciencia experimental interdisciplinaria que combina química y biología.
• Estudia la composición de los seres vivos y los procesos químicos que ocurren en ellos.
• Permite llevar a cabo funciones biológicas.

Estudio de la Bioquímica

• Se centra en el estudio de las biomoléculas: proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos.
• Analiza las reacciones químicas que sufren estos compuestos, conocidas como metabolismo, para obtener energía (catabolismo) y generar biomoléculas (anabolismo).

Metabolismo

• Conjunto de procesos químicos y biológicos que ocurren en las células y organismos para obtener energía

Catabolismo

• Descomposición de moléculas complejas como carbohidratos, grasas y proteínas en sustancias más simples.
• Libera energía almacenada en forma de ATP (adenosín trifosfato).
• Por ejemplo, la digestión de alimentos.

Anabolismo

• Síntesis de moléculas complejas a partir de sustancias simples.
• Consume energía para construir estructuras celulares como proteínas, lípidos y ADN.
• Un ejemplo es la formación de músculo o el almacenamiento de glucógeno.

Composición del Cuerpo Humano

• Más del 99% del cuerpo humano se compone de seis elementos: oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, calcio y fósforo.
• El cuerpo humano está compuesto por 60% agua, 15% proteínas, 15% lípidos, 2% carbohidratos y 8% minerales.

Técnicas Bioquímicas

• La bioquímica se combina con otras técnicas utilizadas en el laboratorio, como:
  • Centrifugación: separa líquidos de sólidos o líquidos de otros líquidos.
  • Espectrofotometría: mide la cantidad de luz que absorbe una sustancia química.
  • Fraccionamiento celular: separa componentes o estructuras de la célula, como orgánulos, membranas, proteínas o ácidos nucleicos.

Áreas de Aplicación de la Bioquímica

• Medicina: base de la biomedicina.
• Biomedicina: papel protagónico en el desarrollo de terapias personalizadas.
• Ecología: aplicaciones en el campo de la biorremediación para revertir o mitigar daños a ecosistemas a través de procesos biológico-tecnológicos, evitando la extinción de especies y el cambio climático.
• Genética molecular e ingeniería genética: se enfoca en el ADN y ARN para estudiar los genes y herencias.

Agua

• Conocida como el disolvente universal, ya que participa en todas las reacciones químicas.
• La molécula del agua es inorgánica ya que no posee carbono, las moléculas que poseen carbono suelen ser orgánicas.

Atracción Electrostática

• Fuerza de interacción entre partículas con cargas opuestas, es decir, entre una carga positiva y una carga negativa.

Puente de Hidrógeno

• Tipo de enlace no covalente que ocurre entre un átomo de hidrógeno covalentemente unido a un átomo electronegativo como oxígeno, nitrógeno o flúor.

Cohesión Hídrica

• Propiedad del agua que se refiere a la atracción entre las moléculas de agua debido a los enlaces de hidrógeno.

Propiedades Fisicoquímicas del Agua

• Calor específico: cantidad calorífica necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de sustancia a 1°C.
• Tensión superficial: fuerza de atracción que se manifiesta en la superficie de un líquido, debido a la atracción que sufren las moléculas.
• Calor de fusión: cantidad de energía que necesita quitar la molécula del agua para poderla llevar a estado líquido hacia el estado sólido, esto genera 80 calorías.
• Constante dieléctrica: propiedad de los disolventes de separar iones de cargas opuestas; el agua tiene uno de los valores de constantes dieléctricas más elevado.
• Fuerza de adhesión: capacidad de mojarlo y su fuerza adhesiva hacen que el agua suba por el capilar debido a la tensión superficial y viscosidad.
• Calor de vaporización: energía gastada en la evaporación de 1 mol es igual a 540 calorías de energía cinética que requiere las moléculas en el estado líquido para vencer su mutua atracción.
• Densidad: el agua líquida es más densa que el hielo a presión y temperatura estándar; existe un volumen después del congelamiento lo que ocasiona que el hielo flote.

PH

• Medida de acidez o alcalinidad presentes en una solución o sustancia.
• Sus siglas significan: potencial de hidrógeno o potencial de hidrogeniones.
• Indica: la cantidad de iones de hidrógeno.
  • 1 hidrógeno equivale a un ácido.
  • 1 oxígeno y 1 hidrógeno equivalen a una base.
• La escala normal del PH es de 0 a 14:
  • 0 a 3: muy ácidos
  • 4 a 6: ácidos
  • 7: neutro
  • 8 a 10: base
  • 11 a 14: base fuerte (mayor basicidad)
  • Ejemplos:
    • Líquidos muy ácidos: pila, jugos gástricos, limón y vinagre
    • Líquidos ácidos: jitomate, café y leche
    • Líquidos neutros: agua o sangre
    • Líquidos base: huevo, bicarbonato y leche de magnesia
    • Líquidos muy base: amoniaco, jabón, cloro y detergente
• Se mide con el PH metro o potenciómetro, y con el papel indicador o tornasol.

Ácido Débil

• Aquel que en solución acuosa tiene poca capacidad de disociación en hidrógeno.
  • Base vs. Ácido = quedan IGUAL.
  • Mayor basicidad vs. Ácido = Base.
  • Mayor acidez vs. Base = Ácido.

Autoionización del Agua

• Cuando la molécula del agua se separa dando origen a un protón y a un hidróxido.
  • Un protón es un ácido (hidrógeno H).
  • Un hidróxido es una base (hidrógeno y oxígeno OH).
• El PH mide la cantidad de protones.

Fórmulas

• pH = -log [H+]
• POH = -log [OH-]
• PH + POH = 14

Molaridad

• M = número de moles / litros de solución

Explora la bioquímica, una ciencia que combina química y biología para estudiar la composición de los seres vivos y los procesos químicos que ocurren en ellos. Aprende sobre el metabolismo, incluyendo el catabolismo (descomposición) y el anabolismo (síntesis) de biomoléculas, y cómo estos procesos generan energía y construyen estructuras.