Tema 1 : Bioquímica y características de la materia viva
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Questions and Answers

¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor la bioquímica?

  • Es la ciencia que analiza únicamente las reacciones químicas en las células.
  • Es la ciencia que solo se ocupa de la genética.
  • Es la ciencia que estudia la base molecular de la vida. (correct)
  • Es la ciencia que estudia los organismos multicelulares.

    • ¿Qué elementos químicos constituyen aproximadamente el 98-99% de la materia viva?

  • Fe, Cu, Mn y Zn
  • H, O, N y C (correct)
  • C, Na, Cl y K
  • F, Ne, Ar y Kr

    • ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los bioelementos secundarios es correcta?

  • Son exclusivamente oxígeno y carbono.
  • No tienen función en los organismos vivos.
  • Están presentes en muy poca cantidad, entre 0.05% y 1%. (correct)
  • Son abundantes y constituyen el 99% de la masa de los organismos.

    • ¿Qué caracteriza a las células eucariotas en comparación con las procariotas?

    <p>Poseen envolturas nucleares.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes no es una característica de los seres vivos mencionada?

    <p>Incapacidad de interactuar con su entorno.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el principal objetivo de la bioquímica?

    <p>Entender los procesos de generación y mantenimiento de la vida.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué función tienen los oligoelementos en los organismos vivos?

    <p>Son cofactors de enzimas esenciales.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué afirma la bioquímica sobre la vida?

    <p>Se rige por las mismas leyes físicas y químicas que regulan el universo.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes no es un fundamento para entender la bioquímica?

    <p>Fundamentos económicos</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de célula se caracteriza por no tener envolturas nucleares?

    <p>Células procariotas.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el papel del hidrógeno en las biomoléculas orgánicas?

    <p>Es el componente básico de la mayoría de las moléculas orgánicas.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué caracteriza a los polímeros biológicos?

    <p>Derivan de la polimerización de biomoléculas orgánicas.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de enlace une fuertemente los átomos en las biomoléculas?

    <p>Enlace covalente.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuáles son los componentes de los ácidos nucleicos?

    <p>Nucleótidos.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se definen los estereoisómeros?

    <p>Difieren en la disposición espacial de sus átomos.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de enlace no covalente estabiliza las moléculas mediante interacciones débiles?

    <p>Puentes de hidrógeno.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué indica una constante de equilibrio (K_eq) alta en una reacción química?

    <p>La mayoría de los reactivos han pasado a productos.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es uno de los roles del oxígeno en los organismos aeróbicos?

    <p>Participa en reacciones de oxidación para proporcionar energía.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la unidad básica de los polisacáridos?

    <p>Monosacáridos.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los enzimas es correcta?

    <p>Los enzimas son específicos para cada tipo de reacción.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de reacciones son caracterizadas como endergónicas?

    <p>Reacciones que requieren un aporte de energía.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es la isomería óptica?

    <p>Es la propiedad de las moléculas de desviar la luz polarizada.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuáles son las condiciones del agua a 100 ºC?

    <p>Aguas gaseosas.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué determina la energía libre de Gibbs en una reacción?

    <p>La temperatura y la entropía del sistema.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué efecto tiene la polaridad del agua en su capacidad como disolvente?

    <p>Facilita la disolución de sustancias polares.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de solución es isoosmótica?

    <p>Posee una misma concentración que el medio celular.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es la ósmosis?

    <p>La difusión de agua a través de una membrana semipermeable.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se relaciona el catabolismo con el anabolismo en el metabolismo?

    <p>El catabolismo aporta energía necesaria para el anabolismo.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de estas afirmaciones sobre la teoría de la sopa primordial es correcta?

    <p>Los relámpagos desencadenaban la síntesis de compuestos orgánicos.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué representan los puentes de hidrógeno en el agua?

    <p>Interacciones muy débiles entre moléculas de agua.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la característica principal de los fluidos intersticiales en relación con el citoplasma de la célula?

    <p>Tienen la misma osmolaridad.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la fórmula correcta para calcular el pH de una solución?

    <p>pH = -log[H+]</p> Signup and view all the answers

    En una solución con un pH de 4, ¿cómo se comparan las concentraciones de [H+] y [OH-]?

    <p>[H+] es mayor que [OH-].</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el pH del agua pura a 25ºC?

    <p>7</p> Signup and view all the answers

    Si el pH de una solución es 8, ¿cuál es el valor del pOH?

    <p>6</p> Signup and view all the answers

    En el contexto de la escala de pH, ¿qué representa un pH menor de 7?

    <p>Una solución ácida.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué compuesto ayuda a mantener la osmolaridad en los fluidos intersticiales?

    <p>Albumina.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se clasifica una solución donde [H+] es mayor que [OH-]?

    <p>Ácida.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la relación entre [H+] y [OH-] en una solución básica?

    <p>[H+] &lt; [OH-]</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es el pOH de una solución cuyo pH es 6?

    <p>8</p> Signup and view all the answers

    Quin d'aquests enllaços no és considerat covalent?

    <p>Enllaç iònic</p> Signup and view all the answers

    Quina de les següents afirmacions és certa sobre les proteïnes?

    <p>Contenen 20 aminoàcids diferents.</p> Signup and view all the answers

    Quin tipus de reaccions alliberen energia lliure?

    <p>Reaccions exergòniques</p> Signup and view all the answers

    Quina és la funció principal dels bioelements secundaris en els organismes vius?

    <p>Són necessaris en petites quantitats per a diverses funcions biològiques.</p> Signup and view all the answers

    Com es defineix l'energia lliure de Gibbs?

    <p>L'energia que es requereix per generar un canvi en el sistema.</p> Signup and view all the answers

    Com poden influir els grups funcionals en les biomòlècules orgàniques?

    <p>Determinen les interaccions entre molècules.</p> Signup and view all the answers

    Quin paper té el carboni en la química de la vida?

    <p>És la base d'una gran varietat de compostos orgànics.</p> Signup and view all the answers

    Quins d'aquests compostos no es consideren macromolécules?

    <p>Lípids</p> Signup and view all the answers

    Quina és la principal funció dels enzims?

    <p>Catalitzar reaccions químiques.</p> Signup and view all the answers

    Quins tipus de cèl·lules es caracteritzen per tenir envoltures nuclears?

    <p>Cèl·lules eucariotes.</p> Signup and view all the answers

    Quina afirmació és certa sobre els estereoisomers?

    <p>Són dues imatges especulars que desvien la llum polaritzada.</p> Signup and view all the answers

    Què son els oligoelements i per què són importants?

    <p>Elements presents en petites quantitats però essencials per la vida.</p> Signup and view all the answers

    Quin dels següents és un bioelement primari?

    <p>Carboni.</p> Signup and view all the answers

    Quin és el paper de l'aigua en les reaccions químiques?

    <p>Participa activament en les reaccions químiques.</p> Signup and view all the answers

    Quina afirmació sobre la mutagènesi és correcta?

    <p>Pot generar variacions en la seqüència d'ADN.</p> Signup and view all the answers

    Com s'organitzen les biomòlècules en els éssers vius?

    <p>En estructures complexes amb subunitats específiques.</p> Signup and view all the answers

    Quina és la interacció principal que uneix àtoms en les biomòlècules?

    <p>Enllaços covalents.</p> Signup and view all the answers

    Quina descripció s'ajusta millor a la funció del nitrogen en els éssers vius?

    <p>Compondre aminoàcids que formen proteïnes.</p> Signup and view all the answers

    Quin dels següents processos és essencial per a la vida segons la bioquímica?

    <p>Auto replicació.</p> Signup and view all the answers

    Quin és l'estat físic de l'aigua a temperatures superiors a 100 ºC?

    <p>Gaseosa</p> Signup and view all the answers

    Quina afirmació descriu correctament el pH d'una solució neutra?

    <p>[H+] = [OH-]</p> Signup and view all the answers

    Quina és la característica principal de les solucions hipertonices?

    <p>Concentració major que la del citosol</p> Signup and view all the answers

    Com es calcula el pH d'una dissolució?

    <p>pH = -log[H+]</p> Signup and view all the answers

    Quina és la situació correcta dels ions d'hidroxil i protons en aigua pura?

    <p>[H+] = [OH-]</p> Signup and view all the answers

    Quina afirmació és correcta sobre les solucions amfipàtiques?

    <p>Són solubles en aigua i en dissolvents orgànics</p> Signup and view all the answers

    Què passa amb els ponts d'hidrogen en l'aigua en estat líquid?

    <p>Es formen i es trenquen de manera contínua</p> Signup and view all the answers

    Quina és la relació entre pH i pOH en una dissolució?

    <p>pH + pOH = 14</p> Signup and view all the answers

    Quines molècules són considerades hidrofíliques?

    <p>Molècules polars</p> Signup and view all the answers

    Quina és la funció de la pressió osmòtica en una cèl·lula?

    <p>Contrarresta el flux d'aigua</p> Signup and view all the answers

    Quina afirmació sobre els àcids nucleics és certa?

    <p>Emmagatzemen la informació genètica.</p> Signup and view all the answers

    Quina és la característica dels enzims en relació amb l'energia d'activació?

    <p>Redueixen l'energia d'activació.</p> Signup and view all the answers

    Quina descripció de les reaccions endergòniques és correcta?

    <p>Requereixen energia lliure per procedir.</p> Signup and view all the answers

    Quin factor influeix en la variació d'energia de Gibbs en una reacció química?

    <p>L'entalpia, la temperatura i l'entropia.</p> Signup and view all the answers

    Quin és el rol dels lípids en les cèl·lules?

    <p>Aportar energia d'emmagatzematge.</p> Signup and view all the answers

    Quina definició correcta s'aplica als diastereoisòmers?

    <p>Tenen la mateixa fórmula química però diferents configuracions espacials.</p> Signup and view all the answers

    Quin tipus d'enllaç crea una associació feble entre un àtom d'hidrogen i un àtom electronegatiu?

    <p>Enllaç d'hidrogen.</p> Signup and view all the answers

    Quin aspecte defineix les propietats de l'aigua com a dissolvent?

    <p>La seva polaritat.</p> Signup and view all the answers

    Quina és la importància de la mutagènesi en l'evolució dels organismes?

    <p>Genera variacions en la seqüència de ADN que poden promoure l'adaptació.</p> Signup and view all the answers

    Quina és la característica específica del carboni que el converteix en la base de la química de la vida?

    <p>La seva versatilitat per formar enllaços amb altres elements.</p> Signup and view all the answers

    Quina afirmació sobre els bioelements secundaris és correcta?

    <p>Són essencials però en menor quantitat que els bioelements primaris.</p> Signup and view all the answers

    Quins són els oligoelements i quin és el seu paper en els organismes vius?

    <p>Són elements presents en petites quantitats i actuen com a cofactors d'enzims.</p> Signup and view all the answers

    Quina és la funció principal dels àtoms d'oxigen en el metabolisme dels organismes aerobis?

    <p>Intervenen en les reaccions de oxidació que generen energia.</p> Signup and view all the answers

    Quina funció té el citosol en la cèl·lula?

    <p>Sirveix com a medi per a la reacció química i organització del citoesquelet.</p> Signup and view all the answers

    Quina característica diferencia les cèl·lules procariotes de les eucariotes?

    <p>Les eucariotes contenen organoides com a mitocondris.</p> Signup and view all the answers

    Quins són els components bàsics dels aminoàcids i per què són importants?

    <p>Molecules que contenen carboni, oxigen, nitrogen i que són fonamentals per a la vida.</p> Signup and view all the answers

    Com s'organitza la química del carboni dins les biomòlècules?

    <p>Mitjançant enllaços covalents amb una gran diversitat estructural.</p> Signup and view all the answers

    Quin és el paper de les biomòlècules polifuncionals?

    <p>Proporcionen funcions variades i essencials a les cèl·lules.</p> Signup and view all the answers

    Quines són les característiques del pH d'una solució àcida?

    <p>[H+] &gt; [OH-], pH &lt; 7</p> Signup and view all the answers

    Quina de les següents afirmacions sobre l'òsmosi és correcta?

    <p>L'òsmosi ocorre en solucions hipertonices.</p> Signup and view all the answers

    Com es defineix el pH d'una dissolució amb una concentració de [H+] de 1 x 10^-5M?

    <p>pH = 5</p> Signup and view all the answers

    Quin estat físic de l'aigua ocupa menys espai i es manté per ponts d'hidrogen?

    <p>Aigua sòlida</p> Signup and view all the answers

    Quina és la relació entre el pH i el pOH en una solució aquosa?

    <p>pH + pOH = 14</p> Signup and view all the answers

    Quins compostos són considerats hidrofílics?

    <p>Sucre i sal</p> Signup and view all the answers

    Quina és la concentració d'ions [H+] en una solució amb un pH de 3?

    <p>1 x 10^-3M</p> Signup and view all the answers

    Quina és la característica de les solucions isotòniques?

    <p>Tenen la mateixa concentració que el citosol.</p> Signup and view all the answers

    Quina és la fórmula per calcular el pOH d'una solució?

    <p>pOH = 14 - pH</p> Signup and view all the answers

    Quin paper tenen els polisacàrids en la regulació de l'osmolaritat?

    <p>Ajuden a mantenir l'osmolaritat sense afectar la concentració.</p> Signup and view all the answers

    Quin element químic és el component principal de les biomòlècules més abundants?

    <p>El carboni</p> Signup and view all the answers

    Quinsengons funcionals poden influir en les propietats químiques d'una biomolècula?

    <p>Grups que modifiquen la reactivitat de la molècula</p> Signup and view all the answers

    Quina és la funció dels oligoelements en organismes vius?

    <p>Actuen com a cofactores d'enzims</p> Signup and view all the answers

    Quin rol té el nitrògen en els organismes vius?

    <p>És un component dels aminoàcids i àcids nucleics</p> Signup and view all the answers

    Com es defineix la capacitat del carboni per formar compostos diversos?

    <p>Versàtil i flexible</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Composición química de la materia viva

    • La bioquímica es la ciencia que estudia la base molecular de la vida.
    • Objetivos: conocer las moléculas de los seres vivos (biomoléculas), su estructura, interacción y cómo se llevan a cabo los procesos para generar, mantener y perpetuar la vida.

    Características de los seres vivos

    • Complejidad química y organización microscópica: cada estructura tiene sus propias subunidades, su conformación tridimensional e interactúa con moléculas específicas.
    • Sistemas de extracción, transformación y utilización de energía: permiten construir y mantener estructuras complejas y realizar trabajo mecánico, químico, osmótico y eléctrico.
    • Auto replicació y autoensamblaje: la bioquímica busca entender la lógica de la vida.

    La célula

    • Todas las células están formadas por células.
    • Eucariotas: células con envolturas nucleares.
    • Procariotas: células sin envolturas nucleares.
    • Citosol: se organiza con el citoesqueleto (filamentos de actina, filamentos intermedios y microtúbulos).

    Bioelementos

    • Los seres vivos están formados por 30 elementos químicos, principalmente: H, O, N y C (S y P).
    • Bioelementos primarios: C, H, O, N. Constituyen el 99% de la masa de los organismos.
    • Bioelementos secundarios: P, S, Ca, Cl, Mg, Na y K. Presentes en menor cantidad.
    • Oligoelementos: presentes en muy poca cantidad, pero indispensables para la vida (Co, Cu, Fe, Mn, Zn). Son cofactores de enzimas.
    • Elementos traza: presentes en cantidades aún menores y en algunos organismos (Al, As, B, Br, Cr, F, Ga, I, Mo, Ni, Se, Si, W, V).

    Química del C

    • La química de la vida está organizada alrededor del Carbono.
    • El C tiene gran capacidad de formar compuestos distintos.
    • Hidrógeno: componente básico de la mayoría de las moléculas orgánicas y de la biomolécula más abundante, el H2O.
    • Oxígeno: componente de varias moléculas biológicas, forma parte del H2O e interviene en las reacciones de oxidación que proporcionan energía a los organismos aerobios.
    • Nitrógeno: componente fundamental de los aminoácidos (constituyen las proteínas) y de las bases que forman los ácidos nucleicos.
    • Los átomos se unen con enlaces covalentes para formar moléculas.
    • La mayoría de las biomoléculas orgánicas son hidrocarburos polifuncionales.
    • Grupos funcionales: otorgan propiedades químicas específicas a la molécula.
    • La versatilidad de los enlaces del C lo convierte en la base de la vida.

    Polímeros y Macromoléculas

    • Las moléculas orgánicas se polimerizan para formar estructuras más complejas: polímeros biológicos o macromoléculas.
    • Macromoléculas: Ácidos Nucleicos, Proteínas, Polisacáridos.
    • Lípidos: no se consideran macromoléculas, pero forman estructuras complejas como la membrana celular.
    • Ácidos nucleicos: 8 nucleótidos, almacenan la información genética.
    • Proteínas: 20 aminoácidos, forman la estructura celular y actúan como enzimas.
    • Lípidos: formados por ácidos grasos, lípidos de membrana y reserva energética.
    • Glúcidos: formados por monosacàrids, funcionan como material energético y estructural.

    Enlaces

    • Enlace covalente: une los átomos que forman parte de las biomoléculas.
    • Enlaces covalentes no polares: se reparten uniformemente entre átomos con electronegatividad similar.
    • Enlaces covalentes polares: entre átomos con diferente electronegatividad (el átomo más electronegativo atrae con mayor fuerza los electrones).
    • Enlaces débiles: acciones no covalentes que estabilizan las estructuras moleculares e intervienen en las reacciones específicas entre las moléculas (ej.: puentes de hidrógeno, enlaces iónicos, fuerzas de Van der Waals e interacciones hidrofóbicas).
    • Puentes de hidrógeno: asociación débil entre un átomo electronegativo y un átomo de H unido a otro átomo.
    • Enlace iónico: entre moléculas orgánicas que presentan grupos con diferente carga iónica en su superficie.
    • Fuerzas de Van der Waals: fuerza de atracción entre dos moléculas al acercarse, debido a fluctuaciones momentáneas de la distribución de los electrones.
    • Interacción hidrofóbica: enlace débil generado por moléculas hidrófobas en un medio acuoso.

    Estructura tridimensional de las moléculas

    • Estereoisómeros: moléculas que tienen los mismos enlaces químicos pero una estereoquímica o configuración espacial de los átomos diferente.
    • Isómeros geométricos o isómeros cis-trans: se dan cuando hay dobles enlaces entre los C que permiten dos conformaciones: cis (mismo lado) y trans (lado opuesto).
    • Isomería óptica: un átomo de C con 4 sustituyentes diferentes se denomina centro quiral.
    • Enantiómeros: dos posibles conformaciones que desvían la luz polarizada en direcciones diferentes. Son imagen especular una de la otra.
    • Diastereómeros: todos los estereoisómeros que no son imagen especular y pueden tener propiedades químicas y físicas diferentes.
    • Estereoespecificidad: las interacciones biológicas entre moléculas son estereoespecíficas (forma tridimensional importante para la interacción).

    Fonaments físicos

    • Las células y los procesos de los seres vivos se encuentran en un estado estacionario u homeostasis: no se encuentra en equilibrio.
    • Sistema: conjunto de moléculas comprendidas en un espacio definido. El sistema y el entorno forman el universo.
    • Tipos de sistemas: cerrado, abierto y aislado.
    • Síntesis de macromoléculas: requiere energía. Los organismos sintetizan macromoléculas disminuyendo la entalpia del sistema.
    • Energía libre: energía que se requiere para generar un cambio en el sistema.
    • Energía libre de Gibbs (G) determina la variación de energía de una reacción. G depende de la entalpia (H), la temperatura del sistema y la entropía (S).
    • Reacciones endergónicas: reacciones que requieren energía libre (ΔG0 positivo).
    • Reacciones exergónicas: reacciones que liberan energía libre (ΔG0 negativo).
    • Acoplamiento de reacciones: energía liberada por reacciones exergónicas se utiliza para llevar a cabo reacciones endergónicas.

    Constante de equilibrio y Energía libre estándar de Gibbs

    • Constante de equilibrio (Keq): medida de la tendencia de una reacción química a alcanzar el equilibrio.
    • Keq elevado: la mayoría de los reactivos han pasado a producto.
    • Keq pequeño: la mayoría de los reactivos no han pasado a producto.
    • Energía libre estándar de Gibbs (ΔG0): calcula la variación de energía de una reacción cuando se encuentra en condiciones estándar.

    Enzimas

    • La mayoría de las reacciones ocurren a velocidades muy lentas.
    • Enzimas: catalizan las reacciones químicas de los organismos para que ocurran a velocidades compatibles con la vida.
    • Función de los enzimas: disminuir la energía de activación de las reacciones.
    • Metabolismo: conjunto de reacciones químicas que ocurren en un ser vivo.
    • Catabolismo: reacciones exergónicas que liberan energía.
    • Anabolismo: reacciones endergónicas que requieren energía.

    Fonaments Genètics

    • Los organismos tienen la capacidad de reproducirse de forma casi idéntica.
    • El ADN: es la molécula que contiene la información para generar un determinado organismo.

    Fonaments Evolutius

    • Mutagénesis: variación en la secuencia de ADN producida por errores en la replicación o por agentes mutágenos.
    • Adaptación: las mutaciones (la mayoría neutras) dan origen a nuevos variantes de proteínas que permiten la adaptación de los organismos al entorno.

    Origen de la vida

    • Teoría de la sopa primordial: atmósfera de la Tierra primitiva rica en metano y amoníaco, agua a alta temperatura debido a erupciones volcánicas, frecuentes tormentas con descargas eléctricas.

    Evolucion de la celula

    • Células eucariotas: se originan a partir de la invaginación de la membrana de células procariotas ancestrales.
    • Endosimbiosis: proceso por el cual un organismo vive dentro de otro. Las mitocondrias y cloroplastos se originan a partir de la endosimbiosis.

    El agua

    • Importancia del agua: la vida en la Tierra surgió en el medio acuático.
    • El agua es el componente mayoritario de los seres vivos (65-95%).
    • Las fuerzas de atracción y la débil tendencia a ionizarse son importantes para la función y estructura de las biomoléculas.
    • El agua participa activamente en las reacciones químicas.
    • Molécula polar: los electrones son atraídos al núcleo del átomo de oxígeno (más positivo), creando una zona con carga positiva y otra con carga negativa.
    • Puentes de hidrógeno: se forman entre las moléculas de agua debido a la polaridad.
    • pH: medida de la concentración de [H+] en una disolución acuosa.
    • Ácido: [H+] > [OH-], pH < 7
    • Neutro: [H+] = [OH-], pH = 7
    • Básico: [H+] < [OH-], pH > 7

    Estado físico del agua

    • Sólida (gel): con temperatura < 0ºC.
    • Líquida: con temperatura > 0 ºC y < 100 ºC.
    • Gaseosa (vapor de agua): con temperatura > de 100 ºC.

    Organización del agua

    • Sólida: molèculas d'aigua en una red tridimensional ordenada que ocupa mayor espacio, mantenida por 4 PH entre las moléculas de agua.
    • Líquida: las molècules forman y rompen PH de manera continua.
    • Gaseosa: los puentes de hidrógeno se forman y rompen muy rápidamente.

    Agua como disolvente

    • El agua es un disolvente polar.
    • Hidrofílicos (polares): solubles en agua. Ej: azúcar y sal.
    • Hidrofóbicos (apolares): insolubles en agua, solubles en disolventes orgánicos. Ej: ceras y lípidos.
    • Amfipáticos: solubles en agua y en disolventes orgánicos. Ej: ácidos grasos y fosfolípidos.

    Osmòsi

    • Òsmosi: difusión pasiva de agua a través de una membrana semipermeable, desde la solución menos concentrada a la más concentrada.
    • Presión osmòtica: presión necesaria para contrarrestar el flujo de agua.
    • Sol. isotónicas: igual concentración o osmolaridad.
    • Sol. hipertonicas: concentración mayor que la del citosol
    • Sol. hipotónicas: concentración menor que la del citosol.

    Osmòsi en los organismos

    • Las células: concentración más alta que el medio que las rodea.
    • Protozoos: vaquola contráctil que bombea agua hacia el exterior.
    • Células vegetales: pared celular, presión de turgor.
    • Fluidos intersticiales: misma osmolaridad que el citoplasma.
    • Proteínas: ayudan a mantener la osmolaridad.
    • Polisacàrids: almacenamiento de moléculas sin afectar la osmolaridad.

    Composición química de la materia viva

    • La bioquímica estudia la base molecular de la vida, centrándose en las biomoléculas, su estructura, interacción y cómo se llevan a cabo los procesos vitales.

    Características de los seres vivos

    • Los seres vivos son sistemas complejos con una organización microscópica precisa.
    • Cada estructura tiene subunidades, una conformación tridimensional única e interactúa con moléculas específicas.
    • Poseen sistemas de extracción, transformación y utilización de energía para construir y mantener estructuras complejas, así como para realizar trabajo mecánico, químico, osmótico y eléctrico.
    • Tienen la capacidad de auto replicarse y autoensamblarse.

    La célula

    • La célula es la unidad básica de los seres vivos.
    • Existen dos tipos: eucariotas (con envoltura nuclear) y procariotas (sin envoltura nuclear).
    • El citosol se organiza con el citoesqueleto, formado por filamentos de actina, filamentos intermedios y microtúbulos.

    Bioelementos

    • Los seres vivos están formados por 30 elementos químicos, siendo los más importantes: H, O, N y C.
    • Los bioelementos primarios (C, H, O, N) representan el 99% de la masa de los organismos.
    • Los bioelementos secundarios (P, S, Ca, Cl, Mg, Na y K) se encuentran en menor cantidad.
    • Los oligoelementos (Co, Cu, Fe, Mn, Zn) son esenciales para la vida, aunque se encuentren en muy pequeña cantidad. Actúan como cofactores de enzimas.
    • Los elementos traza (Al, As, B, Br, Cr, F, Ga, I, Mo, Ni, Se, Si, W, V) se encuentran en cantidades aún menores, y su presencia varía según el organismo.

    Química del C

    • La química de la vida se basa en el Carbono, el cual tiene una gran capacidad para formar compuestos distintos.
    • El Hidrógeno es un componente básico de las moléculas orgánicas y de la biomolécula más abundante, el H2O.
    • El Oxígeno forma parte de varias moléculas biológicas, del H2O e interviene en las reacciones de oxidación que proporcionan energía a los organismos aerobios.
    • El Nitrógeno es fundamental para los aminoácidos (constituyentes de las proteínas) y para las bases de los ácidos nucleicos.
    • Los átomos se unen mediante enlaces covalentes para formar moléculas.
    • La mayoría de las biomoléculas orgánicas son hidrocarburos polifuncionales con grupos funcionales que otorgan propiedades químicas específicas.

    Polímeros y Macromoléculas

    • Las moléculas orgánicas se polimerizan para formar estructuras más complejas: polímeros biológicos o macromoléculas.
    • Entre las macromoléculas encontramos los ácidos nucleicos, las proteínas y los polisacáridos.
    • Los lípidos no se consideran macromoléculas, pero forman estructuras complejas como la membrana celular.

    Ácidos nucleicos

    • Están formados por ocho nucleótidos y almacenan la información genética.

    Proteínas

    • Se componen de 20 aminoácidos y forman la estructura celular, actuando como enzimas.

    Lípidos

    • Están formados por ácidos grasos y desempeñan funciones de membrana y reserva energética.

    Glúcidos

    • Se componen de monosacáridos y se utilizan como material energético y estructural.

    Enlaces

    • Enlace covalente: une los átomos que forman parte de las biomoléculas.
    • Enlaces covalentes no polares: se reparten uniformemente entre átomos con electronegatividad similar.
    • Enlaces covalentes polares: se dan entre átomos con diferente electronegatividad, donde el átomo más electronegativo atrae con mayor fuerza los electrones.
    • Enlaces débiles: son acciones no covalentes que estabilizan las estructuras moleculares e intervienen en las reacciones específicas entre moléculas (ej.: puentes de hidrógeno, enlaces iónicos, fuerzas de Van der Waals e interacciones hidrofóbicas).
    • Puentes de hidrógeno: asociación débil entre un átomo electronegativo y un átomo de H unido a otro átomo.
    • Enlace iónico: se establece entre moléculas orgánicas con grupos con diferente carga iónica en su superficie.
    • Fuerzas de Van der Waals: fuerza de atracción entre dos moléculas al acercarse, debido a fluctuaciones momentáneas en la distribución de los electrones.
    • Interacción hidrofóbica: enlace débil generado por moléculas hidrófobas en un medio acuoso.

    Estructura tridimensional de las moléculas

    • Estereoisómeros: moléculas con los mismos enlaces químicos pero diferente estereoquímica o configuración espacial.
    • Isómeros geométricos o isómeros cis-trans: se dan cuando hay dobles enlaces entre los C, permitiendo dos conformaciones: cis (mismo lado) y trans (lado opuesto).
    • Isomería óptica: un átomo de C con 4 sustituyentes diferentes se considera un centro quiral.
    • Enantiómeros: dos posibles conformaciones que desvían la luz polarizada en diferentes direcciones. Son imagen especular la una de la otra.
    • Diastereómeros: todos los estereoisómeros que no son imagen especular y pueden tener propiedades químicas y físicas diferentes.
    • Estereoespecificidad: las interacciones biológicas entre moléculas son estereoespecíficas, es decir, la forma tridimensional es crucial para la interacción.

    Fundamentos físicos

    • Las células y los procesos de los seres vivos se encuentran en un estado estacionario u homeostasis: no se encuentran en equilibrio.
    • Un sistema es un conjunto de moléculas comprendidas en un espacio definido.
    • El sistema y el entorno forman el universo.
    • Tipos de sistemas: cerrado, abierto y aislado.
    • La síntesis de macromoléculas requiere energía.
    • Los organismos sintetizan macromoléculas disminuyendo la entalpia del sistema.
    • Energía libre: energía que se requiere para generar un cambio en el sistema.
    • Energía libre de Gibbs (G): determina la variación de energía de una reacción. G depende de la entalpia (H), la temperatura del sistema y la entropía (S).
    • Reacciones endergónicas: reacciones que requieren energía libre (ΔG0 positivo).
    • Reacciones exergónicas: reacciones que liberan energía libre (ΔG0 negativo).
    • Acoplamiento de reacciones: energía liberada por reacciones exergónicas se utilizada para llevar a cabo reacciones endergónicas.

    Constante de equilibrio y Energía libre estándar de Gibbs

    • Constante de equilibrio (Keq): medida de la tendencia de una reacción química a alcanzar el equilibrio.
    • Keq elevado: la mayoría de los reactivos han pasado a producto.
    • Keq pequeño: la mayoría de los reactivos no han pasado a producto.
    • Energía libre estándar de Gibbs (ΔG0): calcula la variación de energía de una reacción cuando se encuentra en condiciones estándar.

    Enzimas

    • La mayoría de las reacciones ocurren a velocidades muy lentas.
    • Enzimas: catalizan las reacciones químicas de los organismos para que ocurran a velocidades compatibles con la vida.
    • Función de los enzimas: disminuir la energía de activación de las reacciones.
    • Metabolismo: conjunto de reacciones químicas que ocurren en un ser vivo.
    • Catabolismo: reacciones exergónicas que liberan energía.
    • Anabolismo: reacciones endergónicas que requieren energía.

    Fundamentos genéticos

    • Los organismos tienen la capacidad de reproducirse de forma casi idéntica.
    • ADN: es la molécula que contiene la información para generar un determinado organismo.

    Fundamentos evolutivos

    • Mutagénesis: variación en la secuencia de ADN producida por errores en la replicación o por agentes mutágenos.
    • Adaptación: las mutaciones (la mayoría neutras) dan origen a nuevas variantes de proteínas que permiten la adaptación de los organismos al entorno.

    Origen de la vida

    • Teoría de la sopa primordial: atmósfera de la Tierra primitiva rica en metano y amoníaco, agua a alta temperatura debido a erupciones volcánicas, frecuentes tormentas con descargas eléctricas.

    Evolución de la célula

    • Células eucariotas: se originan a partir de la invaginación de la membrana de células procariotas ancestrales.
    • Endosimbiosis: proceso por el cual un organismo vive dentro de otro.
    • Las mitocondrias y cloroplastos se originan a partir de la endosimbiosis.

    El agua

    • Importancia del agua: la vida en la Tierra surgió en el medio acuático.
    • El agua es el componente mayoritario de los seres vivos (65-95%).
    • Las fuerzas de atracción y la débil tendencia a ionizarse son importantes para la función y estructura de las biomoléculas.
    • El agua participa activamente en las reacciones químicas.
    • Molécula polar: los electrones son atraídos al núcleo del átomo de oxígeno (más positivo), creando una zona con carga positiva y otra con carga negativa.
    • Puentes de hidrógeno: se forman entre las moléculas de agua debido a la polaridad.
    • pH: medida de la concentración de [H+] en una disolución acuosa.
    • Ácido: [H+] > [OH-], pH < 7
    • Neutro: [H+] = [OH-], pH = 7
    • Básico: [H+] < [OH-], pH > 7

    Estado físico del agua

    • Sólida (gel): con temperatura < 0ºC.
    • Líquida: con temperatura > 0 ºC y < 100 ºC.
    • Gaseosa (vapor de agua): con temperatura > 100 ºC.

    Organización del agua

    • Sólida: moléculas de agua en una red tridimensional ordenada que ocupa mayor espacio, mantenida por 4 puentes de hidrógeno entre las moléculas de agua.
    • Líquida: las moléculas forman y rompen puentes de hidrógeno de manera continua.
    • Gaseosa: los puentes de hidrógeno se forman y rompen muy rápidamente.

    Agua como disolvente

    • El agua es un disolvente polar.
    • Hidrofílicos (polares): solubles en agua. Ej: azúcar y sal.
    • Hidrofóbicos (apolares): insolubles en agua, solubles en disolventes orgánicos. Ej: ceras y lípidos.
    • Amfipáticos: solubles en agua y en disolventes orgánicos. Ej: ácidos grasos y fosfolípidos.

    Ósmosis

    • Ósmosis: difusión pasiva de agua a través de una membrana semipermeable, desde la solución menos concentrada a la más concentrada.
    • Presión osmótica: presión necesaria para contrarrestar el flujo de agua.
    • Sol. isotónicas: igual concentración o osmolaridad.
    • Sol. hipertónicas: concentración mayor que la del citosol.
    • Sol. hipotónicas: concentración menor que la del citosol.

    Ósmosis en los organismos

    • Las células: concentración más alta que el medio que las rodea.
    • Protozoos: vacuola contráctil que bombea agua hacia el exterior.
    • Células vegetales: pared celular, presión de turgor.
    • Fluidos intersticiales: misma osmolaridad que el citoplasma.
    • Proteínas: ayudan a mantener la osmolaridad.
    • Polisacáridos: almacenamiento de moléculas sin afectar la osmolaridad.

    Ionización del agua y escala de pH

    • El agua pura se ioniza levemente, formando moléculas con carga, dando lugar a iones hidroxil (OH-) y protones (H+) que pueden interactuar químicamente con otras moléculas.
    • H+ (el ion hidronio o protó), aunque su estructura real es H3O+ (protones (H+) hidratados (H3O+)).

    Escala de pH

    • El pH es una medida de la concentración de [H+] de una disolución acuosa. ([H+] = [OH-] = 1 x 10-7M)
    • Las disoluciones acuosas pueden ser neutras, básicas o ácidas.
    • El pH del agua pura a 25ºC es neutro ([H+] = [OH-]) ya que se compensan.
    • El pH de una disolución se calcula como pH = -log[H+].
    • El pOH de una disolución se calcula como pOH = -log[OH-].
    • La escala de pH va de 0 a 14. pH + pOH = 14.
    • El pH es una medida relativa, no absoluta. Un pH 6 indica diez veces más [H+] que un pH 7.

    Resumen de la escala de pH:

    • Básico: [H+] < [OH-] pH>7
    • Neutro: [H+] = [OH] pH=7
    • Ácido: [H+] > [OH-] pH<7

    Bioquímica

    • La bioquímica es la ciencia que estudia la base molecular de la vida.
    • Busca entender la estructura, interacción y procesos que se llevan a cabo en las biomoléculas que generan, mantienen y perpetuan la vida.

    Características de los Seres Vivos

    • Complejidad química y organización microscópica: cada estructura tiene sus propias subunidades, su conformación tridimensional e interactúa con moléculas específicas.
    • Sistemas de extracción, transformación y utilización de energía: permiten construir y mantener estructuras complejas, además de realizar trabajo mecánico, químico, osmótico y eléctrico.
    • Auto-replicación y auto-ensamblaje: la bioquímica busca entender la lógica de la vida.

    La Célula

    • Todas las células están formadas por células.
    • Eucariotas: células con envolturas nucleares.
    • Procariotas: células sin envolturas nucleares.
    • El citosol se organiza con el citoesqueleto: filamentos de actina, filamentos intermedios y microtúbulos.

    Bioelementos

    • Los seres vivos están formados por 30 elementos químicos, principalmente: H, O, N y C (S y P).
    • Bioelementos primarios: C, H, O, N. Constituyen el 99% de la masa de los organismos.
    • Bioelementos secundarios: P, S, Ca, Cl, Mg, Na y K. Presentes en menor cantidad.
    • Oligoelementos: presentes en muy poca cantidad, pero indispensables para la vida (Co, Cu, Fe, Mn, Zn). Son cofactores de enzimas.
    • Elementos traza: presentes en cantidades aún menores y en algunos organismos (Al, As, B, Br, Cr, F, Ga, I, Mo, Ni, Se, Si, W, V).

    Química del Carbono

    • La química de la vida está organizada alrededor del Carbono.
    • El Carbono tiene gran capacidad de formar compuestos distintos.
    • Hidrógeno: componente básico de la mayoría de las moléculas orgánicas y de la biomolécula más abundante, el H2O.
    • Oxígeno: componente de varias moléculas biológicas, forma parte del H2O e interviene en las reacciones de oxidación que proporcionan energía a los organismos aerobios.
    • Nitrógeno: componente fundamental de los aminoácidos (constituyen las proteínas) y de las bases que forman los ácidos nucleicos.
    • Los átomos se unen con enlaces covalentes para formar moléculas.
    • La mayoría de las biomoléculas orgánicas son hidrocarburos polifuncionales.
    • Grupos funcionales: otorgan propiedades químicas específicas a la molécula.
    • La versatilidad de los enlaces del Carbono lo convierte en la base de la vida.

    Polímeros y Macromoléculas

    • Las moléculas orgánicas se polimerizan para formar estructuras más complejas: polímeros biológicos o macromoléculas.
    • Macromoléculas: Ácidos Nucleicos, Proteínas, Polisacáridos.
    • Lípidos: no se consideran macromoléculas, pero forman estructuras complejas como la membrana celular.
    • Ácidos nucleicos: 8 nucleótidos, almacenan la información genética.
    • Proteínas: 20 aminoácidos, forman la estructura celular y actúan como enzimas.
    • Lípidos: formados por ácidos grasos, lípidos de membrana y reserva energética.
    • Glúcidos: formados por monosacáridos, funcionan como material energético y estructural.

    Enlaces

    • Enlace covalente: une los átomos que forman parte de las biomoléculas.
    • Enlaces covalentes no polares: se reparten uniformemente entre átomos con electronegatividad similar.
    • Enlaces covalentes polares: entre átomos con diferente electronegatividad (el átomo más electronegativo atrae con mayor fuerza los electrones).
    • Enlaces débiles: acciones no covalentes que estabilizan las estructuras moleculares e intervienen en las reacciones específicas entre las moléculas (ej.: puentes de hidrógeno, enlaces iónicos, fuerzas de Van der Waals e interacciones hidrofóbicas).
    • Puentes de hidrógeno: asociación débil entre un átomo electronegativo y un átomo de H unido a otro átomo.
    • Enlace iónico: entre moléculas orgánicas que presentan grupos con diferente carga iónica en su superficie.
    • Fuerzas de Van der Waals: fuerza de atracción entre dos moléculas al acercarse, debido a fluctuaciones momentáneas de la distribución de los electrones.
    • Interacción hidrofóbica: enlace débil generado por moléculas hidrófobas en un medio acuoso.

    Estructura tridimensional de las moléculas

    • Estereoisómeros: moléculas que tienen los mismos enlaces químicos pero una estereoquímica o configuración espacial de los átomos diferente.
    • Isómeros geométricos o isómeros cis-trans: se dan cuando hay dobles enlaces entre los C que permiten dos conformaciones: cis (mismo lado) y trans (lado opuesto).
    • Isomería óptica: un átomo de C con 4 sustituyentes diferentes se denomina centro quiral.
    • Enantiómeros: dos posibles conformaciones que desvían la luz polarizada en direcciones diferentes. Son imagen especular una de la otra.
    • Diastereómeros: todos los estereoisómeros que no son imagen especular y pueden tener propiedades químicas y físicas diferentes.
    • Estereoespecificidad: las interacciones biológicas entre moléculas son estereoespecíficas (forma tridimensional importante para la interacción).

    Fundamentos Físicos

    • Las células y los procesos de los seres vivos se encuentran en un estado estacionario u homeostasis: no se encuentra en equilibrio.
    • Sistema: conjunto de moléculas comprendidas en un espacio definido.
    • El sistema y el entorno forman el universo.
    • Tipos de sistemas: cerrado, abierto y aislado.
    • Síntesis de macromoléculas: requiere energía. Los organismos sintetizan macromoléculas disminuyendo la entalpia del sistema.
    • Energía libre: energía que se requiere para generar un cambio en el sistema.
    • Energía libre de Gibbs (G) determina la variación de energía de una reacción. G depende de la entalpia (H), la temperatura del sistema y la entropía (S).
    • Reacciones endergónicas: reacciones que requieren energía libre (ΔG0 positivo).
    • Reacciones exergónicas: reacciones que liberan energía libre (ΔG0 negativo).
    • Acoplamiento de reacciones: energía liberada por reacciones exergónicas se utiliza para llevar a cabo reacciones endergónicas.

    Constante de equilibrio y Energía libre estándar de Gibbs

    • Constante de equilibrio (Keq): medida de la tendencia de una reacción química a alcanzar el equilibrio.
      • Keq elevado: la mayoría de los reactivos han pasado a producto.
      • Keq pequeño: la mayoría de los reactivos no han pasado a producto.
    • Energía libre estándar de Gibbs (ΔG0): calcula la variación de energía de una reacción cuando se encuentra en condiciones estándar.

    Enzimas

    • La mayoría de las reacciones ocurren a velocidades muy lentas.
    • Enzimas: catalizan las reacciones químicas de los organismos para que ocurran a velocidades compatibles con la vida.
    • Función de los enzimas: disminuir la energía de activación de las reacciones.
    • Metabolismo: conjunto de reacciones químicas que ocurren en un ser vivo.
    • Catabolismo: reacciones exergónicas que liberan energía.
    • Anabolismo: reacciones endergónicas que requieren energía.

    Fundamentos Genéticos

    • Los organismos tienen la capacidad de reproducirse de forma casi idéntica.
    • El ADN: es la molécula que contiene la información para generar un determinado organismo.

    Fundamentos Evolutivos

    • Mutagénesis: variación en la secuencia de ADN producida por errores en la replicación o por agentes mutágenos.
    • Adaptación: las mutaciones (la mayoría neutras) dan origen a nuevas variantes de proteínas que permiten la adaptación de los organismos al entorno.

    Origen de la Vida

    • Teoría de la sopa primordial: atmósfera de la Tierra primitiva rica en metano y amoníaco, agua a alta temperatura debido a erupciones volcánicas, frecuentes tormentas con descargas eléctricas.

    Evolución de la Célula

    • Células eucariotas: se originan a partir de la invaginación de la membrana de células procariotas ancestrales.
    • Endosimbiosis: proceso por el cual un organismo vive dentro de otro. Las mitocondrias y cloroplastos se originan a partir de la endosimbiosis.

    El Agua

    • Importancia del agua: la vida en la Tierra surgió en el medio acuático.
    • El agua es el componente mayoritario de los seres vivos (65-95%).
    • Las fuerzas de atracción y la débil tendencia a ionizarse son importantes para la función y estructura de las biomoléculas.
    • El agua participa activamente en las reacciones químicas.
    • Molécula polar: los electrones son atraídos al núcleo del átomo de oxígeno (más positivo), creando una zona con carga positiva y otra con carga negativa.
    • Puentes de hidrógeno: se forman entre las moléculas de agua debido a la polaridad.
    • pH: medida de la concentración de [H+] en una disolución acuosa.
      • Ácido: [H+] > [OH-], pH < 7
      • Neutro: [H+] = [OH-], pH = 7
      • Básico: [H+] < [OH-], pH > 7

    Estado físico del agua

    • Sólida (gel): con temperatura < 0ºC.
    • Líquida: con temperatura > 0 ºC y < 100 ºC.
    • Gaseosa (vapor de agua): con temperatura > de 100 ºC.

    Organización del agua

    • Sólida: moléculas de agua en una red tridimensional ordenada que ocupa mayor espacio, mantenida por 4 PH entre las moléculas de agua.
    • Líquida: las moléculas forman y rompen PH de manera continua.
    • Gaseosa: los puentes de hidrógeno se forman y rompen muy rápidamente.

    Agua como disolvente

    • El agua es un disolvente polar.
    • Hidrofílicos (polares): solubles en agua. Ej: azúcar y sal.
    • Hidrofóbicos (apolares): insolubles en agua, solubles en disolventes orgánicos. Ej: ceras y lípidos.
    • Amfipáticos: solubles en agua y en disolventes orgánicos. Ej: ácidos grasos y fosfolípidos.

    Ósmosis

    • Ósmosis: difusión pasiva de agua a través de una membrana semipermeable, desde la solución menos concentrada a la más concentrada.
    • Presión osmótica: presión necesaria para contrarrestar el flujo de agua.
    • Sol. isotónicas: igual concentración o osmolaridad.
    • Sol. hipertónicas: concentración mayor que la del citosol.
    • Sol. hipotónicas: concentración menor que la del citosol.

    Ósmosis en los organismos

    • Las células: concentración más alta que el medio que las rodea.
    • Protozoos: vacuola contráctil que bombea agua hacia el exterior.
    • Células vegetales: pared celular, presión de turgor.
    • Fluidos intersticiales: misma osmolaridad que el citoplasma.
    • Proteínas: ayudan a mantener la osmolaridad.
    • Polisacáridos: almacenamiento de moléculas sin afectar la osmolaridad.
    • Ionización del agua y escala de pH
      • El agua pura se ioniza ligeramente, formando moléculas con carga, dando lugar a iones hidroxil (OH-) y protones (H+) que tienen la capacidad de interactuar químicamente con otras moléculas.
      • H+ (el ion hidronio o protón). La estructura real es H3O+ (hay protones(H+) hidratados (H3O+)).
      • El pH es una medida de la concentración de [H+] de una disolución acuosa.
        • [ H+] = [OH-] = 1 x 10-7M

    Escala de pH

    • Concepto de pH: Es una medida de la concentración de [H+] de una disolución.
      • Las disoluciones acuosas dependiendo de esta medida pueden ser neutras, básicas o ácidas.
    • El pH del agua pura a 25ºC es neutro ya que la
      • [H+] = [OH-] y por tanto se compensa. Es el valor de referencia.
      • Al agua [H+] = [OH-] = 1 x 10-7M
    • El pH de una disolución se calcula como pH = -log[H+]
    • El pOH de una disolución se calcula como pOH = -log[OH-]
    • La escala del pH va de 0 a 14. pH + pOH = 14
    • El pH es una medida relativa, no absoluta.
      • Nos dice que en una disolución con pH 6 hay 10 veces más [H+] que con una a pH 7
      • pH = -log[H+]
      • pH + pOH =14
        • Básico [H+] < [OH-] pH>7
        • Neutro [H+] = [OH] pH=7
        • Àcid [H+] > [OH-] pH<7

    Bioquímica

    • Estudia la base molecular de la vida
    • Se centra en las biomoléculas: su estructura, interacción y cómo participan en procesos vitales
    • Objetivo: comprender cómo se crea, mantiene y perpetúa la vida a nivel molecular

    Características de los seres vivos

    • Complejidad química y organización microscópica: Cada estructura tiene subunidades, conformación tridimensional e interacciones específicas.
    • Sistemas de extracción, transformación y utilización de energía: Permiten la construcción y mantenimiento de estructuras complejas, y realizan trabajo mecánico, químico, osmótico y eléctrico.
    • Auto replicación y autoensamblaje: La bioquímica explora la lógica de la vida a través de estos procesos.

    La célula

    • Unidad fundamental de la vida
    • Eucariotas: Con envoltura nuclear
    • Procariotas: Sin envoltura nuclear
    • Citosol: Se organiza con el citoesqueleto (filamentos de actina, filamentos intermedios y microtúbulos)

    Bioelementos

    • Los seres vivos están compuestos por 30 elementos químicos, siendo los principales H, O, N y C.
    • Bioelementos primarios: C, H, O, N - Constituyen el 99% de la masa de los organismos.
    • Bioelementos secundarios: P, S, Ca, Cl, Mg, Na y K - Presentes en menor cantidad.
    • Oligoelementos: Indispensables para la vida, presentes en cantidades mínimas - Ej: Co, Cu, Fe, Mn, Zn. Actúan como cofactores enzimáticos.
    • Elementos traza: Presentes en cantidades aún menores, específicos de algunos organismos - Ej: Al, As, B, Br, Cr, F, Ga, I, Mo, Ni, Se, Si, W, V.

    Química del Carbono

    • La química de la vida se organiza alrededor del carbono.
    • El carbono tiene gran capacidad para formar compuestos diversos.
    • Hidrógeno: Componente fundamental de la mayoría de las moléculas orgánicas y el H2O.
    • Oxígeno: Componente de moléculas biológicas, participa en el H2O y en las reacciones de oxidación que proporcionan energía a los organismos aerobios.
    • Nitrógeno: Componente clave de los aminoácidos (constituyen las proteínas) y de las bases que forman los ácidos nucleicos.
    • Los átomos se unen mediante enlaces covalentes para formar moléculas.
    • La mayoría de las biomoléculas orgánicas son hidrocarburos polifuncionales.
    • Grupos funcionales: Confieren propiedades químicas específicas a las moléculas.
    • La versatilidad de los enlaces del carbono lo convierte en la base de la vida.

    Polímeros y Macromoléculas

    • Moléculas orgánicas se polimerizan para formar estructuras complejas: polímeros biológicos o macromoléculas.
    • Macromoléculas: Ácidos nucleicos, proteínas, polisacáridos.
    • Lípidos: No se consideran macromoléculas, pero forman estructuras complejas como la membrana celular.
    • Ácidos nucleicos: 8 nucleótidos - Almacena la información genética.
    • Proteínas: 20 aminoácidos - Forman la estructura celular y actúan como enzimas.
    • Lípidos: Formados por ácidos grasos - Lípidos de membrana y reserva energética.
    • Glúcidos: Formados por monosacáridos - Función energética y estructural.

    Enlaces

    • Enlace covalente: Une los átomos que forman parte de las biomoléculas.
    • Enlaces covalentes no polares: Se reparten uniformemente entre átomos con electronegatividad similar.
    • Enlaces covalentes polares: Entre átomos con diferente electronegatividad - El átomo más electronegativo atrae los electrones con mayor fuerza.
    • Enlaces débiles: Acciones no covalentes que estabilizan estructuras moleculares e intervienen en reacciones específicas - Ej: puentes de hidrógeno, enlaces iónicos, fuerzas de Van der Waals, interacciones hidrofóbicas.
    • Puentes de hidrógeno: Asociación débil entre un átomo electronegativo y un átomo de H unido a otro átomo.
    • Enlace iónico: Entre moléculas orgánicas con grupos con carga iónica diferente en su superficie.
    • Fuerzas de Van der Waals: Fuerza de atracción entre dos moléculas al acercarse, debido a fluctuaciones momentáneas en la distribución de electrones.
    • Interacción hidrofóbica: Enlace débil generado por moléculas hidrófobas en un medio acuoso.

    Estructura tridimensional de las moléculas

    • Estereoisómeros: Moléculas con los mismos enlaces químicos pero diferente estereoquímica o configuración espacial de los átomos.
    • Isómeros geométricos o isómeros cis-trans: Se dan cuando hay dobles enlaces entre los C que permiten dos conformaciones: cis (mismo lado) y trans (lado opuesto).
    • Isomería óptica: Un átomo de C con 4 sustituyentes diferentes se denomina centro quiral.
    • Enantiómeros: Dos posibles conformaciones que desvían la luz polarizada en direcciones diferentes - Son imagen especular una de la otra.
    • Diastereómeros: Todos los estereoisómeros que no son imagen especular y pueden tener propiedades químicas y físicas diferentes.
    • Estereoespecificidad: Las interacciones biológicas entre moléculas son estereoespecíficas - La forma tridimensional es importante para la interacción.

    Fundamentos físicos

    • Las células y los procesos de los seres vivos se encuentran en un estado estacionario u homeostasis: no están en equilibrio.
    • Sistema: Conjunto de moléculas comprendidas en un espacio definido.
    • El sistema y el entorno forman el universo.
    • Tipos de sistemas: Cerrado, abierto y aislado.
    • Síntesis de macromoléculas: Requiere energía.
    • Los organismos sintetizan macromoléculas disminuyendo la entalpia del sistema.
    • Energía libre: Energía que se requiere para generar un cambio en el sistema.
    • Energía libre de Gibbs (G): Determina la variación de energía de una reacción.
    • G depende de la entalpia (H), la temperatura del sistema y la entropía (S).
    • Reacciones endergónicas: Reacciones que requieren energía libre (ΔG0 positivo).
    • Reacciones exergónicas: Reacciones que liberan energía libre (ΔG0 negativo).
    • Acoplamiento de reacciones: Energía liberada por reacciones exergónicas se utiliza para llevar a cabo reacciones endergónicas.

    Constante de equilibrio y Energía libre estándar de Gibbs

    • Constante de equilibrio (Keq): Mide la tendencia de una reacción química a alcanzar el equilibrio.
    • Keq elevado: La mayoría de los reactivos han pasado a producto.
    • Keq pequeño: La mayoría de los reactivos no han pasado a producto.
    • Energía libre estándar de Gibbs (ΔG0): Calcula la variación de energía de una reacción en condiciones estándar.

    Enzimas

    • La mayoría de las reacciones ocurren a velocidades muy lentas.
    • Enzimas: Catalizan las reacciones químicas de los organismos para que ocurran a velocidades compatibles con la vida.
    • Función de los enzimas: Disminuyen la energía de activación de las reacciones.
    • Metabolismo: Conjunto de reacciones químicas que ocurren en un ser vivo.
    • Catabolismo: Reacciones exergónicas que liberan energía.
    • Anabolismo: Reacciones endergónicas que requieren energía.

    Fundamentos Genéticos

    • Los organismos tienen la capacidad de reproducirse de forma casi idéntica.
    • ADN: Es la molécula que contiene la información para generar un determinado organismo.

    Fundamentos Evolutivos

    • Mutagénesis: Variación en la secuencia de ADN producida por errores en la replicación o por agentes mutágenos.
    • Adaptación: Las mutaciones (la mayoría neutras) dan origen a nuevas variantes de proteínas que permiten la adaptación de los organismos al entorno.

    Origen de la vida

    • Teoría de la sopa primordial: Atmósfera de la Tierra primitiva rica en metano y amoníaco, agua a alta temperatura debido a erupciones volcánicas, frecuentes tormentas con descargas eléctricas.

    Evolución de la célula

    • Células eucariotas: Se originan a partir de la invaginación de la membrana de células procariotas ancestrales.
    • Endosimbiosis: Proceso por el cual un organismo vive dentro de otro - Las mitocondrias y cloroplastos se originan a partir de la endosimbiosis.

    El agua

    • Importancia del agua: La vida en la Tierra surgió en el medio acuático.
    • El agua es el componente mayoritario de los seres vivos (65-95%).
    • Las fuerzas de atracción y la débil tendencia a ionizarse son importantes para la función y estructura de las biomoléculas.
    • El agua participa activamente en las reacciones químicas.
    • Molécula polar: Los electrones son atraídos al núcleo del átomo de oxígeno (más positivo), creando una zona con carga positiva y otra con carga negativa.
    • Puentes de hidrógeno: Se forman entre las moléculas de agua debido a la polaridad.
    • pH: Mide la concentración de [H+] en una disolución acuosa.
    • Ácido: [H+] > [OH-], pH < 7
    • Neutro: [H+] = [OH-], pH = 7
    • Básico: [H+] < [OH-], pH > 7

    Estado físico del agua

    • Sólida (gel): Con temperatura < 0ºC.
    • Líquida: Con temperatura > 0 ºC y < 100 ºC.
    • Gaseosa (vapor de agua): Con temperatura > de 100 ºC.

    Organización del agua

    • Sólida: Moléculas de agua en una red tridimensional ordenada que ocupa mayor espacio, mantenida por 4 puentes de hidrógeno entre las moléculas de agua.
    • Líquida: Las moléculas forman y rompen puentes de hidrógeno de manera continua.
    • Gaseosa: Los puentes de hidrógeno se forman y rompen muy rápidamente.

    Agua como disolvente

    • El agua es un disolvente polar.
    • Hidrofílicos (polares): Solubles en agua. Ej: azúcar y sal.
    • Hidrofóbicos (apolares): Insolubles en agua, solubles en disolventes orgánicos. Ej: ceras y lípidos.
    • Amfipáticos: Solubles en agua y en disolventes orgánicos. Ej: ácidos grasos y fosfolípidos.

    Ósmosis

    • Ósmosis: Difusión pasiva de agua a través de una membrana semipermeable, desde la solución menos concentrada a la más concentrada.
    • Presión osmótica: Presión necesaria para contrarrestar el flujo de agua.
    • Sol. isotónicas: Igual concentración o osmolaridad.
    • Sol. hipertónicas: Concentración mayor que la del citosol.
    • Sol. hipotónicas: Concentración menor que la del citosol.

    Ósmosis en los organismos

    • Las células: Concentración más alta que el medio que las rodea.
    • Protozoos: Vacuola contráctil que bombea agua hacia el exterior.
    • Células vegetales: Pared celular, presión de turgor.
    • Fluidos intersticiales: Misma osmolaridad que el citoplasma.
    • Proteínas: Ayudan a mantener la osmolaridad.
    • Polisacáridos: Almacenamiento de moléculas sin afectar la osmolaridad.

    Ionización del agua y escala de pH

    • El agua pura se ioniza ligeramente, formando moléculas con carga, dando lugar a iones hidroxilo (OH-) y protones (H+) que tienen la capacidad de interactuar químicamente con otras moléculas.

    • H+ (el ión hidronio o protón) - La estructura real es H3O+ (hay protones (H+) hidratados (H3O+)).

    • El pH es una medida de la concentración de [H+] de una disolución acuosa.

    • Escala de pH:

    • Concepto de pH: Es una medida de la concentración de [H+] de una disolución. Las disoluciones acuosas, dependiendo de esta medida, pueden ser neutras, básicas o ácidas. El pH del agua pura a 25ºC es neutro ya que la [H+] = [OH-] y por tanto se compensa. Es el valor de referencia. En el agua [H+] = [OH-] = 1 x 10-7M.

    • El pH de una disolucion se calcula como pH = -log[H+].

    • El pOH de una disolucion se calcula como pOH = -log[OH-].

    • La escala del pH va de 0 a 14. pH + pOH = 14.

    • El pH es una medida relativa, no absoluta. Nos dice que en una disolución con pH 6 hay 10 veces más [H+] que con una a pH 7.

    • pH = -log[H+]

    • pH + pOH =14

    • Básico [H+] < [OH-] pH>7

    • Neutro [H+] = [OH] pH=7

    • Ácido [H+] > [OH-] pH<7

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    Quiz Team

    Description

    Este cuestionario explora la composición química de la materia viva, centrándose en las biomoléculas y su interacción. Además, se abordan las características fundamentales de los seres vivos y la estructura celular, incluyendo diferencias entre eucariotas y procariotas. Ideal para estudiantes de bioquímica y biología celular.

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