Organización Celular y Química

Study Notes

La célula está organizada en cuatro niveles: átomos, biomoléculas, complejos supramoleculares y la célula misma.
Los seres vivos están compuestos por bioelementos (átomos que forman las biomoléculas) y oligoelementos.
Las biomoléculas se forman a partir de unidades monoméricas, como los nucleótidos.
Las biomoléculas se organizan en macromoléculas, como el ADN.
Los complejos supramoleculares son agrupaciones de macromoléculas, como los cromosomas.
Los bioelementos se clasifican en primarios (C, H, O, N), secundarios (Na, Ca, K, Cl) y oligoelementos (Fe, Zn).
Los enlaces entre los bioelementos en una biomolécula son enlaces covalentes, fuertes y estables.

El carbono forma el esqueleto de todas las moléculas orgánicas.
El carbono puede formar cuatro enlaces covalentes, simples, dobles o triples.
Cuando el carbono forma cuatro enlaces, se crea una estructura tetraédrica con ángulos de 109,5°.
Los enlaces simples del carbono permiten la rotación libre, mientras que los enlaces dobles son rígidos y planos.
Los esqueletos de carbono pueden ser lineales, ramificados o cíclicos (hexagonales o pentagonales).

Los grupos funcionales son asociaciones de átomos que confieren características específicas a las moléculas.
Algunos grupos funcionales comunes son el hidroxilo (OH), aldehído (CHO), cetona (C=O), ácido carboxílico (COOH) y amino (NH2).

Las moléculas interactúan a través de enlaces intermoleculares, que son distintos de los enlaces covalentes intramoleculares.
Los puentes de hidrógeno son enlaces entre grupos polares, como en el agua.
Las interacciones iónicas se dan entre grupos cargados, atrayéndose o repeliéndose según la carga.
Las interacciones hidrofóbicas ocurren entre grupos apolares en solución acuosa.
Las fuerzas de Van der Waals se presentan entre grupos no cargados que están muy próximos.

Las biomoléculas se pueden representar mediante fórmulas desarrolladas, semi desarrolladas y empíricas.
Las fórmulas empíricas no siempre reflejan la estructura tridimensional de la molécula, pudiendo existir isómeros.
Los isómeros son moléculas con la misma fórmula empírica pero con diferentes estructuras desarrolladas.
Los isómeros estructurales tienen diferentes órdenes de átomos.
Los estereoisómeros tienen la misma secuencia de átomos pero diferente disposición en el espacio.
- La isomería geométrica o cis-trans se da por la presencia de dobles enlaces.
- La isomería óptica se genera por la presencia de carbonos quirales, produciendo enantiómeros que son imágenes especulares.
- Los diastereoisómeros no son imágenes especulares y pueden tener varios carbonos quirales, dobles enlaces o estructuras cíclicas.
El número de estereoisómeros posibles se calcula con la fórmula 2n, donde n es el número de carbonos asimétricos y dobles enlaces.

Las biomoléculas se clasifican en orgánicas (con esqueleto de carbono) e inorgánicas (sin esqueleto de carbono).
Las biomoléculas orgánicas incluyen glúcidos, proteínas, ácidos nucleicos y lípidos.
Las biomoléculas inorgánicas incluyen agua, sales minerales y CO2.