Organización Celular y Química

Organización Celular

• 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.

Organización Química

• 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).

Grupos Funcionales

• 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).

Interacciones entre Moléculas

• 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.

Configuración y Conformación

• 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.

Biomoléculas

• 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.