Tema 1. Agua Bioquímica UVM PDF

Universidad del Valle de México BIOQUÍMICA Las propiedades del agua hacen posible la vida en la Tierra. El agua en nuestro cuerpo El agua en nuestro cuerpo ¿Por qué el agua es tan importante? Propiedades solventes y su papel como reactivo bioquímico Componente indispensable de los p...

Universidad del Valle de México BIOQUÍMICA Las propiedades del agua hacen posible la vida en la Tierra. El agua en nuestro cuerpo El agua en nuestro cuerpo ¿Por qué el agua es tan importante? Propiedades solventes y su papel como reactivo bioquímico Componente indispensable de los procesos biológicos: plegamiento de las proteínas y el reconocimiento biomolecular en los mecanismos de transducción de señales, el autoensamblaje de estructuras supramoleculares como los ribosomas y la expresión génica  Participa en la absorción y transporte de nutrientes, la excreción de productos de desecho, la regulación de la temperatura corporal y la lubricación de las articulaciones. Propiedades químicas del agua Estructura tetraédrica del agua. En el agua, dos de los cuatro orbitales sp3 del oxígeno están ocupados por dos pares solitarios de electrones. Cada uno de los otros dos orbitales sp3 medio llenos se llenan mediante la adición de un electrón del hidrógeno. Cargas en una molécula de agua. Los dos átomos de hidrógeno en cada molécula llevan cargas parciales positivas. El átomo de oxígeno lleva una carga parcial negativa. CREACIÓN DE UN DIPOLO ENLACES DE HIDRÓGENO Agregado tetraédrico de moléculas de agua. En el agua, cada molécula puede formar enlaces de hidrógeno con otras cuatro moléculas de agua. Enlace de hidrógeno entre las moléculas agua en el hielo. La unión del hidrógeno en el hielo produce una estructura muy abierta. El hielo es menos denso que el agua en su estado líquido.  Calor latente de vaporización Calor latente de vaporización. Energía necesaria para romper las fuerzas de atracción entre las moléculas de un líquido que permita, en el punto de ebullición, pasar a la fase de vapor. Incluso a 100 °C el agua líquida contiene puentes de hidrogeno, por eso tiene un elevado calor de vaporización Calor especifico Los procesos vitales del organismo ocurren en condiciones isotérmicas. El agua en el organismo regula la temperatura corporal. El calor específico es el número de calorías que es necesario suministrar a 1 g de material para aumentar su temperatura 1°C El elevado calor especifico y calor de vaporización permite que el calor liberado en reacciones bioquímicas exotérmicas sea fácilmente absorbido y eliminado con pequeñas variaciones de temperatura Conductividad térmica el agua influye en la termorregulación corporal Densidad del agua El agua aumenta su volumen disminuyendo su densidad Permite la vida subacuática Tensión superficial Contribuye y organiza el estado de los cuerpos microscópicos en medios acuosos, como las células y sus membranas lipídicas. Fuerzas de Van der Waals Las fuerzas de Van der Waals son interacciones electrostáticas relativamente débiles que surgen cuando las biomoléculas que contienen dipolos permanentes neutros se acercan entre sí o un dipolo inducible (como una nube π). Cuanto más polares y colineales son los grupos involucrados, más fuerte es la fuerza de Van der Waals. En los sistemas biológicos, la suma de las fuerzas de repulsión y de atracción crea la estructura funcional estable de grandes biomoléculas y complejos biomoleculares. Dipolos moleculares en un campo eléctrico. Cuando las moléculas polares se colocan entre las placas cargadas, se alinean en oposición al campo. Interacciones dipolares. Los tres tipos de interacción electrostática que involucran dipolos son. La relativa facilidad con la que los electrones responden a un campo eléctrico determina la magnitud de las fuerzas de Van der Waals. Las interacciones dipolo-dipolo son las más fuertes; dipolo inducido-dipolo inducido son las interacciones más débiles. Interacciones explican el plegamiento de las proteínas Enlace de hidrógeno. Se produce un enlace de hidrógeno cuando los átomos de oxígeno electronegativos de dos moléculas de agua compiten por el mismo átomo de hidrógeno deficiente en electrones. El enlace de hidrógeno está representado por líneas cortas y paralelas que designan el carácter covalente débil y la direccionalidad del enlace. BIOMOLÉCULAS ÁCIDOS NUCLÉICOS LIPIDOS CARBOHIDRATOS PROTEINAS