clase1 Biomoleculas 2015 pdf

Bienvenidos
Bioquímica 2015
Plantel docente:
Dr. Labonia, Néstor
Lic. Audia, Gustavo
Dr. Burdisso, Juan
Lic. Durante, Ignacio
Lic. Otero, Edith
Lic. Portillo, Florencia
Farm. Pierantoni, Cristina
Lic. Sburlati, Laura
BIOQUÍMICA
“Es la ciencia que estudia las diversas
moléculas que se presentan en las
células y organismos vivos, así como
las reacciones químicas que tienen
lugar en los mismos”
Por ejemplo: los esfuerzos de numerosos
bioquímicos para comprender la base
molecular de la contractilidad muscular han
emprendido la purificación de muchas
células, seguida por detallados estudios de
estructura - función. A través de estos
esfuerzos, se han encontrado algunas
características de los fundamentos
moleculares de la contracción muscular.
Las enfermedades son manifestaciones
de anormalidades de moléculas,
reacciones químicas o procesos.
Todas afectan a una o más reacciones
químicas criticas o moléculas del
cuerpo.
Existe un caudal de información respecto
al uso de la bioquímica en la prevención,
diagnóstico y tratamiento de la
enfermedad.
BIOELEME TOS
O
ELEME TOS BIOGÉ ICOS
“Forman parte de los seres vivos, en
proporciones variables y a menudo
pequeñísimas.
TODOS son necesarios para el
correcto funcionamiento de los seres
vivos”
BIOELEME TOS
Clasificación
1) Bioelementos mayoritarios
Elementos primarios
Oxígeno: 65%
itrógeno: 3%
Carbono: 18,5%
Calcio:
1,5%
Hidrógeno:10%
Fósforo: 1%
Elementos secundarios
(menos abundantes que los anteriores pero desempeñan
funciones vitales es la fisiología celular)
Potasio: 0,30%
Cloro:
0,15%
Azufre: 0,25%
Magnesio: 0,05%
Sodio:
0,20%
Hierro: 0,005%
COMPOSICIÓ ELEME TAL
DEL ORGA ISMO HUMA O:
1)
Oligoelementos:
Esenciales
Flúor:
Cobre:
Yodo:
Manganeso:
Zinc:
Cobalto:
Molibdeno:
0,001%
0,0002%
0,00004%
0,00003%
vestigios
vestigios
vestigios
o esenciales
Resto de los elementos químicos. Aún desempeñan funciones
importantes
BIOMOLÉCULAS
“La combinación de los átomos de un
bioelemento entre si o con átomos de otro
bioelemento, mediante enlaces químicos
covalentes, da lugar a estas moléculas más o
menos complejas”
ESTRUCTURA
ATÓMICA:
ÚMERO ATÓMICO (Z):
Es el número de protones que tiene un
átomo en su núcleo y por ende, el número
de electrones que hay en sus órbitas…
Z=p=e
11
a
Z
ÚMERO MÁSICO O ÚMERO DE
MASA (A) :
Es el número de protones y de neutrones
ubicados en el núcleo del átomo…
A= p o Z + n
+
A
a
23
¿CÓMO SE U E LOS ATOMOS?
Uniones interatómicas
“Corresponden a la uniones que se producen entre
los átomos para formar las moléculas”
En la mayoría de los átomos, el nivel de energía
exterior está incompleto, de modo que sólo es
posible completarlo combinándose con otros,
compartiendo, cediendo o aceptando electrones.
La diferencia de electronegatividades entre dos
elementos químicos, servirá para predecir qué
unión química se establecerá entre ellos.
La electronegatividad es la capacidad de un átomo para
atraer pares de electrones compartidos al unirse con otro
átomo.
En un mismo período de la tabla, la electronegatividad
tiende a aumentar a lo largo del periodo (de izquierda a
derecha) y a disminuir en el grupo (de arriba hacia
abajo)
ENLACE QUÍMICO
Existen 3 tipos de enlace entre átomos:
1.- Enlace iónico
2.- Enlace covalente
3.- Enlace metálico
Uniones
interatómicas
1- Enlace iónico
Se produce entre un metal y un no metal
Se forman iones, los cuales se unen por
fuerzas electrostáticas.
Un átomo entrega completamente sus
electrones al otro átomo.
Uno queda cargado positivamente y el otro
negativamente
La diferencia de EN (∆EN) entre sus
átomos es mayor que 1,7 (por lo general)
Enlace iónico
Se produce cuando un electrón de un átomo
abandona completamente el núcleo al que están
asociados y se fijan alrededor del otro. Se
entregan ē y se reciben ē
2- Enlace covalente
Se obtiene de la unión de dos no metales.
El enlace covalente se forma cuando dos
átomos comparten uno o más pares de
electrones.
La diferencia de EN es menor que 1,7
Cumple regla del octeto
Cumple regla del dueto
N
Según
la
diferencia
de
electronegatividad, se clasifican en:
• Enlace Covalente polar
• Enlace covalente apolar
Rango de Electronegatividad:
• Diferencia de electronegatividad > 0
y < 1,7 Enlace Polar
• Diferencia de electronegatividad = 0
Enlace Covalente Apolar
electronegatividad
determina
El tipo de enlace
que
Átomos iguales
Átomos diferentes
puede darse entre
En los cuales
En los cuales
La diferencia de E.N.
La diferencia de E.N.
Cero
Diferente de cero
y el enlace es
Covalente puro o no polar
ejemplo.
H2; Cl2; N2
y el enlace puede ser
covalente polar
Diferencia de E.N.
> 0 y <1,7
iónico
Diferencia de E.N.
> O = 1,7
3- Enlace metálico
Las sustancias metálicas están formadas por átomos
de un mismo elemento metálico (baja
electronegatividad).
Los átomos del elemento metálico pierden algunos
electrones, formándose un catión o “resto metálico”.
Se forma al mismo tiempo una nube o mar de
electrones: conjunto de electrones libres,
deslocalizados, que no pertenecen a ningún átomo en
particular.
Los cationes se repelen entre sí, pero son atraídos por
el mar de electrones que hay entre ellos. Se forma así
una red metálica: las sustancias metálicas tampoco
están formadas por moléculas.
Funciones oxigenadas
Existen compuestos del carbono cuyas
propiedades se deben a la presencia de un
grupo funcional (átomos o grupos de
átomos unidos a un carbono que le da a la
molécula propiedades específicas).
Si dentro del grupo funcional se incluye al
oxígeno se habla de una función oxigenada
1- Alcoholes
Grupo OH unido a 1 de
los átomos del carbono.
De acuerdo a cual sea el
orden relativo del átomo
del C de la cadena al que
esté unido el grupo
funcional OH, los
alcoholes se pueden
clasificar en:
Primarios,
Secundarios y
Terciarios
2- Aldehídos y cetonas
La oxidación suave de un
alcohol primario produce
aldehidos y si el alcohol
es secundario, se produce
cetona.
3- Ácido
Se obtienen por
oxidación endergónica
de un alcohol
primario.
El alcohol en
principio, se oxida a
un aldehído y si
continúa pasa a ser un
ácido
4- Éteres
Condensación de dos
alcoholes con pérdida
de una molécula de
agua
5- Éster:
Condensación de 1
molécula de alcoholes
y una de ácido con
pérdida de una
molécula de agua
6-Anhídrido
Condensación de dos
ácidos con pérdida de
una molécula de agua
Funciones nitrogenadas
Si dentro del grupo funcional se
incluye al nitrógeno se habla de una
función nitrogenada
AMIDAS
NITRILOS
AMINAS
R C
O
R C
R
NH2
NH2
N
ISÓMEROS
Se denominan isómeros a los compuestos que tienen la
misma fórmula molecular pero diferente estructura
química
Dependiendo de la naturaleza de la diferencia entre las
estructuras es posible clasificar los isómeros en varios
subtipos
Isómeros constitucionales o estructurales. Se
distinguen en el orden en el que los átomos están
conectados entre sí. Pueden contener distintos grupos
funcionales o estructuras
Estereoisómeros. Tienen los mismos grupos funcionales
y conectividad, diferenciándose en la organización
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espacial de átomos y enlaces
DE CADENA
ESTRUCTURAL
DE POSICIÓN
DE FUNCIÓN
ISOMERÍA
GEOMETRICA
ESTEREOISOMERIA
ESPACIAL
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Isómeros de Cadena
H
H
H
H
H
H
C
C
C
C
C
H
H
H
H
H
n-pentano
CH3
H
H3C
C
CH3
CH3
2,2-dimetil-propano
ó neo-pentano
Poseen igual fórmula
molecular, igual función
química pero diferente
estructura en la cadena
hidrocarbonada.
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Isómeros de Posición
OH
H2C
OH
H
C
H3C
CH3
C
H
H
2-propanol
propanol
H2C
CH
CH3
CH2
1-buteno
CH3
H3C
CH
HC
CH3
2-buteno
Poseen igual FM, igual función química
pero difieren en la ubicación del grupo
funcional en la cadena.
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Isómeros de Función
CH3
C
CH2
O
C
Son compuestos que
tienen la misma FM pero
distintas funciones
químicas.
OH
COOH
COOH
piruvato
enol piruvato
H
O
H2C
C
C
HC
OH
H2C
OH
gliceraldehído
H2C
OH
O
OH
dihidroxiacetona
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ISOMERÍA GEOMETRICA
Difieren en la disposición (geometría) de los
grupos en un doble enlace.
H 3C
CH3
HC
CH
H 3C
HC
CH
CH3
cis-2-buteno
trans-2-buteno
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ISOMERIA ESPACIAL
Las moléculas quirales, existen en dos formas, imágenes especulares, que no son
superponibles
Esta falta de simetría en las moléculas puede estar producida por varías causas, la
más frecuente es que en ellas exista un estereocentro, en general un carbono
unido a cuatro sustituyentes diferentes (carbono quiral).
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Lic. Sburlati, Laura