Sumario Composición química de las células: las Biomoléculas - Biología Celular
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Course
Biología Celular y Molecular
Institution
University Of Buenos Aires (UBA)
Resumen de Biología Celular
A partir de libros fundadores como el Alberts de Biología Celular y Molecular, los resúmenes están pensados para estudiar desde la comprensión y no desde la memoria, con analogías y comparaciones que permiten bajar el contenido a la realidad e incorporar los conc...
Todo está formado por materia, desde las cosas inertes hasta los seres vivos más
complejos. La materia está formada por unidades llamadas átomos y éstos se
combinan de distintas maneras para formar estructuras más complejas.
Las uniones, o los enlaces, entre átomos, también llamados uniones o enlaces
químicos, pueden ser de tres tipos y de cada una resulta un tipo de compuesto
diferente:
1.Unión metálica: se forman metales
2. Unión iónica: se forman sales
PRESENTES EN LA MATERIA VIVA
3. Unión covalente: se forman moléculas
La mayoría de los enlaces en los compuestos de los seres vivos son de tipo covalente y,
por ende, la mayoría de los compuestos en los seres vivos son moléculas compuestas
generalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, a las que llamamos
BIOMOLÉCULAS.
Otros elementos muy presentes son el fósforo (P), el azufre (S) y varios iones
monoatómicos como el Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, Fe2+ y Cu2+.
El carbono tiene 4 electrones de valencia y la capacidad de formar tanto enlaces
simples como dobles y triples, dando lugar a un número muy amplio de estructuras
posibles. Las cadenas de carbono, a las que podemos llamar cadenas carbonadas,
hidrocarbonadas o alifáticas, son la estructura básica dentro de los compuestos estudiados
por la química orgánica, también llamada química del carbono.
Molécula de metano:
CADA ÁTOMO DE CARBONO SE UNA A
el hidrocarburo más CUATRO ÁTOMOS
simple (EN ESTE CASO 4 HIDRÓGENOS)
,En los compuestos orgánicos, y también en las biomoléculas se repite muchas veces la
aparición de un mismo conjunto de átomos unidos entre sí de una manera específica. A
estos conjuntos los llamamos grupos funcionales, y cada uno aporta propiedades físico-
químicas características.
La vida y la importancia de las uniones débiles
Tanto la estructura celular en sí misma como el cumplimiento de las funciones necesarias
para la vida, son factibles gracias al hecho de que todas las interacciones intermoleculares,
sobre las que se sustentan todos los procesos celulares, a temperatura fisiológica, tienen
una energía a penas un poquito mayor a la energía cinética de las moléculas (energía que
se asocia al movimiento de las moléculas). Esto permite que las moléculas no necesiten
ningún tipo de mecanismo complejo para empezar a interaccionar con otras, ni tampoco
para dejar de hacerlo.
Se trata del agua y las sales. Vas a encontrar que algunos autores las llaman
“Biomoléculas inorgánicas”.
, ATENCIÓN: LAS SALES NO SON MOLÉCULAS. Aunque sí puede haber
sales formadas por iones moleculares, en ese caso una parte de la sal es
una molécula, no la sal en su totalidad. Las sales se forman por uniones
iónicas y por definición una molécula es un conjunto de átomos unido en
forma covalente. Por esto, muchos preferimos utilizar el término
BIOMOLÉCULAS, sólo para hablar de los componentes orgánicos de la
célula.
Lípidos, azúcares, proteínas y ácido nucleicos. Generalmente es sólo a este grupo al que
se denomina BIOMOLÉCULAS, sin más. Pero, para quienes consideran al agua y a las
sales como “biomoléculas inorgánicas” estas serán biomoléculas orgánicas.
es el componente más abundante de los seres vivos. Es una sustancia con propiedades
únicas que hacen posible que en ella ocurran todas las reacciones químicas necesarias para llevar
adelante la vida. Las estructuras y las propiedades de todas las biomoléculas están influenciadas
por ella.
Es una molécula principalmente polar, dado sus dos enlaces polares O-H y sus dos pares
de electrones libres, que generan un dipolo permanente.
𝝁 𝝁
Su estructura y su polaridad le permiten ser unas gran aceptora y dadora de puentes de
hidrógeno: cada molécula de agua tiene 2 hidrógenos que pueden realizar un puente con
otras moléculas, y además 2 pares de electrones libres que pueden recibir otro puente de
, hidrógeno cada uno. En total cada molécula de agua puede establecer cuatro puentes de
hidrógeno a la vez.
Cuando una molécula puede establecer más de un puente de hidrógeno con otra, se observa un
efecto cooperativo ¿Qué quiere decir esto? Significa que el hecho de que se forme un puente
de hidrógeno, favorece la formación de los otros (guardate este concepto para cuando
hablemos de hemoglobina y enzimas alostéricas).
A bajas temperaturas, en las que las interacciones “se congelan”, se forma una red
cristalina extremadamente ordenada, que macroscópicamente vemos como hielo, y que
resulta menos densa que el estado líquido (tiene menos cantidad de moléculas por unidad
de espacio). Si alguna vez te preguntaste por qué el hielo flota en agua, acá tenés la
respuesta: los puentes de hidrógeno.
Puente de
Hidrógeno
La capacidad de las moléculas de agua de interaccionar mucho entre sí es llamada
cohesión intermolecular. Esta propiedad es la responsable de que el agua tenga un
punto de ebullición de 100°C mientras que otra molécula también pequeña y polar como
el metanol (CH3OH) tiene un punto de ebullición de casi 65°C. La temperatura de
ebullición es un indicador de cuánta energía, en este caso en forma de calor, tengo que
darle a una sustancia líquida, para romper todas las interacciones entre sus moléculas y
así lograr que se “escapen” del líquido para pasar a estado gaseoso. El metanol es polar,
por lo que entre sus moléculas están todas las interacciones que pueden realizar las
moléculas polares igual que el agua y además puede realizar puente de hidrógeno, porque
cumple con las condiciones para eso: un H unido a un O y un par de electrones libres,
pero sólo dos por molécula
Entonces, si todas las interacciones que pueden realizar las moléculas del etanol entre sí
son las mismas que las que realizan las de agua entre sí, y la única diferencia es la cantidad
de puentes de hidrógeno, es precisamente ello lo que hace a la diferencia de temperaturas
de ebullición. A pesar de ser uniones débiles, los puentes de hidrógeno entre moléculas
de agua son muchos y ocurren muy frecuentemente, por lo que el total de energía de
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