BIOQUÍMICA CLÍNICA
TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA
CELULAR Y MOLECULAR.
1. COMPOSICIÓN ELEMENTAL DE LOS SERES VIVOS:
BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS.
1.1. FUNDAMENTOS QUÍMICOS DE LA VIDA.
Todos los seres vivos están formados por una serie de elementos y compuestos químicos, en
cualquier ser vivo se pueden encontrar alrededor de setenta elementos.
BIOELEMENTOS: elementos químicos que forman parte de la materia viva.
1- PRIMARIOS O BIOGENÉSICOS PRINCIPALES.
Elementos MÁS abundantes en los seres vivos: 96% --> C, H, O, N, P, S. la mayor parte de los
elementos tienen una base de carbono (ideal para formar estas moléculas).
2- SECUNDARIOS.
Elementos que se encuentran en MENOR proporción: 3.9% --> Ca, Na, K, Cl, Mg, Fe. Se presentan de
forma iónica (carga positiva o negativas).
3- OLIGOELEMENTOS O ELEMENTOS TRAZA.
Elementos en MUY BAJA proporción: 0.1% --> Cu, Zn, Mn, Co, Ni, Si. Algunos no se manifiestan en
ciertos seres vivos.
Los bioelementos forman BIOMOLÉCULAS:
- INORGÁNICAS (materia viva e inerte, materia NO basada en la química del C)
o Agua.
o Sales minerales.
o Gases: O2, CO2, N2.
- ORGÁNICAS (UNICAMENTE en la materia viva, química del carbono).
o Glúcidos.
o Lípidos.
o Proteínas.
o Ácidos nucleicos
Los glúcidos, lípidos y proteínas se sacan de los alimentos.
, BIOQUÍMICA CLÍNICA
1.2. EL ÁTOMO DE CARBONO.
Átomo de carbono tiene 6 electrones, 4 en la capa de valencia
(órbita externa) y 3 en la capa interna. El C necesita 8
electrones para completar su envoltura de valencia.
El C forma 4 enlaces con otros átomos, la molécula más
sencilla es el metano CH4.
Los enlaces covalentes carbono-carbono pueden ser 3 tipos:
sencillos, dobles o triples.
1.3. EL AGUA.
AGUA: elemento fundamental para que se dé la vida, es una molécula POLAR (polo + y polo -).
El agua es el disolvente (casi) universal: mejor disolvente para las moléculas polares, las apolares no
se disuelven con agua.
POLARIDAD: separación de las cargas eléctricas dentro de la molécula.
El O2 tiene una electronegatividad superior a la del hidrógeno, el agua tiene un fuerte momento
dipolar eléctrico. Las moléculas de agua se atraen entre sí con gran facilidad el lado positivo.
El agua es cohesiva y una fuerte cohesión implica que el agua tiene una alta tensión superficial
cuando entra en contacto con el aire.
La atracción electrostática da lugar a un enlace por puente de hidrógeno, confiriéndole el agua
líquida unas propiedades inusuales:
- Alto calor de vaporización.
- Fuerte tensión superficial.
- Calor específico alto
- Elevada capacidad disolvente.
PUENTE DE HIDRÓGENO: tipo específico de interacción polar débil que se establece entre un átomo
significativamente electronegativo y un átomo de H, unido por enlace covalente a uno de los dos
átomos electronegativos.
1- ENLACE POR PUENTE DE HIDRÓGENO EN BIOMOLÉCULAS.
Macromoléculas como las proteínas o ácidos nucleicos, forman gran cantidad de puentes de H y
ellos es la base de su estabilidad estructural.
2- ENLACE POR PUENTE DE HIDRÓGENO ENTRE MOLÉCULAS DE
AGUA.
La atracción electrostática resultante entre átomo de oxígeno y molécula de agua y el H de otra
molécula de agua, constituye un puente de H.
, BIOQUÍMICA CLÍNICA
3- ESTADOS DEL AGUA.
SÓLIDO Molécula unida a otras cuatro mediante puentes de
H, cuatro direcciones en ángulos de 105º. La
disposición determina la forma de un tetraedro y es la
estructura cristalina del hielo.
LÍQUIDO Ruptura de muchos puentes (más transitorios), se
rompen y vuelven a formarse entre otras moléculas
con mucha rapidez. Las moléculas de agua pueden
compactarse y habrá mayor densidad.
GASEOSO Mayor parte de los puentes desaparecen, se
conservan algunos.
4- PROPIEDADES DEL AGUA.
El agua está creada por puentes de hidrógeno, tiene una gran propiedad de cohesión y es un
disolvente casi universal.
ALTO CALOR Moderador de la T.
ESPECÍFICO Se necesita mucho calor para incrementar la T del agua líquida debido a
que parte del calor se usa para romper los puentes de hidrógeno entre las
moléculas, el agua puede minimizar los cambios en la T.
Los animales de sangre caliente también usan el agua para distribuir calor
por su cuerpo.
ALTO CALOR DE Se necesita una gran cantidad de calor para evaporar una cierta cantidad
VAPORIZACIÓN de agua, ya que los puentes de hidrógeno deben romperse para liberar las
moléculas en forma de gas.
ALTOS PUNTOS DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN
FLOTABILIDAD DEL Cuerpos de agua líquida bajo el hielo, que permiten la supervivencia de los
HIELO seres vivos.
La densidad del hielo es más pequeña que la densidad del agua.
ELEVADA TENSIÓN Circulación del agua en las plantas y circulación sanguínea.
SUPERFICIAL Y - El agua tiene una tensión superficial más alta que la mayoría de los
CAPILARIDAD otros líquidos.
TENSIÓN SUPERFICIAL: fenómeno físico que se produce en la superficie
de los líquidos, permite soportar una fuerza externa.
, BIOQUÍMICA CLÍNICA
5- AGUA COMO DISOLVENTE.
El agua tiene unas propiedades físicas y una de ellas es la capacidad para disolver una amplia gama
de sustancias:
- Mejor disolvente para todas aquellas moléculas polares.
- Las moléculas apolares no se disuelven, como las grasas.
La capacidad disolvente del agua está basada en su naturaleza dipolar. Las sustancias se dividen en:
- Hidrofílicas o polares, que son solubles.
- Hidrofóbicas o apolares, no son solubles
- Anfipáticas: molécula polar y apolar.
1) SUSTANCIAS HIDROFÍLCAS.
Netamente solubles en agua, existen:
- POLARES NO CARGADAS: (EJ: azúcar): se disuelven fácilmente en agua por el efecto
estabilizador de los puentes de H que se forman entre los grupos hidroxilo o el oxígeno
carbonílico del azúcar y las moléculas polares del agua.
- POLARES IÓNICAS: (EJ: sales minerales y biomoléculas orgánicas como los aminoácidos):
poseen carga eléctrica neta, el agua disuelve las sales cristalinas con la hidratación de los
iones que componen la sala.
2) SUSTANCIAS ANFIPÁTICAS O ANTIFÍLICAS.
El colesterol y los fosfolípidos son sustancias anfipáticas.
Las moléculas anfipáticas se asocian para construir estructuras estables en las que las zonas
polares se disponen hacia el exterior en contacto con el agua y las zonas no polares lo hacen hacia el
interior aisladas del contacto con el agua y unidas entre sí por unas atracciones débiles.
Tipos de estructuras:
- Micelas: una capa de lípidos.
- Liposoma: bicapa lipídica. Las bicapas lipídicas cerradas sobre
sí mismas constituyen la base estructural de las membranas
celulares.
TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA
CELULAR Y MOLECULAR.
1. COMPOSICIÓN ELEMENTAL DE LOS SERES VIVOS:
BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS.
1.1. FUNDAMENTOS QUÍMICOS DE LA VIDA.
Todos los seres vivos están formados por una serie de elementos y compuestos químicos, en
cualquier ser vivo se pueden encontrar alrededor de setenta elementos.
BIOELEMENTOS: elementos químicos que forman parte de la materia viva.
1- PRIMARIOS O BIOGENÉSICOS PRINCIPALES.
Elementos MÁS abundantes en los seres vivos: 96% --> C, H, O, N, P, S. la mayor parte de los
elementos tienen una base de carbono (ideal para formar estas moléculas).
2- SECUNDARIOS.
Elementos que se encuentran en MENOR proporción: 3.9% --> Ca, Na, K, Cl, Mg, Fe. Se presentan de
forma iónica (carga positiva o negativas).
3- OLIGOELEMENTOS O ELEMENTOS TRAZA.
Elementos en MUY BAJA proporción: 0.1% --> Cu, Zn, Mn, Co, Ni, Si. Algunos no se manifiestan en
ciertos seres vivos.
Los bioelementos forman BIOMOLÉCULAS:
- INORGÁNICAS (materia viva e inerte, materia NO basada en la química del C)
o Agua.
o Sales minerales.
o Gases: O2, CO2, N2.
- ORGÁNICAS (UNICAMENTE en la materia viva, química del carbono).
o Glúcidos.
o Lípidos.
o Proteínas.
o Ácidos nucleicos
Los glúcidos, lípidos y proteínas se sacan de los alimentos.
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1.2. EL ÁTOMO DE CARBONO.
Átomo de carbono tiene 6 electrones, 4 en la capa de valencia
(órbita externa) y 3 en la capa interna. El C necesita 8
electrones para completar su envoltura de valencia.
El C forma 4 enlaces con otros átomos, la molécula más
sencilla es el metano CH4.
Los enlaces covalentes carbono-carbono pueden ser 3 tipos:
sencillos, dobles o triples.
1.3. EL AGUA.
AGUA: elemento fundamental para que se dé la vida, es una molécula POLAR (polo + y polo -).
El agua es el disolvente (casi) universal: mejor disolvente para las moléculas polares, las apolares no
se disuelven con agua.
POLARIDAD: separación de las cargas eléctricas dentro de la molécula.
El O2 tiene una electronegatividad superior a la del hidrógeno, el agua tiene un fuerte momento
dipolar eléctrico. Las moléculas de agua se atraen entre sí con gran facilidad el lado positivo.
El agua es cohesiva y una fuerte cohesión implica que el agua tiene una alta tensión superficial
cuando entra en contacto con el aire.
La atracción electrostática da lugar a un enlace por puente de hidrógeno, confiriéndole el agua
líquida unas propiedades inusuales:
- Alto calor de vaporización.
- Fuerte tensión superficial.
- Calor específico alto
- Elevada capacidad disolvente.
PUENTE DE HIDRÓGENO: tipo específico de interacción polar débil que se establece entre un átomo
significativamente electronegativo y un átomo de H, unido por enlace covalente a uno de los dos
átomos electronegativos.
1- ENLACE POR PUENTE DE HIDRÓGENO EN BIOMOLÉCULAS.
Macromoléculas como las proteínas o ácidos nucleicos, forman gran cantidad de puentes de H y
ellos es la base de su estabilidad estructural.
2- ENLACE POR PUENTE DE HIDRÓGENO ENTRE MOLÉCULAS DE
AGUA.
La atracción electrostática resultante entre átomo de oxígeno y molécula de agua y el H de otra
molécula de agua, constituye un puente de H.
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3- ESTADOS DEL AGUA.
SÓLIDO Molécula unida a otras cuatro mediante puentes de
H, cuatro direcciones en ángulos de 105º. La
disposición determina la forma de un tetraedro y es la
estructura cristalina del hielo.
LÍQUIDO Ruptura de muchos puentes (más transitorios), se
rompen y vuelven a formarse entre otras moléculas
con mucha rapidez. Las moléculas de agua pueden
compactarse y habrá mayor densidad.
GASEOSO Mayor parte de los puentes desaparecen, se
conservan algunos.
4- PROPIEDADES DEL AGUA.
El agua está creada por puentes de hidrógeno, tiene una gran propiedad de cohesión y es un
disolvente casi universal.
ALTO CALOR Moderador de la T.
ESPECÍFICO Se necesita mucho calor para incrementar la T del agua líquida debido a
que parte del calor se usa para romper los puentes de hidrógeno entre las
moléculas, el agua puede minimizar los cambios en la T.
Los animales de sangre caliente también usan el agua para distribuir calor
por su cuerpo.
ALTO CALOR DE Se necesita una gran cantidad de calor para evaporar una cierta cantidad
VAPORIZACIÓN de agua, ya que los puentes de hidrógeno deben romperse para liberar las
moléculas en forma de gas.
ALTOS PUNTOS DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN
FLOTABILIDAD DEL Cuerpos de agua líquida bajo el hielo, que permiten la supervivencia de los
HIELO seres vivos.
La densidad del hielo es más pequeña que la densidad del agua.
ELEVADA TENSIÓN Circulación del agua en las plantas y circulación sanguínea.
SUPERFICIAL Y - El agua tiene una tensión superficial más alta que la mayoría de los
CAPILARIDAD otros líquidos.
TENSIÓN SUPERFICIAL: fenómeno físico que se produce en la superficie
de los líquidos, permite soportar una fuerza externa.
, BIOQUÍMICA CLÍNICA
5- AGUA COMO DISOLVENTE.
El agua tiene unas propiedades físicas y una de ellas es la capacidad para disolver una amplia gama
de sustancias:
- Mejor disolvente para todas aquellas moléculas polares.
- Las moléculas apolares no se disuelven, como las grasas.
La capacidad disolvente del agua está basada en su naturaleza dipolar. Las sustancias se dividen en:
- Hidrofílicas o polares, que son solubles.
- Hidrofóbicas o apolares, no son solubles
- Anfipáticas: molécula polar y apolar.
1) SUSTANCIAS HIDROFÍLCAS.
Netamente solubles en agua, existen:
- POLARES NO CARGADAS: (EJ: azúcar): se disuelven fácilmente en agua por el efecto
estabilizador de los puentes de H que se forman entre los grupos hidroxilo o el oxígeno
carbonílico del azúcar y las moléculas polares del agua.
- POLARES IÓNICAS: (EJ: sales minerales y biomoléculas orgánicas como los aminoácidos):
poseen carga eléctrica neta, el agua disuelve las sales cristalinas con la hidratación de los
iones que componen la sala.
2) SUSTANCIAS ANFIPÁTICAS O ANTIFÍLICAS.
El colesterol y los fosfolípidos son sustancias anfipáticas.
Las moléculas anfipáticas se asocian para construir estructuras estables en las que las zonas
polares se disponen hacia el exterior en contacto con el agua y las zonas no polares lo hacen hacia el
interior aisladas del contacto con el agua y unidas entre sí por unas atracciones débiles.
Tipos de estructuras:
- Micelas: una capa de lípidos.
- Liposoma: bicapa lipídica. Las bicapas lipídicas cerradas sobre
sí mismas constituyen la base estructural de las membranas
celulares.
