Introduccion a la Bioquimica

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Bioquímica 
 
QUIMICA DE LA VIDA 
 Composición química de los seres vivos desde el punto molecular → transformaciones químicas que ocurren→La 
relación estructura función de las moléculas → procesos biológicos a nivel molecular 
OBJETIVOS 
 Conocimientos de la estructura y comportamiento de las moléculas biológicas 
 Metabolismo que regulan los diferentes sistemas y aparatos 
 Correlacionar con fenómenos fisiológicos y patológicos 
 Estimulo para una permanente búsqueda de nuevos conocimientos 
IMPORTANCIA DE LA BIOQUÍMICA 
 Harpe (2001 publicó “ No existe patología sin fundamento quimico” 
 El surgimiento de una enfermedad se da cuando se interrumpe el equilibrio de los componentes químicos intra y 
extracelulares 
 Es importante para entender el metabolismo de los seres vivos fundamentalmente para emprender tareas en: 
o Medicina: esclarecimiento, diagnósticos, tratamiento y prevención de enfermedades 
o Desarrollar trabajos de investigación en el área de bioquímica pura y aplicada 
RELACIONES CON OTRAS CIENCIAS 
 
 
 
 
 
 
Genetica
•Esta ligada con los acidos nucleicos 
Medicina
•Ayuda a valorar respuesta al tratamiento
Farmacologia
•Se preocupa de medicamentos, hormonas y enzimas, metabolizacion de farmacos y su interacion 
Biotecnologia
•Mejoramiento de las celulas animales y vegetales
Microbiologia
•Estudia los microbios, se necesita una serie de reaciones para dectectar las bacterias
Nutricion
•Conoce todas las estructura moleculares para hacer una dieta equilibrada , estudios de los compostos 
Fisiologia
•Todos los organos para funcione va a depender mucho del metabolismo que es la reaccion quimica que ocurre en las células 
Inmunologia 
•Respuesta inmunologica, la evidencia de los anticuerpos se da de las reaciones quimicas 
Bioquímica 
 
 
BIOQUIMICA 
 Bioquímica estática o descriptiva: Componentes de los seres vivos sus características físico-químico 
 Bioquímica dinámica: Transformaciones químicas en los sistemas biológicos 
 Elementos biógenos: Son los elementos que forma parte de nuestras vidas 
o Carbono 
o Hidrogeno 
o Oxigeno 
o Nitrógeno 
o Ellos representan el 96% de la masa corporal total 
 Los bioelementos en la tabla periódica se mencionan entre 20 a 30 y se van a dividir en: 
o Primario; Hidrogeno, Carbono, nitrógeno, oxígeno, fosforo y Azufre 
o Secundario; Sodio, magnesio, potasio, cloro y calcio esta entre 1 a 3% 
o Oligoelementos; Litio, Yodo, hierro, cobre, cinco, mercurio, cromo, cobalto, manganés, selenio 
 
 Organico es cuando tiene un enlace C-C-C-C 
 En el inorgánico nunca tiene el enlace C-C 
Bioquímica 
 
BIOELEMENTOS PRIMARIOS 
 Propriedades fisicoquímicas 
• Gracias a estas propriedades son idóneos para la vida 
o Forman entre ellos enlaces covalentes simple cuando ambos ponen un par de electrones y 
coordinado cuando 1 átomo pone un par de electrones 
o El carbono, nitrógeno, oxígeno pueden compartir mas de un par de electrones formando enlaces 
dobles y triples 
o Son elementos más ligeros cuya la capacidad de formar dobles enlace los hace mas estables 
 El carbono: Tiene una configuración tetraédrica de los enlaces del carbono los diferentes tipos de moléculas orgánicas 
tienen estructuras tridimensionales diferentes. Esta conformación espacial es responsable de la actividad biológica 
• Es elemento básico 
• Uniones más estables 
• Enlaces covalentes con mucho otros átomos 
• Forma cadenas largas y ramificadas 
• Es elemento principal de la materia orgánica 
• Forma enlaces simple, dobles y triples 
o Simple C-C 
o Dobles C=C 
o Triples C =- C 
• Adopta distintas conformidades espaciales 
• Multitud de combinaciones diferentes 
 El oxigeno es un elemento químico con numero atómico 8 (tiene 8 protones). El O forma una molécula O2 de dos 
átomos que corresponde a un gas incoloro a temperaturas y presiones normales 
• El O es muy reactivo, por lo que sus átomos están incorporados a muchos compuestos químicos comunes, 
como el H20, el CO2, el CO, los SO2 y SO3 y los NO y NO2 
• Es un elemento muy electronegativo que permite la obtención de energía mediante la respiración aeróbica 
• El oxigeno tiene la posibilidad de obtener energía es porque es un elemento muy electronegativo, entonces 
oxidad las macromoléculas 
 El nitrógeno: Forma parte de las dos biomoléculas complejas de los seres vivos 
• Proteínas 
• Ácidos nucleicos 
• Como grupo amino 
• Es el elemento químico con numero atómico 7. El nitrógeno moléculas (N2) es un compuesto químico muy 
común, en el que dos átomos de nitrógeno están estrechamente unidos 
• El N moléculas no tiene color ni olor, y es un gas inerte a temperatura y presiones normales 
 El Hidrogeno es el primer elemento de la tabla periódica 
• En condiciones normales es un gas incoloro, inodoro e insípido, compuesto de moléculas diatómicas H2 
• Consta de un núcleo de unidad de carga positiva y un solo electrón 
• Es uno de los constituyentes principales del agua y de toda la materia orgánica 
• Esta distribuido de manera amplia en la tierra sino en todo el universo 
 Fosforo: Se halla principalmente como grupo fosfato (PO43-) formando parte de los nucleótidos, de fosfolípidos en la 
membrana celular y como coenzima 
 Azufre: Se encuentra sobre todo como radical sulfhidrillo (-SH) formando parte de muchas proteínas. También se halla 
en la coenzima A, esencial para diversas rutas metabólicas universales, como el ciclo de Krebs. 
 
 
 
 
Bioquímica 
 
BIOELEMENTOS SECUNDARIOS 
 Ca, NA, Cl, K, Mg 
 Lo encontramos formando parte de todos los seres vivos en menor cantidad (en una proporción del 4,5%) son 
imprescindibles para las funciones vitales. Se requiere en la dieta en cantidades mayores de 100 mg/dia 
 Calcio: Como Co3- en las estructuras óseas caparazones ion Ca2+ contracción musculares coagulación sanguínea y 
transmisión de impulsos nerviosos 
 Mg: Forma de la molécula de clorofila, en forma iónica cataliza reacciones en enzimáticas (degradación de ATP, síntesis 
de ADN) conducción nerviosa, contracción muscular. 
 K: Catión que se encuentra en mayor concentración el medio intracelular necesario para conducción nerviosa y 
contracción muscular 
 Cl: Anión mas frecuente del LEC regula el equilibrio ácido base de los fluidos, presión osmótica, balance de electrolitos 
acompañado con Na y K 
 Na: Catión que se encuentra en mayor concentración en el medio extracelular regula presión osmótica necesario para 
conducción nerviosa y contracción muscular 
OLIGOELEMENTOS 
 
 Se llman así, al conjunto de elementos químicos que están presentes en los organismos en forma escasa, pero que son 
indispensables para el desarrollo 
 Hierro → Fundamental para la síntesis de clorofila, catalizar en reacciones químicas y formando parte de citocromos 
que intervienen en la respiración celular y en la hemoglobina que intervienen en el transporte de oxígeno 
 Manganeso → Intervienen en la fotolisis del agua, durante el proceso de fotosíntesis en las plantas 
 Iodo → Necesario para la síntesis de la tiroxina y tetraiodotironina, hormona que interviene en el metabolismo 
 Flúor → Forma parte del esmalte dentario de los huesos 
 Cobalto → Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina 
 Silicio → Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramíneas 
 Cromo → Intervienen junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre 
 Cinco → Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo 
 Litio → Actúa sobre neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estados de 
depresiones 
 Molibdeno → Forma parte de las enzimas vegetales que actúa en la reducción de los nitratos por parte de las plantas, 
forma parte del metabolismo enzimático, entonces activa las enzimas 
 Todos los oligoelementos participan en el metabolismo,porque tiene que esta presente como activadores, 
catalizadores de las enzimas 
BIOELEMENTOS 
 C, H, O , N, P 
 Elementos químicos → Biomoléculas 
Bioquímica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
COMPUESTO INORGANICOS 
 Agua: Componente más abundante del organismo humano de extraordinaria importancia porque se encuentra en 
mayor cantidad y cumple funciones determinantes para la fisiología animal 
• 65% del peso corporal esta representado por agua en una persona adulta denominándose agua corporal total 
(ACT) 
• En la mujer es del 55% 
• Agua extracelular 1/3 (20%) → Agua intersticial 12% posee numerosas sustancias de PM pequeño o 
cristaloides en sol, verdaderas pobre en proteínas; Agua intravascular: 4% plasma y sistema linfoide pequeño o 
cristaloides en sol, verdaderas y proteínas en dispersión coloidal; Agua transcelular 4% líquido cefalorraquídeo, 
humor acuoso y liquido sinovial 
• Agua intracelular 2/3 (40%) 
• DISTRIBUCION CORPORAL: 
o Intracelular 2/3 del H2O corporal (28 litros) tiene agua libre y agua ligada; 
i. Agua libre 95% es usado como solvente para solutos y como medio dispersante del sistema 
coloidal protoplasmático 
ii. Agua ligada 5% esta unido por proteínas por uniones hidrógeno y otras fuerzas 
o Extracelular fuera de la célula, ½ del agua corporal 14 litros 
• BALANCE HÍDRICO: 
o En condiciones normales la ingestión de agua es por vía oral (2 litros a 2 e medios diarios) que 
provienen de 3 fuentes principales 
o Agua visible (agua de bebida o alimentos líquidos) → 1400 
o Agua oculta (verduras y frutas) → 800 ml 
o Agua de oxidación (producto del metabolismo) → 300 ml 
o Total 2500 ml 
o El balance de H2O es condicionado en gran parte por la sed determinada por la propria osmolalidad 
de líquidos corporales 
• EGRESO: 
o Riñones (orina) → 1500 ml 
B
io
m
o
lé
cu
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s 
 
Moléculas 
organicas 
Glúcidos
Lípidos 
Proteínas 
Ácidos nucleicos 
(ADN)
Vitaminas
Hormonas
Enzimas 
Moléculas 
inorgánicas 
Agua
Sales minerales 
Células 
Bioquímica 
 
o Piel (sudor) y pulmones → 800 ml 
o Intestinos (heces) → 150 ml 
o Total → 2500 ml 
o El riñón está capacitado para mantener constante el volumen hídrico 
• Porcentaje de agua en los tejidos y en el tejido graso tiene un contenido de agua menor porque la grasa son 
moléculas hidrófobas, entonces no se agarrada con el agua 
• En un adulto normal en 24 horas se forma: 
o Saliva → 1000 ml 
o Jugo gástrico → 2000 ml 
o Bilis → 500 ml 
o Jugo pancreático → 1500 ml 
o Jugo intestinal → 3000 ml 
• Esta agua es reabsorbida 
• En condiciones patológicas que provocan vomito o diarrea; buena parte de este líquido no es reabsorbido; la 
perdida de H2O y electrolitos pueden ser considerables; se produce deshidratación y desequilibrio iónico 
• ESTRUCTURA QUÍMICA DEL H2O; 
o Tiene el enlace covalente simple 
o Para que ahí esa carga el H esta ubicados en un ángulo de 104,5 grados, se no tuviera ese espacio 
entre los H no tenía la bipolaridad, porque el H se alinearía en una línea el positivo y negativo y se 
anularían 
• PROPRIEDAD DEL AGUA: 
o Gracias a las formaciones del puente de hidrogeno el agua tiene la su propriedad 
o Elevada fuerza de cohesión es debido la formación de puentes de H, y la elevada fuerza de adhesión, 
que es la capacidad de unirse a otras sustancias permiten fenómenos como la capacidad 
o Elevada fuerza de adhesión 
o Elevada tensión superficial 
o Elevado calor especifico 
o Elevado calor de vaporización 
o Densidad anómala 
o Elevada constante dieléctrica 
o Bajo grado de ionización 
• NATURALEZA MOLECULAR DEL H2O: 
o Tiene puentes de hidrogeno que forma el H2O 
o Es fluida sus moléculas se espalan rápidamente, los líquidos que son menos fluidos son mas viscosos 
tiene resistencia para deformación 
o Tiene elevada cohesividad interna 
 
Bioquímica 
 
• ESTRUCTURA DEL HIELO: 
o Cada molécula de H2O forma el máximo de 4 puentes de hidrogeno en una red cristalina regular 
o En el H2O liquida, cada molécula forma un promedio de 3,4 puentes de hidrogeno con otras 
moléculas de H2O 
o La red cristalina del hielo ocupa mas espacio que el mismo número de moléculas de H2O liquida. El 
hielo es menos denso que el agua liquida y por eso flota 
o El estado gaseoso es el único en el que las moléculas de H2O se encuentran sueltas. En el resto de los 
estados permanecen agrupadas 
o H2O liquido la densidad es la masa dividida por el volumen, o sea cada 1g ocupa el espacio de 1 ml 
o El hielo tiene 0,5 de densidad 
o Anomalías presentes en el agua es que el agua líquida es más densa que el agua solida debido a los 
puentes de hidrogeno 
o La densidad en la sólida es menor porque ocupan mayor volumen que las moléculas en estado liquido 
• ELEVADA FUERZA DE COHESIÓN Y DE ADHESIÓN 
o La cohesión es la fuerza que mantiene unida una moledura con otra 
o Es debido la formación de puentes de H, y la elevada fuerza de adhesión, que es la capacidad de 
unirse a otras sustancias permiten fenómenos como la capilaridad que quiere decir que el agua 
descienda 
o Ayuda en el transporte de agua pelo cuerpo 
o La elevada fuerza de cohesión es debido los puentes de H 
• ELEVADOS CALOR ESPECIFICO Y DE VAPORIZACION 
o El H2O puede absorber grandes cantidades de calor que utiliza para romper los puentes de H por lo 
que la temperatura se eleva muy lentamente 
o El calor específico es necesario para romper los enlaces 
o Estas propriedades son fundamental para los seres vivos ya que el es un buen termorregulador 
o Para ocurre evaporar el H2O, primero hay que romper los puentes de H y posteriormente dotar las 
moléculas de H2O suficientes energía cinética para pasar de la fase liquida a la gaseosa. Para evaporar 
un gramo de H2O se precisan 540 calorías, a una temperatura de 20 grados Celsius 
• TENSIÓN SUPERFICIAL 
o Es la fuerza que mantiene unidas a las moléculas de H2O de la superficie 
o Las gotas de agua son estables también debido a su alta tensión superficial 
• ELEVADA CONSTANTE DIELÉCTRICA 
o Es la propiedad que permite que una sustancia mantenga separado sus electrolitos 
o Esta observación es muy importante para los sistemas biológicos pues la diferencia en los gradientes 
iónicos es la base energética y funcional de muchos procesos 
o Esa constante separa los iones 
o Su elevada constante dieléctrica permite disociación de la mayoría de las sales inorgánicas en su seno 
y permite que las disoluciones pueden conducir la electricidad 
Bioquímica 
 
 
• FUNCIONES DEL AGUA 
o Solvente natural y universal 
o Medio de transporte de sustancias 
o Lubrica y humedece membrana y órganos 
o Almacena y distribuye calor 
o Medio de las reacciones bioquímicas 
• Compuestos iónicos y polares son solubles en agua (hidrófilos) 
• Compuestos apolares son insolubles en agua (hidrófobos) se disuelven en solventes orgánicos no polares, por 
ejemplo: hidrocarburos 
• Compuestos anfipáticos: poseen grupos hidrófobos y hidrófilos, por ejemplo: fosfolípidos 
SOLUCIONES QUIMICAS 
 Solución es la mezcla homogénea de dos o mas sustancias 
 Soluto menor cantidad 
 Solvente o disolvente en mayor cantidad que siempre va ser el agua 
 CONCENTRACION: Es la cantidad de soluto disuelto en determinado volumen de solución 
• Se expresa en: 
1. Unidades físicas: Porcentaje 
2. Unidades químicas: Molaridad, molalidad y equivalente químico 
• Molaridad → 1 mol es 58 g 
• Molalidad → 1 mol + 1 kg de H2O 
OSMOSIS 
 Es un fenómeno consistente en el paso del solvente de una disolución desde una zona de baja concentración hasta otra 
de alta concentración del soluto, separadas por una membrana semipermeable 
 La presión osmótica es la presión que seria necesaria para detener el flujo de agua a través de la membrana 
semipermeable 
 
Cohesión molecular
• Liquida a temperatura ambiente 
• Es el medio biologico
• Actua como medio de transporte
• Liquidomuy incompresible 
• Evita deformacion citoplasmicas 
• Esqueleto hidrostatico en celulas vegetales
• Función amortigadora mecánica
Tensión superficial 
• La superficie del H2O oferece resistencia
• Actúa como una membrana elástica 
Fuerza de adhesión
• Capacidad para ascender por conductos muy estrechos
Bioquímica 
 
 
 Las partículas disueltas en los líquidos orgánicos son responsables de la fuerza osmótica que determina del 
desplazamiento de agua entre compartimientos 
 Es directamente proporcional al numero de partículas con actividad osmótica 
 A > número de partículas > Presión osmótica 
 Tonicidad es sinónimo de concentración 
 Hipertónico es sinónimo de alta concentración y hipotónico es cuando tiene baja concentración 
 Mol → Peso molecular de soluto expressado em gramas 
 Solución 1 molar → tiene 1 mol de soluto disuelto en 1L de solución 
 Solución 1 molal → tiene 1 mol disuelto 1 kg de H2O 
 1 osmol → 1 mol de sustancia con actividad osmótica activa 
 Osmolaridad → expresa la concentración, numero de osmol por litro de solvente 
 Osmolalidad → número de osmol por kg de H2O 
 Isotónico es aquella que la cantidad de soluto dentro y afuera de la célula es la misma 
 Hipertónico es aquella que en el LEC está más concentrado que dentro de la célula, es onde ocurrí la osmolaridad 
 Hipotónico es aquella que en el LIC esta mas concentrado que afuera de la célula