Introducción bioquímica Flashcards
¿Qué es la bioquímica?
Ciencia que estudia los procesos químicos y fisicoquímicos de los organismos vivos
Según la NASA, ¿Cuál es la definición de “vida”?
Es un sistema químico autosustentable capaz de evolucionar (darwinista)
La vida es un sistema químico altamente complejo, sus características son:
- Está compuesto de carbono
- Reacciones en medios acuosos
- Necesita energía
¿Qué estructuras celulares comparten todas las células?
Compartimientos, membrana plasmática, citoplasma, material genético y membrana nuclear.
Para el estudio de la bioquímica se requieren fundamentos:
Celulares, químicos, físicos y genéticos.
¿Qué es el protoplasma?
Representa a la materia viva.
Incluye al citoplasma y núcleo.
En él ocurren las reacciones químicas que modifican sustancias que llegan como resultado de su intercambio constante con el exterior.
¿Qué es la bioquímica estática?
Estudio de las sustancias que componen la materia viva.
-Investiga las transformaciones que ocurren en las sustancias, desde el momento de su entrada hasta su devolución al exterior
¿Qué son las enzimas?
Son biocatalizadores que aceleran las reacciones:
-actúan bajo condiciones fisiológicas específicas de temperatura, presión, acidez y otros factores
¿Qué es la bioquímica dinámica?
Conjunto de las transformaciones
-Reacciones de síntesis y degradación del metabolismo
Es el objeto de estudio más importante de la bioquímica
El metabolismo
Los organismos se clasifican de acuerdo a la fuente de la cuál obtienen energía en:
- Fotótrofos (energía de la luz)
- Quimiótrofos (energía de la oxidación de combustibles químicos)
Los fotótrofos a su vez se subdividen según su fuente de carbono en:
- Autótrofos (carbono del CO2)
- Heterótrofos (carbono de compuestos orgánicos)
Los quimiótrofos a su vez se subdividen en:
- Litótrofos (combustibles inorgánicos)
- Organótrofos (combustibles orgánicos)
La estructura celular se ensambla a partir de subunidades:
- Monómeros
- Uniones covalentes
- Interacciones no covalentes
¿Qué son las biomoléculas?
Compuestos de carbono con grupos funcionales variables
*esto es posible gracias a la versatilidad del carbono
Si fueran enlaces iónicos en vez de covalentes, al entrar en contacto con H20 se:
Disolverían
De los grupos funcionales de las biomoléculas, para la célula surgen:
Compuestos del compartimiento citoplasmático
¿Qué es un metaboloma?
Conjunto de metabolitos en una célula que participan en vías o procesos
Los átomos de carbono pueden formar dobles enlaces entre ellos que permiten la libre rotación, verdadero o falso:
Falso (los enlaces dobles fijan los átomos de carbono)
¿Cuál es la subunidad monomérica a partir de la cuál se ensamblan las proteínas y los ácidos nucleicos?
Proteínas: aminoácidos
Ácidos nucleicos: nucleótidos
La células se componen principalmente de H20 y macromoléculas que son:
Proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y polisacáridos.
La función de una biomolécula depende de:
Sus grupos funcionales y su estereoquímica (configuración molecular)
Las interacciones entre moléculas son ____, y requieren configuraciones determinadas entre las moléculas que interactúan.
estereoespecíficas
Los estereoisómeros se subdividen en:
Isómeros geométricos (cis, trans)
Isómeros ópticos (enantiómeros, diastereoisómero)
¿Qué es un enantiómero?
Compuestos de carbono con los mismos enlaces químicos, pero diferente configuración.
¿Qué es un carbono/centro quiral?
Un carbono con 4 sustituyentes distintos
¿Cómo calcular el número de configuraciones posibles?
2ⁿ
*n= número de carbonos quirales
¿Cuál es la diferencia entre los enantiómeros y los diastereoisómeros?
Los enantiómeros son imagen espejo, y los diastereoisómeros no son imagen espejo.
El arreglo espacial puede tener diferentes posiciones en el espacio por la libertad de rotación de los enlaces:
simples
¿Qué es un sitio activo?
Donde ingresa el metabolito para liberar el producto.
Las células requieren energía para:
Hacer síntesis, moverse y expresar información genética.
Los organismos vivos están en dynamic steady state; no están en equilibrio con el ambiente. Verdadero o falso.
Verdadero
Los organismos vivos son sistemas de tipo___ porque intercambiamos energía y materia con el ambiente.
abiertos
Los organismos vivos se rigen por la __ y __ ley de termodinámica.
1ra: energía constante, no se crea ni destruye, sólo se transforma.
2da: Universo tiende al desorden; necesitamos energía para evitarlo (por que si no morimos)
Los sistemas biológicos liberan productos menos organizados lo que ___la entropía del Universo.
Aumenta
Los sistemas biológicos sintetizan macromoléculas complejas y almacenan y replican la información, lo que ___la entropía del Universo.
Disminuye
¿Cuáles son las características del agua?
- Es solvente polar
- Cada H comparte un par de e- con el oxígeno
- Orbitales sp3
- La estructura y función celular están adaptados para ocurrir en ella
En el agua líquida, los puentes de hidrógeno ___, no hay orden y es un modelo _____
Se doblan
Modelo continuo uniforme
Proveen la fuerza cohesiva que convierte el agua sólida en un líquido a temperatura ambiente
Los puentes de hidrógeno
Las biomoléculas se clasifican en:
- Polares (interacción H20-soluto, adheridas a la molécula)
- No polares (interacción hidrofóbica, alejadas de la molécula)
¿Cuál es más electronegativo, el hidrógeno o el oxígeno?
El oxígeno
Por su arreglo espacial, cada H2O sólida puede formar __ puentes de hidrógeno, mientras que en estado líquido forma solamente __.
Sólido: 4
Líquido: 3.4-3.5
El agua es un solvente polar porque:
disuelve biomoléculas polares y sales
El agua forma puentes de hidrógeno con:
Fl, O, N
¿Qué son los compuestos anfipáticos?
Contienen regiones externas polares (interactúan con el H2O) e internas no polares (hidrofóbicas)
-Forman micelas
Son cruciales para la estructura y función macromolecular:
- Puentes de hidrógeno
- Fuerzas de Van der Waals
- Interacciones hidrófobas
¿Qué es la ionización?
La constante producción que tiene el H2O para formar H+ y OH-
*kw= 1.0 x 10-14
¿Por qué no existen los protones libres en las soluciones?
Porque los iones H+ son hidratados para formar iones hidronio:
(H+) + H2O= H3O
¿Cuáles son los ácidos débiles en los aminoácidos y en los nucleótidos?
Aminoácidos: grupos amino y carboxilo
Nucleótidos: grupos fosfato
La conformación de una molécula no puede ser aislada, debido a que son interconvertibles. Verdadero o falso.
Verdadero.
Las alfa hélices son solubles en H2O, verdadero o falso.
Verdadero.
¿Qué es el metabolismo?
Es la interconversión de compuestos químicos en el cuerpo, por vías:
- anabólicas
- anfibólicas (ciclo de krebs)
- catabólicas
¿Qué puede ocasionar una alteración en el metabolismo?
Ayuno prolongado, ejercicio, embarazo, deficiencia enzimática o nutricional, secreción anormal de hormonal.
¿Cuántos genomas poseen los siguientes organismos? VIH Mycoplasma genitalium Mus musculus Humano
VIH: 9
Mycoplasma genitalium: 525
Mus musculus: 20,210
Humano:25,000
El tamaño de los genomas depende de:
La cantidad de proteínas que dicho organismo requiere para cumplir su ciclo de vida
¿Qué es un enlace covalente?
Es una unión química que involucra el compartir pares de e- entre átomos (pares compartidos o pares de unión)
El compartir le permite a cada átomo adquirir el equivalente a un orbital externo completo, es decir, tener una configuración electrónica estable.
¿Cuáles son los tipos de enlaces covalentes?
- Enlaces sigma (los más fuertes) que se llevan a cabo cuando hay una sobreposición de frente entre los orbitales de dos átomos distintos
- Enlaces Pi son más débiles y se deben a la sobreposición lateral entre orbitales p (o d).
El enlace simple tiene enlaces del tipo:
Sigma
El enlace doble tiene enlaces del tipo:
Consiste de una unión sigma y una Pi.
El enlace triple tiene enlaces del tipo:
Consiste de una unión sigma y dos Pi.
Un enlace covalente no polar es la unión de :
Dos átomos con electronegatividad idéntica
Un enlace covalente polar es la unión de:
Dos átomos con electronegatividad desigual
Responsable del punto de ebullición tan alto del agua
Puentes de hidrógeno
Son fuerzas mucho más débiles, y más susceptibles a sufrir perturbaciones, que se disipan cuando hay mayores distancias entre las moléculas que interactúan
Fuerzas de van der Waals:
La fuerza de dispersión de Londres ocurre entre dipolos:
Inducidos instantáneamente
La fuerza electrostática se describe como la ley de ___,
Coulomb.
En un medio acuoso, la interacción no covalente más fuerte es _______ el cual puede llegar a tener una fuerza de hasta 44 kj/mol.
El puente de hidrógeno,
Tipos de transformaciones de energía que pueden ocurrir en una célula:
- Energía química a mecánica: ATP-sintasa para producir ATP.
- Energía química en calor: Liberación de calor durante la cadena de transporte de electrones.
- Energía mecánica a química: Movimiento de la ATP- sintasa para hidrolizar ATP.
- Energía química a cinética: Movimiento de actina sobre la miosina mediante la hidrólisis del ATP durante la contracción muscular.
La reacción catalizada por la peptidil transferasa para crear un enlace peptídico ¿es energéticamente favorable?
Por si sola no lo es, requiere la adición de energía en la forma de GTP para poder ocurrir.
¿Cómo podemos usar el acoplamiento de reacciones para propiciar una reacción energéticamente desfavorable?
Las células acoplan estas reacciones endergónicas con exergónicas, dando un proceso total que es exergónico:
-la suma de los ΔG de todas las reacciones involucradas da como resultado un número negativo.
*La fuente energética usada es la energía liberada por la ruptura de enlaces fosfoanhidrídos, como los presentes en el ATP y el GTP.
Las moléculas de agua están constantemente intercambiando protones unas con otras ¿Qué iones resultan de este intercambio? ¿Cuál de estos iones tiene mayor concentración en una solución de agua pura?
Resultan los iones hidronio (H3O) y los iones hidroxilo (OH)
-Hay exactamente la misma concentración de ambos.
¿Qué es un ácido?
Es un donador de protones
Ejemplo: ácido clorhídrico (HCl), el cual se disocia casi
totalmente en agua para dar H+ y Cl-
¿Qué es una base?
Es un aceptor de protones
Ejemplo: NaOH que se ioniza completamente para dar iones OH-, los cuales son capaces de aceptar protones
¿Qué es osmolaridad?
Se refiere a la concentración de una sustancia en una solución.
¿Qué es ósmosis?
Proceso mediante el cual un disolvente se mueve a través de una membrana semipermeable.
El agua en una célula isotónica:
Entra y sale (equilibrio)
El agua en una célula hipotónica:
Entra
El agua en una célula hipertónica:
Sale
Los puentes de hidrógeno forman ___ dipolos de la molécula.
2: uno en cada enlace H-O
Los puentes de hidrógeno están constantemente rompiéndose y formándose en moléculas adyacentes “flickering clusters”, V/F
Verdadero
Los puentes de hidrógeno tienen mayor fuerza cuano están en:
Línea recta
Son más fuertes que una interacción de van der Waals, pero menos fuertes que un enlace iónico o covalente
Puentes de hidrógeno
Son responsables de las características físicas y químicas peculiares de los compuestos de N, O y Fl.
Puentes de hidrógeno
En este tipo de fuerzas, la interacción es dependiente de distancia entre átomos o moléculas.
Fuerzas de van der Waals
Este tipo de fuerza también se aplica a veces para referirse a la fuerza Debye (entre un dipolo permanente y su dipolo inducido correspondiente) o la fuerza Keesom (entre dipolos moleculares permanentes)
Fuerzas de London
Fuerzas que parecen ser muy débiles, pero en algunos tipos como la
fuerza entre un electrón y un protón que en conjunto componen un átomo de hidrógeno son muy fuertes.
Fuerza electrostática
Las alfa hélices mantienen su forma gracias a la presencia de fuerzas del tipo:
Puentes de hidrógeno
