Módulo 1. Fundamentos de la Bioquímica y Bioenergética Parte 1 Flashcards

1
Q

¿Qué es la bioquímica?

A

La bioquímica es la ciencia que explica las estructuras y funciones de los seres vivos desde una perspectiva química. Estudia la composición de las biomoléculas, su parte funcional y los procesos metabólicos en los que están involucradas.

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2
Q

¿Cuáles son los elementos químicos que conforman a los seres vivos?

A

Los principales elementos químicos que conforman a los seres vivos son el carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S). Estos elementos son fundamentales para la formación de biomoléculas como proteínas, lípidos, carbohidratos y ácidos nucleicos.

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3
Q

¿Por qué son esenciales el agua y el oxígeno para los seres vivos?

A

El agua es esencial para los seres vivos porque es el solvente universal en el que ocurren la mayoría de las reacciones químicas dentro del organismo. Además, participa en procesos como la termorregulación y el transporte de nutrientes. El oxígeno es fundamental para la respiración celular, un proceso mediante el cual las células obtienen energía a partir de nutrientes.

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4
Q

¿Qué son los parámetros termodinámicos y cómo se aplican en sistemas biológicos?

A

Los parámetros termodinámicos como la entalpía, entropía y energía libre de Gibbs describen las condiciones energéticas de un sistema biológico. En la bioquímica, estos parámetros ayudan a entender cómo y por qué ocurren las reacciones químicas en las células, permitiendo predecir la espontaneidad y la dirección de las reacciones metabólicas.

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5
Q

¿Qué son las biomoléculas?

A

Las biomoléculas son moléculas orgánicas que se encuentran en los organismos vivos y cuya estructura se basa en el carbono. Estas moléculas son fundamentales para la vida, ya que participan en la formación y funcionamiento de las células y tejidos

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6
Q

¿Por qué el carbono es esencial en la estructura de las biomoléculas?

A

El carbono es esencial en la estructura de las biomoléculas porque puede formar hasta cuatro enlaces covalentes con otros átomos, lo que permite la creación de una gran diversidad de moléculas complejas y estables. Esta capacidad del carbono es la base de la diversidad y complejidad de la vida.

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7
Q

Menciona algunos ejemplos de biomoléculas y su importancia en los organismos vivos.

A

Ejemplos de biomoléculas incluyen:

Carbohidratos: Son fuentes de energía rápida y forman parte de la estructura celular.
Proteínas: Desempeñan funciones estructurales, catalíticas (enzimas), y reguladoras.
Lípidos: Funcionan como reserva de energía, forman parte de las membranas celulares y actúan como señales químicas.
Ácidos nucleicos (ADN y ARN): Contienen la información genética y están involucrados en la síntesis de proteínas.

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8
Q

¿Qué son los isótopos?

A

Los isótopos son átomos de un mismo elemento químico que tienen el mismo número de protones en su núcleo pero diferente número de neutrones, lo que les da diferentes masas atómicas.

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9
Q

¿Cómo afecta la presencia de isótopos a las propiedades de un elemento químico?

A

Aunque los isótopos de un mismo elemento tienen propiedades químicas muy similares debido a que poseen el mismo número de electrones y protones, pueden tener diferentes propiedades físicas, como la masa atómica y la estabilidad nuclear. Algunos isótopos son estables, mientras que otros son radiactivos.

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10
Q

Da un ejemplo de un isótopo y su aplicación práctica.

A

Un ejemplo es el carbono-14, un isótopo radiactivo del carbono. Se utiliza en la datación por radiocarbono para determinar la antigüedad de objetos orgánicos antiguos, como fósiles y artefactos arqueológicos.

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11
Q

Qué tienen en común los elementos que pertenecen a un mismo grupo en la tabla periódica?

A

Los elementos que pertenecen a un mismo grupo en la tabla periódica tienen el mismo número de electrones en su última capa o capa de valencia, lo que les confiere propiedades químicas similares.

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12
Q

Qué característica comparten los elementos de un mismo período en la tabla periódica?

A

Los elementos de un mismo período en la tabla periódica tienen la misma cantidad de niveles de energía (n). A medida que se avanza en el período, aumenta el número de protones y electrones, pero el número de niveles de energía permanece constante.

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12
Q

¿Cómo se combinan los átomos para formar moléculas?

A

Los átomos se combinan mediante enlaces químicos, como el enlace covalente, para formar moléculas, que son las unidades elementales de nuevas sustancias.

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13
Q

¿Qué son los compuestos y cómo se diferencian de las moléculas simples?

A

Los compuestos son moléculas constituidas por átomos de diferentes elementos. A diferencia de las moléculas simples, que pueden estar formadas por átomos del mismo elemento, los compuestos tienen una composición química más diversa y propiedades únicas.

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14
Q

¿Qué ocurre durante una reacción química?

A

Durante una reacción química, se rompen y se forman enlaces químicos, lo que resulta en la transformación de sustancias iniciales en productos con nuevas propiedades químicas.

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15
Q

¿Qué es un enlace covalente y cómo se forma?

A

Un enlace covalente se forma cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones de valencia para completar su última capa de energía. Este tipo de enlace es común en moléculas biológicas y puede ser polar o no polar, dependiendo de la diferencia de electronegatividad entre los átomos.

16
Q

¿Qué es la electronegatividad y cómo influye en los enlaces químicos?

A

La electronegatividad es la tendencia que tienen los átomos de atraer hacia sí el par de electrones compartido en un enlace químico. Los átomos con mayor electronegatividad, como el oxígeno y el nitrógeno, tienden a atraer los electrones con más fuerza, lo que es crucial para la formación de enlaces polares.

17
Q

¿Qué determina la reactividad de un elemento químico?

A

La reactividad de un elemento químico está determinada por su configuración electrónica, especialmente por los electrones de valencia, que son los que participan en las reacciones químicas.

18
Q

¿Qué es un enlace covalente polar y cómo se diferencia de un enlace covalente no polar?

A

Un enlace covalente polar se produce cuando dos átomos con electronegatividades muy diferentes forman un enlace covalente, de modo que los electrones compartidos son atraídos con más fuerza por el átomo más electronegativo. Esto genera un dipolo, con una parte de la molécula más negativa y otra más positiva. En un enlace covalente no polar, los electrones son compartidos de manera equitativa.

18
Q

¿Qué es un dipolo en el contexto de un enlace covalente polar?

A

Un dipolo es una separación de cargas opuestas en una molécula, que ocurre cuando los electrones en un enlace covalente polar no se comparten de manera equitativa, lo que resulta en una distribución desigual de la densidad de carga.

19
Q

¿Cuál es la diferencia entre el oxígeno y el carbono en términos de electronegatividad?

A

El oxígeno es más electronegativo que el carbono, lo que significa que en un enlace entre ambos, el oxígeno atraerá con más fuerza los electrones compartidos, creando una polaridad en la molécula.

20
Q

¿Qué son los grupos funcionales y cuál es su importancia en las biomoléculas?

A

Los grupos funcionales son asociaciones específicas de átomos dentro de una molécula que le confieren propiedades químicas y reactividad particular. Determinan cómo las biomoléculas interactúan entre sí y con el entorno, influenciando procesos como la formación de enlaces covalentes, la creación de biopolímeros y las interacciones débiles con el medio.

20
Q

¿Qué es un enlace covalente coordinado o dativo?

A

Un enlace covalente coordinado o dativo se forma cuando un par de electrones compartido en el enlace proviene exclusivamente de uno de los átomos, mientras que el otro átomo proporciona un orbital vacío para aceptar esos electrones. Este tipo de enlace es común en la formación de moléculas con carga positiva, como ciertos complejos iónicos.

21
Q

¿Cómo se relacionan los grupos funcionales con la reactividad de las moléculas biológicas?

A

Los grupos funcionales proporcionan sitios reactivos en las moléculas biológicas, donde pueden ocurrir interacciones químicas. Estos sitios pueden contener centros nucleófilos o electrófilos, que permiten a las moléculas reaccionar, unirse a otras o transformarse.

22
Q

¿Qué son las interacciones débiles y por qué son importantes en los procesos biológicos?

A

Las interacciones débiles son fuerzas de unión entre moléculas que, aunque individuales son débiles, en conjunto pueden ser altamente específicas y fuertes, vitales para la estructura y función celular. Ejemplos incluyen puentes de hidrógeno, interacciones de Van der Waals, enlaces iónicos y fuerzas hidrofóbicas.

23
Q

¿Qué son los puentes de hidrógeno y cómo influyen en las moléculas biológicas?

A

Los puentes de hidrógeno son un tipo de unión relativamente fuerte entre moléculas polares, en la que un átomo de hidrógeno unido covalentemente a un átomo electronegativo como el oxígeno o el nitrógeno es atraído por otro átomo electronegativo de una molécula diferente. Son esenciales para la estructura y propiedades del agua y otras biomoléculas.

24
Q

¿Qué es un enlace iónico o puente salino y cómo se forma en las células?

A

Un enlace iónico o puente salino es una interacción electrostática entre iones de cargas opuestas, como el sodio (Na⁺) y el cloruro (Cl⁻). En las células, estos enlaces se forman entre grupos funcionales que se comportan como ácidos o bases, capaces de ceder o captar protones, resultando en una carga neta (ión).

25
Q

¿Qué son las fuerzas de Van der Waals y cómo operan en las moléculas no polares?

A

Las fuerzas de Van der Waals son interacciones muy débiles que mantienen unidos temporalmente átomos o moléculas no polares. Dependen de la proximidad entre átomos y de dipolos temporales que se forman cuando los átomos se acercan o se alejan. Aunque son débiles, son cruciales para la estabilidad de las moléculas en solución.

26
Q

¿Qué es una interacción hidrofóbica y cuál es su importancia biológica?

A

Una interacción hidrofóbica ocurre entre moléculas o grupos funcionales no polares que no pueden interactuar con el agua. Estas interacciones son importantes biológicamente porque permiten la formación de estructuras como membranas lipídicas, al evitar el contacto con el agua y formando barreras que son cruciales para la organización celular.

27
Q

¿Cómo influyen los nucleófilos y electrófilos en la reactividad de las moléculas biológicas?

A

Los nucleófilos, que son ricos en electrones, y los electrófilos, que tienen atracción por electrones, son sitios reactivos en las moléculas biológicas. Los nucleófilos atacan a los grupos cargados positivamente, mientras que los electrófilos buscan electrones en exceso, permitiendo reacciones químicas y transformaciones dentro de la célula.

28
Q

Enlace Covalente:

A
  • Formado cuando dos átomos comparten electrones de valencia.
  • Puede ser polar (electrones compartidos desigualmente) o no polar (electrones compartidos equitativamente).
  • Es el tipo de enlace más común en las moléculas biológicas.
29
Q

Enlace Covalente Coordinado (Dativo):

A
  • Un par de electrones compartido procede exclusivamente de uno de los átomos.
  • Común en la formación de complejos iónicos.
30
Q

Enlace Iónico:

A
  • Ocurre entre átomos con cargas opuestas (un metal y un no metal).
  • Interacción electrostática fuerte pero más débil en soluciones acuosas.
31
Q

Puentes de Hidrógeno:

A
  • Unión relativamente fuerte entre moléculas polares.
  • Importante en la estructura del agua y la estabilidad de proteínas y ADN.
32
Q

Fuerzas de Van der Waals:

A

Interacciones débiles entre moléculas no polares.
Cruciales para la estabilidad y unión temporal de moléculas.

33
Q

Interacciones Hidrofóbicas:

A
  • Ocurren entre moléculas no polares que evitan el agua.
  • Esenciales para la formación de estructuras como membranas celulares.