Organización química de la célula . Todas las reacciones metabólicas que ocurren dentro de la célula son reacciones químicas.

Organización química de la célula

Todas las reacciones metabólicas que ocurren dentro de la célula son reacciones químicas.

Macroelementos:

• Principales elementos del cuerpo humano
• Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno.

Iones:

• Representan el 0,9% del total del cuerpo humano
• Sodio, Potasio, Calcio, Magnesio, Azufre, Fósforo, Cloro

Microelementos:

• Se requieren en cantidades trazas en el cuerpo humano (si superan los niveles normales de concentración, llegan a ser nocivos para el cuerpo)
• Fierro, Flúor, Cobre, Zinc, Yodo, etc.
• La mayoría están representados en las proteínas

Componentes de la célula

• Compuesta por un 70-80% de agua
• El resto de la célula está compuesto por:

• Macromoléculas:

• DNA: 1%
• RNA: 6%
• Proteínas: 15%
• Polisacáridos: 2%

• Micromoléculas:

• Fosfolípidos: 2% (en las bacterias, en células eucariotas es mayor)
• Iones y moléculas pequeñas: 4% (relacionadas con la homeostasis)

Átomo

El átomo está formado por un núcleo de protones y neutrones, rodeado por una nube de electrones. Dichos electrones son capaces de formar enlaces con electrones de otros átomos

Enlaces químicos y fuerzas activas

• Enlaces químicos: entre átomos

• Enlace covalente
• Enlace iónicos
  

• Fuerzas atractivas o fuerzas débiles: a través de moléculas

• Puentes de hidrógeno
• Interacciones hidrofóbicas
• Fuerzas de van der Waals

** Dos átomos forman una molécula
** Al unir moléculas mediante estas fuerzas débiles se forman las macromoléculas

Profundizando:

• Enlaces covalentes:

• Unión de un átomo con otro
• Enlace más fuerte que hay, debido a que comparten electrones
• Va a ser el esqueleto de todas las macromoléculas y biomoléculas
• Puede ser:

• No polar (no existe electronegatividad ni carga en el enlace. Es neutro)
• Polar (depende de una electronegatividad. Presenta una zona más cargada que otra)

• Enlaces iónicos:

• Cede electrones
• Los elementos pasan a llamarse “Iones”
• Este tipo de enlace no es tan fuerte como uno covalente
• Un elemento queda positivo (catión) y otro queda negativo (anión)
  
  

• Puentes de hidrógeno

• Resultan de la atracción electrostática entre un átomo electronegativo (Oxigeno o Nitrógeno) y un átomo de hidrógeno que se encuentra unido covalentemente a un segundo átomo electronegativo
• Enlace débil, fácil de romper
  

• Interacciones hidrofóbicas

• Solo se da en ambiente acuoso
• Provocan que grupos no polares, como cadenas hidrocarbonadas, se asocien unas con otras en un medio acuoso
• Generalmente al interior de la célula
  

• Fuerzas de van del Waals

• Enlace más débil de todos
• Fuerzas atractivas de corto alcance entre grupos químicos que se encuentran muy cercanos.
• A través de los radios de moléculas y átomos
• En la célula, trabajan con las proteínas
• Tienen su origen en pequeños desplazamientos de carga

A mayor cantidad de enlaces entre proteínas, más fuerte es el sistema. A menor cantidad de enlaces, es más inestable. A mayor cantidad de enlaces débiles, mayor es la interacción de una célula o proteína con otra[pic 1]

El Agua (molécula)

• Posee un encale covalente polar
• El agua es neutra, pero tiene una zona más negativa y otra más positiva
• Para unir una molécula de agua con otra es mediante puentes de hidrógeno

Al estar líquida (0°- 99°), el agua posee las siguientes propiedades:

• Es el solvente universal
• Posee tensión superficial mayor
• Tiene un elevado valor de calor específico
• Alta T° de evaporación

Profundizando:

• Tensión superficial:

• Permite que los líquidos puedan subir a través de las paredes y cavidades del cuerpo (conductos) [Capilaridad del agua: sube a través de los capilares]

• Elevado calor específico y de vaporización:

• Se requiere mucha energía para subir la temperatura del agua (1 cal/gr x °C. Concretamente desde 15° a 16°)
• Se requiere mucha energía para evaporar una molécula de agua (536 cal/g).
• Permite eliminar el exceso de calor, evaporando cantidades relativamente pequeñas de agua.

• El agua como solvente:

• Se requiere que la molécula a disolver sea hidrofílica (molécula polar)
• Desarma el enlace entre las moléculas unidas, disolviéndolas
• Debido a su elevada constante dieléctrica, es el mejor disolvente para todas las moléculas

El agua aísla las estructuras que van a formar la membrana celular

El agua, al disolver componentes, forma ácidos y bases. Por ejemplo: ácido clorhídrico (ácido fuerte), Nitrato (base fuerte)

En la célula generalmente existen ácidos y bases débiles (debido al pH de la célula)

• La célula tiene un pH de 7,2 que debe mantener.
• El torrente sanguíneo tiene un pH de 7,4.

**A diferente pH, las BIOMOLÉCULAS tendrán diferente carga.

Carbono

• Puede formar estructuras ramificadas, cadenas y anillos
• Forma monómeros
  (dímeros, trímeros, tetrámeros, pentámeros, etc. → Polímeros)

Grupos funcionales:

• Alcohol
• Aldehídos y cetonas
• Ácidos carboxilos
• Ester y Tíoester (tiol)
• Aminas y Amidas
• Fosfato

**Las células poseen 4 moléculas esenciales:

• Azúcar                → Polisacáridos
• Aminoácidos        → Proteínas
• Nucleótidos         → Ácidos nucleicos
• Ácidos grasos        → Grasas y lípidos de membrana

A diferencia de las otras macromoléculas, el ácido graso es una biomolécula (no se divide en monómeros).

Al armar un enlace covalente entre macromoléculas se hace el proceso de condensación (se elimina una molécula de agua SIEMPRE).

Al romper este enlace, se llama hidrólisis (se introduce agua para romper este enlace)

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