BIOMOLÉCULAS 3 octubre de 2019

3 octubre de 2019

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS

Este año hemos comenzado la materia con las biomoléculas. Para ello la profesora ha utilizado una presentación para explicarlas y nos ha pedido coger apuntes a modo de esquema, para después subirlo al blog.

En primer lugar, nos ha explicado que las biomoléculas se clasifican en 2 según la composición de estas: por un lado las SIMPLES (que están compuestas por un único elemento) y por otro lado, las COMPUESTAS (que están formados por más de un tipo de elemento). Dentro de las compuestas están: las ORGÁNICAS, que son las que se encuentran en la materia viva, y las INORGÁNICAS, que son las que se encuentran tanto en la materia viva como en toda la naturaleza (como son el agua y las sales minerales).

A la misma vez, estas biomoléculas están formadas por unos elementos, que cuando se encuentran en la materia viva se llaman BIOELEMENTOS. Estos a su vez, se dividen en 2: que son los bioelementos PRIMARIOS, estos forman alrededor de un 96% de la materia viva y se encuentran o no en determinadas biomoléculas, se encuentran en biomoléculas en orgánicas (en el caso del C,H y O, en todas, y en el caso de N,P y S, en algunas). También se encuentran en la naturaleza, en lugares como la atmósfera, litosfera, estratosfera o biosfera. Entre ellos formas ENLACES COVALENTES. En el caso del carbono, tiene forma de tetaedro con un ángulo de 109,5º y tiene apolaridad (insoluble en H2O). Por otro lado, el oxígeno tiene la capacidad de convertir en polar cualquier molécula apolar debido a su POLARIDAD. En el caso del nitrógeno, este se encuentra en ácidos nucléicos y también en aminoácidos, formando ENLACES PEPTÍDICOS, que formarán PÉPTIDOS, que a su vez formarán AMINOÁCIDOS, que finalmente formarán las PROTEÍNAS. Por lo que respecta, el azufre, cuando determinas moléculas que se encuentran en el espacio y poseen grupos sulfuros, juntan sus grupos sulfuros, se forma lo que se conoce como ENLACE DISULFURO. Y por último, en cuanto al fósforo, se encuentra en nucleótidos (pentosa+base nitrogenada+grupo fosfato), en lípidos y en ATP.

Por otro lado, están los bioelementos SECUNDARIOS, que forman alrededor de un 4% de la materia viva, por lo que se encuentran en menor cantidad que los primarios y no se encuentran en todos los seres vivos. Dentro de estos podemos distinguir 2 grupos según los criterios de importancia y cantidad. Dentro de la importancia tenemos, los INDISPENSABLES, que son imprescindibles para que haya vida (ej: Ca, Na, Fe, K, etc...) y los VARIABLES, son aquellos que pueden estar o no, en una mayor o menor cantidad. Y partiendo de la cantidad tenemos los +ABUNDANTES que se encuentran en una concentración superior al 0.1% (ej: Ca, Na, K, Cl, Hg,...) y los OLIGOELEMENTOS, que se encuentran en una concentración menor al 0.1%, (ej: Fe, Cu, Co, Mn, etc...), aunque se encuentren en poca cantidad sus funciones son muy importantes, por ejemplo la carencia de Fe, puede llevar a una anemia.

Tras haber realizado una introducción a las biomoléculas, hemos comenzado a estudiar el agua, una biomolécula que forma entre 60--90% de nuestro peso. Para la cual, hemos hecho un esquema recogiendo información tanto del tema, como de un vídeo.

Hemos pedido estudiar tanto su estructura, como sus propiedades y funciones.

En cuanto a su estructura, las cosas a destacar son que está formada por 1 átomo de O unido covalentemente a 2 átomos de C, formando en ángulo de 104.5º. Además es DIPOLAR, cuanta con una parte débilmente negativa y 2 débilmente positivas. Por último, una molécula de agua de une a otras (máx a 4) mediante PUENTES DE HIDRÓGENO, que individualmente son muy débiles y se rompen continuamente, pero que juntos son muy fuertes.

En cuanto a sus propiedades cabe destacar:

Elevada tensión superficial: (cantidad de energía que se necesita para aumentar la superficie de un líquido por unidad de mas). Se debe a las fuerzas que unen las moléculas de agua entre si. Esta propiedad explica entre otras cosas la CAPILARIDAD (capacidad de ascender desde la raíz hasta las hojas de los árboles).
Calor específico elevado: (cantidad de calor que se necesita por kilogramo de masa para aumentar 1º la temperatura de dicha masa) El agua tiene una gran capacidad para absorber o ceder calor, por ejemplo, es capaz de absorber el calor procedente de las reacciones metabólicas que se producen en nuestro interior. Además tiene una ALTA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA, por lo que podemos aprovechar el sudor expulsado de nuestro cuerpo para expulsar el calor del mismo. Por lo tanto el agua mantiene la temperatura constante del organismo, para que no se produzcan grandes oscilaciones de esta.
La alta densidad del agua en estado líquido: las moléculas de agua cuando se encuentran a una temperatura inferior a 0º (punto de congelación del agua), las moléculas se organizan formando una RED CRISTALINA, aumentando el volumen y disminuyendo la densidad.
Gran disolvente: una sustancia al disolverse se separa de sus moléculas e iones y se rodea de las moléculas del disolvente, esto lo que hace el agua, en el proceso conocido como SOLVATACIÓN.
Elevada constante dieléctrica: debido a su dipolaridad el agua es capaz de separar moléculas iónicas y sustancias polares, en un proceso llamado SOLVATACIÓN IÓNICA, donde se aglomera alrededor de los iones con carga llegando a separarlos en cationes y aniones.
Elevado calor de evaporación: a 20º se necesita 540 calorías para evaporar 1g de agua, esto da una idea de la cantidad de energía que se necesita para romper los puentes de hidrógeno y dotar a las moléculas de agua de la energía cinética suficiente, para que pase de estado líquido a gaseoso.
Elevada fuerza de cohesión: debida a los puentes de hidrógeno que unen fuertemente las moléculas de agua entre si, dando lugar a una estructura COMPACTA, que le da esa característica al agua de ser un líquido casi IMCOMPRESIBLE.
Elevada fuerza de adhesión: de nuevo, debida a los puentes de hidrógeno y a la cohesión de capilaridad, a la cual se debe, la ascensión de la savia desde la raíz hasta las hojas de los árboles.
Bajo grado de ionización: explica que solo 1 de cada 107 moléculas de agua está disociada (separada en sus iones: H3O+ y OH-), por lo que si se añade una pequeña cantidad de ácido o básico sus niveles varían bruscamente.

Por último, el agua tiene una serie de funciones directamente relacionadas con sus propiedades que son:

Disolvente universal: Debido a las propiedades 4 y 5.
Química (Reactivo): Debido a la propiedad 4 y 9.
Transportadora: Debido a las propiedades 1, 4 y 8.
Lubricante o amortiguadora mecánica: Debido a la propiedad 7.
Termorreguladora: Debido a las propiedades 2 y 6.
Permite la vida en el agua a temperaturas de congelación por su coeficiente de dilatación negativo: Debido a la propiedad 3.

A continuación, adjunto los esquemas que he realizado del agua.

Fuente: Creación propia

AGUA

A continuación, también os adjunto una tabla esquematizada realizada por un grupo de compañeras o yo.

Fuente: Creación propia

Para finalizar, el tema de las biomoléculas inorgánicas hemos estudiado las sales minerales. Las cuales se dividen según la manera en la que se encuentran en:

PRECIPITADAS: formando estructuras esqueléticas, como el fosfato cálcico y el carbonato cálcico.
ASOCIADAS A MOLÉCULAS ORGÁNICAS: como fosfoproteínas, fosfolípidos, el Fe en la hemoglobina,...
DISUELTAS: es decir, disociadas en sus iones, los cuales se encargan de mantener constantes el grado de salinidad dentro del organismo y de acidez pase a la adición de ácidos o básico, a través de las DISOLUCIONES AMORTIGUADORAS O TAMPÓN, que pueden ser de 2 tipos, TAMPÓN FOSFATO o TAMPÓN BICARBONATO. Dentro de las disueltas encontramos una serie de tipos de disolución que son: DISOLUCIÓN, DIPERSIÓN COLOIDAL Y DISPERSIÓN GROSERA (en la cual, el tamaño del soluto es mayor de 200nm). En el caso de las disoluciones (mezclas homogéneas en las que el soluto tienen un tamaño inferior a 5nm) estas tienen una serie de propiedades que son: la DIFUSIÓN, que es la repartición homogénea de las partículas de una disolución en el seno de otra al entrar en contacto. La ÓSMOSIS es una difusión pasiva (no se gasta energía del organismo), que consiste en el paso de agua (disolvente), a través de una membrana semipermeable de la parte más diluida a la más concentrada, para igualar las concentraciones de sales a ambos lados de la célula. Y la DIÁLISIS, que consiste en la filtración de sustancia de pequeño tamaño, separándolas de las grandes. A continuación, os adjunto el esquema explicativo de los diferentes medios que nos podemos encontrar dentro de la ósmosis, que son el medio isotónico (=concentración de sales dentro que fuera de la célula), hipertónico (--concentración de sales dentro de la célula que fuera) e hipotónico (+concentración de sales dentro de la célula que fuera).

En cuanto al otro tipo de disolución, la dispersión coloidal, es aquella que tiene apariencia de ser una mezcla homogénea pero no lo es, porque su soluto es de un tamaño de 5-200nm, es más grande. Esta tiene una serie de propiedades como son:

Capacidad de presentarse en forma de GEL y también de SOL, en forma sol, la fase dispersa es un sólido y la fase dispersante es un líquido, y presenta un estado líquido. Y en la forma gel, la fase dispersa es un líquido y la dispersante es un conjunto de fibras entrelazadas, y presenta un estado gelatinoso.
Elevado poder adsorbente (en la superficie).
Separación por DIÁLISIS.
Elevada VISCOSIDAD (es la resistencia interna que presenta un líquido al movimiento relativo de sus moléculas).
EFECTO TYNDALL.
Capacidad de sedimentación, lo que ocurre es que las dispersiones coloidales son estables en condiciones normales, pero si se someten a una fuerza centrífuga, se puede conseguir que sedimenten sus partículas.
Capacidad de responder a la electroforesis, es el transporte de las partículas coloidales gracias a la acción de un campo eléctrico a través de un gel. Habrá mayor velocidad cuanto más alta sea su carga eléctrica global y menor sea su peso molecular.

Para finalizar, este es el esquema general de todo el tema, tanto de agua como de sales minerales.

Fuente: Creación propia

SALES MINERALES

Fuente: Creación propia

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