Clase n 3 bioelementos organicos

clases de bioquimica y nutrucion medicina humana

1. BIOQUIMICA
Dr. Jesus Diaz Franco
UPSJB

2. Bioquímica
Existen unos 109 elementos químicos
estables en la naturaleza.
Son los componentes de toda la
materia sobre la Tierra, y forman
moléculas por medio de enlaces
químicos.
De estos elementos sólo 27
componen la materia viva y se les
llama Bioelementos.

3. Bioquímica

4. Bioquímica
Bioelementos Biomoléculas
Macroelementos Oligoelementos Inorgánicas Orgánicas
Agua, Ácidos,
Bases, Sales,
Gases
Glúcidos,
Lípidos,
Proteínas,
Ácidos Nucleicos
C, H, O, N, P, SCa, Fe, K,
Na, Cl, Co,
Zn, Mg, I

5. Bioelementos
Son los elementos químicos que
forman parte esencial de los seres
vivos.
Los Elementos Biogenésicos suman
aproximadamente el 30% de la
materia terrestre.
Se clasifican en: Macroelementos y
Oligoelementos.

6. Mn, Fe, Cu,
Zn, Co, I B, Al, Si, F, Cr,
Li, Va. Mo

7. Macroelementos
También llamados Elementos Primarios o
Elementos Organógenos.
Son abundantes, constituyen
aproximadamente el 98% de la materia
viva.
Son esenciales e indispensables para la
formación de biomoléculas orgánicas
como glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos
nucleicos, vitaminas; así como
biomoléculas inorgánicas como agua,
sales y algunos gases.

8. Macroelementos

9. Macroelementos
C
Elementos organógenos
H
O
N
P
Forma parte de los nucleótidos que forman los ácidos nucleicos.
Forman parte de los fosfolípidos de las membranas celulares y
de algunas coenzimas. También está presente en moléculas
como el ATP y forma parte de los fosfatos de los huesos y
dientes. Se encuentra también en los músculos, las neuronas y la
sangre.
S
Se encuentra en el aminoácido esencial metionina, presente en
todas las proteínas. También en algunas sustancias como el
Coenzima A, indispensable para la respiración celular.

10. Oligoelementos
También llamados Elementos
Secundarios o Elementos Trazas.
Su presencia se da de acuerdo al tipo de
ser vivo al cual constituye.
Su función es específica y participan en
muchas reacciones metabólicas.
Interactúan tanto con biomoléculas
orgánicas como inorgánicas.
Su deficiencia determina enfermedades de
tipo carencial.

11. Oligoelementos
Ca
Es uno de los más abundantes del organismo. El 99% esta en los
huesos asociado al P (fosfato de calcio). Interviene en la función
cardiaca, la formación de hueso y dientes, la contracción muscular,
la transmisión del impulso nervioso y la coagulación sanguínea.
Fe
Es fundamental para la formación de la Hemoglobina, necesaria
para el transporte de oxígeno y parte de los citocromos que
intervienen en la respiración celular.
K
Es el catión más abundante a nivel intracelular. Interviene en la
contracción muscular, mantiene la presión osmótica, permite el
impulso nervioso y regula la frecuencia cardiaca.
Na
Es el catión más abundante a nivel extracelular. Regula la presión
osmótica e impide la pérdida excesiva de agua del cuerpo, permite
el impulso nervioso y la contracción muscular.

12. Oligoelementos
Cl
Es el elemento básico en la regulación de la presión osmótica, en
la producción de ácido clorhídrico (HCl) y la actividad enzimática.
Presente en los medios intra y extracelulares.
Co
Forma parte de la vitamina B
12
necesaria para el crecimiento,
previene algunas anemias como la anemia perniciosa, también
previene la atrofia muscular.
Zn
Factor necesario para la formación de algunas enzimas para la
respiración celular, se le requiere para el crecimiento normal.
Mg
Necesario para la actividad muscular, actividad enzimática,
mantenimiento del sistema nervioso y estructura ósea.
I
Entra al organismo como yodato en algunos alimentos en dosis
mínimas. Es necesario para la formación de la hormona Tiroxina
de la glándula Tiroides que regula el metabolismo.

13. Biomoléculas
Son las asociaciones de bioelementos
mediante enlaces químicos.
Se clasifican en:
Biomoléculas Inorgánicas
•Agua, Ácidos, Bases, Sales Minerales y
Gases
Biomoléculas Orgánicas
•Glúcidos, Lípidos, Proteínas, Enzimas,
Ácidos Nucleicos y Vitaminas

14. Biomoléculas
Proporción de Biomoléculas en los seres vivos:

15. Biomoléculas
Fuente de Biomoléculas en los alimentos:

16. Biomoléculas Inorgánicas:
Agua
Es la Biomolécula más abundante de la tierra y la
más abundante en los seres vivos.
Representa el 80% del volumen celular y el 60%
del volumen del cuerpo humano.
Es una Biomolécula binaria formada por dos
átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.

17. Agua
Propiedades:
Alto calor específico: 1 kcal/g (termorregulador)
Alto calor latente de vaporización: 540 kcal/g (capacidad
refrigerante del sudor)
Alto punto de ebullición: 100 ºC
Bajo punto de congelación: 0 ºC
Alta tensión superficial y Capilaridad: (cohesión entre
moléculas)
Gran capacidad solvente: por su dipolaridad disuelve
moléculas polares e iónicas.
Densidad variable: depende de la temperatura.

18. Importancia Biológica
Constituye parte fundamental del
medio interno de la célula, el fluido
acuoso donde las moléculas se
encuentran disueltas, ahí se dan
reacciones químicas de hidrolización.
Disolvente universal por su dipolaridad.
Medio de transporte celular.
Forma la parte líquida de la sangre y
linfa.
Da volumen a la célula.
Cumple la función de termorregulador,
absorbe y libera calor lentamente, evita
cambios bruscos de temperatura.
Ayuda a moderar el clima del planeta.

22. Biomoléculas Inorgánicas:
Ácidos y Bases
Ionización del Agua:
El agua pura tiende a ionizarse espontáneamente, pero
estos iones tienden a volverse a unir, en la misma
proporción. A este fenómeno se le llama equilibrio
dinámico. H
2O  H
+
+ OH
-
Ácidos:
Compuestos químicos que al ionizarse aumentan la
concentración de H
+
Bases:
Compuestos químicos que al ionizarse disminuyen la
concentración de H
+

23. 2H
2
O H
3
O
+
+ OH
-

H
2
O H
+
+ OH
-

24. Biomoléculas Inorgánicas:
Ácidos y Bases
pH:
La salud de los organismos requiere mantener un pH de
los fluidos corporales dentro de límites estrechos.
La sangre humana normalmente es de pH = 7.4
La reducción del pH a 7.0 provoca acidosis.
El incremento del pH a 7.8 provoca alcalosis.
Ambas situaciones ponen en peligro la vida.
Para evitar las fluctuaciones en el pH los organismos
utilizan diferentes tipos de Buffers.

26. Biomoléculas Inorgánicas:
Ácidos y Bases
Buffers:
Son sustancias que tienen la capacidad de minimizar los
cambios del pH cuando se agrega un ácido o una base.
Los principales buffers del ser humano son:
Bicarbonato
es el principal buffer extracelular de la sangre
H
2
O + CO
2
 H
2
CO
3


HCO
3
-
+ H
+
Fosfato
es el principal buffer intracelular
H
2
PO
4
-



H
2
PO
4
-2
+ H
+

27. Biomoléculas Inorgánicas:
Sales
Son compuestos químicos muy fácilmente disociables en el
agua, formando los electrolitos.
Están formados por un metal (catión) y un radical no metálico
(anión). Ejem: Ca
+2, Na
+, K
+, Cl
-, HCO
3
-, CO
3
-2, PO
4
-2, SO
4
-2
Importancia Biológica:
Son partes importantes de los compuestos estructurales
(huesos, dientes, etc.)
Son parte de enzimas y vitaminas (Hb, Vit. B12, etc.)
Son cofactores enzimáticos (activadores)
Generan potencial eléctrico para la transmisión del impulso
nervioso, la contracción muscular y cardiaca.
Controlan la presión osmótica de las células.
Controlan el equilibrio del pH (buffers)

28. Biomoléculas Inorgánicas:
Gases
Son moléculas inorgánicas formadas por átomos de un mismo
elemento o por la unión de átomos de dos elementos diferentes.
Ejem: O
2 ,
N
2 ,
CO
2 , CH
4 , NH
4 , SH
2
Oxígeno (O
2): es el 20% del aire y se puede hallar disuelto en el
agua. Participa en la respiración celular.
Dióxido de Carbono (CO
2): es el 1% del aire. Resultado de la
respiración celular y los volcanes.
Nitrógeno (N
2): es el 79% del aire. Forma nitratos y proteínas, el
segundo compuesto en importancia.
Ozono (O
3): estado alotrópico del oxígeno, estable sólo a
temperaturas muy altas. Se forma en la estratósfera por acción
de la radiación ultravioleta (~UV). Hace posible la vida en la
Tierra.

29. CARBONO
Tiene cuatro electrones en su
periferia y puede formar enlaces
covalentes estables con otros
carbonos. Éstos le permiten
constituir largas cadenas de
átomos (macromoléculas).
El carbono

30. Los atomos de carbono asimétricos están presentes en la
mayoría de las biomoléculas
Los átomos de C unidos a cuatro átomos o grupos de átomos
diferentes se llaman asimétricos
Los enlaces formados por un C asimétrico se pueden disponer
en el espacio de 2 formas diferentes que son imágenes
especulares (estereoisómeros) una de otra (D, L ó R, S)
Los estereoisómeros son tipo dextro (D, R) o levo (L, S) y
poseen actividades biológicas completamente distintas.
Los C asimétricos son la característica estereoquímica
principal de los aminoácidos y los hidratos de carbono
Carbonos asimétricos:
estereoisomería

35. Funciones orgánicas

36. Grupo tiol
- SH

37. La polimerización y la formación de
biomoléculas

38. debido a la estructura
tetraédrica del C
Alfa hélice de
una proteína

40. Fortaleza de los enlaces químicos

41. En comparación, la energía térmica a 25ºC es < 4 kJ/mol

42. El enlace covalente doble obliga a todos los atomos
implicados a colocarse en el mismo plano

43. Las interacciones
débiles en medio
acuoso

46. La molécula de
agua posee un
momento
dipolar causado
por la desigual
compartición de
electrones
El enlace de H
(puente de hidrógeno)

47. Enlaces de H en macromoléculas

48. Enlaces de H en biomoléculas

51. El enlace iónico es débil en medio acuoso

52. Los iones en solucion acuosa están
rodeados de moleculas de agua (solvatados)

53. Las interacciones de Van der Waals están causadas por
dipolos transitorios

54. La interacción hidrofóbica

55. Los fosfolipidos se ensamblan espontáneamente
mediante interacciones hidrofóbicas formando diferentes
estructuras en medio acuoso

56. La forma estable de una proteína, que posee actividad
biológica, depende de interacciones débiles

57. Multiples interacciones no covalentes
determinan la unión específica

59. BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULASBIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS
LípidosGlúcidos A. NucleicosProteínas
como
Orgánicas
Oligoelementos
(Ca, Na, K, I, Fe, etc)
Primarios
(C, H, O, N, P, S)
Biomoléculas
forman
Simples
N
2,
O
2
com
o
Propiedades
físico- químicas
Funciones
biológicas
Disolvente
Bioquímica
Transporte
present
a
Elevada fuerza de cohesión
Alto calor específico
Alto calor de vaporización
Alta constante eléctrica
Mayor densidad en estado
líquido
como como
se
encuentran
Disueltas
(Na
+
, Cl
-
)
Precipitadas
(CaCO
3
)
Inorgánicas
S.mineralesAgua
com
o
pueden
ser