Bioquímica y Biofísica: Fundamentos Químicos de la Vida y el Agua
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Bioquímica y Biofísica: La Base Química de la Vida
La bioquímica y la biofísica son las ciencias que se ocupan de la base química de la vida. El objetivo de la bioquímica es estudiar la composición química de los seres vivos, las relaciones entre sus compuestos químicos, sus transformaciones, la regulación y el funcionamiento de estas transformaciones, así como las repercusiones que tienen en el ámbito de la fisiología de los organismos.
Bioelementos y Biomoléculas
Se distinguen bioelementos primarios, secundarios y traza. Los bioelementos se unen para formar biomoléculas o moléculas orgánicas de la vida, que forman las unidades fundamentales de las células y desempeñan diferentes funciones. Las moléculas orgánicas pueden definirse como aquellas moléculas que contienen carbono. Este tema trata sobre las moléculas orgánicas que se encuentran en los seres vivos. De las distintas moléculas que se pueden encontrar en un sistema vivo, el agua constituye entre el 50 y el 95%; también se encuentran otros elementos.
Concepto General de Metabolismo
El total de las reacciones químicas que tienen lugar en las células constituyen el metabolismo. Las reacciones metabólicas ocurren en series, llamadas rutas o vías, en que el producto de una reacción pasa a ser el sustrato de la siguiente y cada una sirve a una función determinada en la célula. Además, estas reacciones tienen lugar en un determinado compartimento de la célula y existe un control de dichas reacciones. Cada paso en una vía es controlada por una enzima específica.
Concepto de Homeostasis
La homeostasis es el conjunto de todos los procesos fisiológicos coordinados por medio de los cuales el organismo se mantiene en estado estable frente a los cambios externos o internos que puedan aparecer. El mantenimiento de la estabilidad, es decir, la homeostasis, es muy importante para que se puedan llevar a cabo todos los procesos metabólicos del organismo. Existen dos maneras en que se mantiene la homeostasis: los cambios que se pueden predecir y los cambios que no se pueden predecir o inesperados.
Estructura y Propiedades del Agua
El agua, el líquido más común de la superficie terrestre y el componente principal en peso de todos los seres vivos, tiene un número de propiedades destacables. El agua forma una estructura de dipolo eléctrico. La importancia del estudio de esta biomolécula radica en el hecho de que casi todas las reacciones bioquímicas del organismo tienen lugar en medios acuosos.
Propiedades Fisicoquímicas del Agua
- El agua es líquida en un amplio margen de temperaturas (0-100 °C).
- El agua presenta densidad máxima a 4 °C.
- El agua tiene una constante dieléctrica elevada.
- El agua es un dipolo.
- El agua posee un elevado calor específico (1 cal / º Cxg = calor necesaria para elevar la temperatura de 1g de agua en 1 º C).
- El agua tiene un calor de vaporización muy elevada (cantidad de calor necesaria para evaporar un gramo de agua: 0.536 cal / g).
- El agua se caracteriza por una elevada tensión superficial.
- El agua se disocia como un electrolito débil. Reacción de disociación del agua.
Presión Osmótica: Concepto e Importancia Biológica
En una disolución se distinguen dos componentes: el soluto y el solvente o disolvente. La incorporación de un soluto en un disolvente para formar una disolución origina que algunas de las propiedades del disolvente se vean modificadas. La presión osmótica o tonicidad de la disolución tiene una gran relevancia, ya que el compartimento líquido extracelular debe tener los mismos valores que el medio intracelular, es decir, ambos deben ser isotónicos, para que no haya un movimiento neto de agua en cualquiera de las dos direcciones que ponga en peligro la supervivencia celular.
Distribución del Agua y Balance Hídrico
El volumen de líquido de cada compartimento depende de la cantidad de sustancias osmóticamente activas que presenta. Se regula aumentando o disminuyendo este contenido. El mantenimiento de estos volúmenes acuosos (Balance hídrico) es necesario para que el organismo pueda desarrollar plenamente sus funciones vitales.