Componentes Químicos Fundamentales de la Vida

Composición Química del Agua

Estructura H₂O – enlace covalente (104.5º). El átomo de oxígeno posee 4 electrones sin compartir. La electronegatividad del oxígeno promueve la distribución asimétrica de electrones (carácter dipolo). El oxígeno necesita 2 electrones para alcanzar la estabilidad.

Propiedades del Agua

Importancia del Carbono (C)

El carbono forma enlaces covalentes simples, dobles o triples.

Enlace Iónico

Atracción eléctrica entre iones con cargas opuestas. Los átomos completan sus orbitales cediendo o aceptando electrones. Ejemplo: (H⁺ + NH₂⁻ → NH₃). Importante en la regulación del pH.

Clasificación de Elementos Biogénicos

Los elementos que componen la materia viva se clasifican en:

• Primarios: Constituyen el 98% de la materia viva. Incluyen C, H, O, N.
• Secundarios: Representan el 4.5% de la materia viva. Incluyen S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl.
• Terciarios: Constituyen el 0.1%. Incluyen Fe, Mn, Cu, Zn, F, I, B, Si, V, Cr, Co, Se, Mo, Li.

Sales Minerales

Se presentan en la materia viva de diversas formas:

• Insolubles: Se encuentran en sólidos con función plástica (dientes, esqueleto, conchas) y en la conducción del impulso nervioso.

Glúcidos (Carbohidratos)

Los glúcidos contienen grupos funcionales clave:

• Hidroxilo (O-H)
• Aldehído (H-C=O) - Característico de las ALDOSAS
• Carbonilo CETÓNICO (C=O) - Característico de las CETOSAS

La configuración anomérica puede ser ALFA (abajo) o BETA (arriba).

Tipos de Glúcidos

• Monosacáridos: Glucosa, Fructosa
• Disacáridos: Sacarosa
• Polisacáridos: Glucógeno (animales), Almidón (vegetales)

Derivados: Modificaciones de monosacáridos, a menudo involucrando grupos hidroxilo.

Lípidos

Los lípidos se caracterizan por tener un grupo carboxilo (hidrófilo) y cadenas hidrocarbonadas (hidrófobas), generalmente de 4 a 22 átomos de carbono.

Son hidrófobos y están compuestos principalmente por Carbono e Hidrógeno. Sus funciones incluyen: Reserva energética (triglicéridos), estructural (fosfolípidos en las bicapas) y reguladoras (hormonas esteroides).

Enlaces y Tipos de Lípidos

• Enlace Éster: El glicerol y los ácidos grasos se unen covalentemente a través de un enlace éster. Es un enlace entre ácidos carboxílicos y alcoholes.
• Triglicéridos: Reserva de energía, formados por la unión éster de glicerol con tres ácidos grasos (triacilgliceroles).
• Fosfolípidos: Componentes principales de las membranas celulares.
• Terpenos: Antioxidantes que protegen lípidos y otros componentes biológicos.
• Esfingolípidos: Funciones estructurales y reguladoras del metabolismo.
• Prostaglandinas: Hormonas paracrinas y autocrinas que controlan procesos como la inflamación y la curación.

Proteínas

Las proteínas están compuestas por C, H, O, N, S y están unidas estructuralmente por aminoácidos, cada uno con dos grupos funcionales principales (amino y carboxilo).

Efecto Buffer o Amortiguador

Los aminoácidos, en solución a pH neutro, se comportan como iones bipolares (zwitteriones). El grupo Amino (NH₂ → NH₃⁺) puede aceptar protones, mientras que el grupo Carboxilo (COOH → COO⁻) puede cederlos, ayudando a mantener el pH estable.

Clasificación de Aminoácidos

• Polares sin carga: Tienen puentes de hidrógeno débiles con H₂O. Ejemplos: Asparagina, Glutamina, Serina, Tirosina.
• No Polares: Son hidrófobos. Ejemplos: Alanina, Isoleucina, Leucina, Metionina, Fenilalanina, Triptófano, Valina, Glicina, Prolina.
• Polares con carga: Atraen H₂O e iones de carga opuesta. Ejemplos: Ácido Aspártico, Ácido Glutámico, Lisina, Arginina, Histidina.

Aminoácidos Esenciales y No Esenciales

Tirosina

Lisina

Aspartato

Metionina

Cisteína

Fenilalanina

Glutamato

Treonina

Glutamina

Triptófano

Glicina

Valina

Prolina

Histidina

Serina

Arginina

Asparagina

Desnaturalización de Proteínas

Es un proceso en el cual se modifica la estructura tridimensional de la proteína, lo que suele conllevar la pérdida de su función. Los agentes que pueden causar desnaturalización incluyen: Temperatura, pH, Polaridad del disolvente, Fuerza iónica.