Conceptos Clave de Bioquímica: pH, Agua, Metabolismo y Proteínas Esenciales

Valores de pH en Fluidos Corporales Clave

• Saliva: 6.4-6.8
• Orina: 5.5-7.0
• Jugo Gástrico: 1.5-1.8
• Sangre: 7.35-7.45

Conceptos Fundamentales en Bioquímica

Buffer (Solución Amortiguadora)

Una mezcla de un ácido débil y su base conjugada, o una mezcla de una base débil y su ácido conjugado. Su función principal es resistir con mayor eficacia un cambio de pH después de la adición de un ácido o una base.

Procesos Metabólicos: Catabolismo y Anabolismo

• Catabolismo: Proceso que se realiza en los organismos para transformar las sustancias nutritivas en energía.
• Anabolismo: Proceso que se realiza en los organismos para transformar las sustancias nutritivas en los componentes que forman las células.

Pioneros y Descubrimientos Clave en la Ciencia

• Louis Pasteur: Demostró los fenómenos de isomería química y los fenómenos de la fermentación alcohólica.
• Archibald Garrod: Estudió oncogenes e hipercolesterolemia, pionero en el concepto de errores innatos del metabolismo.
• Watson y Crick: Descubrieron la estructura del ADN. En julio de 2000, el 90% del genoma humano fue secuenciado, lo que ayudó al diagnóstico, reveló causas y mecanismos de enfermedades, y sugirió tratamientos.

El Agua: Propiedades y Funciones Esenciales para la Vida

Distribución del Agua en el Cuerpo Humano

• Bebés: 75%
• Mujeres: 55%
• Hombres: 60%
• Tejido Nervioso: 84%
• Hígado: 73%
• Piel: 71%
• Tejido Conectivo: 60%
• Tejido Adiposo: 30%
• Plasma: 99%

Propiedades Físico-Químicas del Agua

• Acción Disolvente: El agua es el líquido que más sustancias disuelve, siendo considerado el "disolvente universal".
• Gran Calor Específico: Relacionado con los puentes de hidrógeno que se forman entre las moléculas de agua, lo que le permite mantener la temperatura constante.
• Punto Crioscópico: Cuando un líquido se enfría, disminuye la energía cinética de sus moléculas.
• Punto de Ebullición: El agua se transforma en vapor a 100°C a una presión barométrica de 760 mmHg.
• Presión de Vapor: Es la tendencia que manifiestan las moléculas de agua a escapar hacia el espacio que las rodea.
• Calor Específico: Se refiere a la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de 1 gramo de sustancia de 14.5°C a 15.5°C.
• Calor Latente de Vaporización: Es la cantidad de energía necesaria para vencer las fuerzas de atracción entre las moléculas de agua y transformarla en gas.
• Presión Osmótica: En una solución que contiene agua y solutos, las moléculas de soluto ejercen presión.

Funciones Biológicas del Agua

• Soporte estructural
• Amortiguador térmico
• Transporte de sustancias
• Lubricante
• Flexibilidad y elasticidad de tejidos
• Reactivo en reacciones metabólicas

Propiedades Generales del Agua en Sistemas Biológicos

• Medio donde ocurren las reacciones del metabolismo.
• Sistema de transporte.
• Control del pH.

Ácidos y Bases: Definiciones y Ejemplos

• Ácidos: Sustancia que en solución acuosa es capaz de ceder un protón (H+).
• Bases: Sustancia que en solución acuosa es capaz de captar un protón (H+).

Clasificación de Ácidos

• Ácidos Fuertes: Clorhídrico (HCl), Nítrico (HNO3), Sulfúrico (H2SO4).
• Ácidos Débiles: Láctico, Carbónico, Fórmico.

Regulación del pH y Sistemas Amortiguadores

Buffers Biológicos Clave

• Proteínas plasmáticas
• Fosfato
• Bicarbonato

Desequilibrios de pH

• Alcalosis: pH superior a 7.45 (en sangre).
• Acidosis: pH inferior a 7.35 (en sangre).

Componentes de un Sistema Amortiguador

• Ácido débil
• Base conjugada

Aminoácidos y Proteínas: Estructura y Función

Importancia de las Proteínas

Las proteínas son las moléculas más abundantes y funcionalmente diversas de los seres vivos.

Funciones Específicas de las Proteínas

• Enzimas y Hormonas Polipeptídicas: Dirigen y regulan el metabolismo en los organismos.
• Proteínas Contráctiles: Permiten el movimiento (ej. en el músculo).
• Colágeno: Forma una matriz para el depósito de fosfato de calcio (ej. en hueso).
• Hemoglobina (Hb) y Albúmina: Desplazan moléculas esenciales en el torrente sanguíneo.
• Inmunoglobulinas: Luchan contra bacterias y virus infecciosos.

Zwitterion

Un ion que tiene simultáneamente una región con carga positiva y otra con carga negativa. La glicina, por ejemplo, actúa como zwitterion y se encuentra en soluciones neutras.

Clasificación de Aminoácidos

A) Según las Propiedades de su Cadena Lateral

• Neutros Polares (Polares no Cargados o Hidrófilos): Tienen una carga neta de 0. Sus cadenas laterales polares participan en la formación de enlaces de hidrógeno. Ejemplos: Serina, Treonina, Glutamina, Asparagina, Tirosina.
• Neutros No Polares (Apolares o Hidrófobos): Sus cadenas laterales no polares no ganan ni pierden protones y no participan en enlaces de hidrógeno. Se agrupan en el interior de las proteínas. Ejemplos: Cisteína, Valina, Alanina, Leucina, Isoleucina, Metionina, Prolina, Fenilalanina, Triptófano y Glicina.
• Con Carga Negativa (Ácidos): Los aminoácidos son donantes de protones. Ejemplos: Ácido Aspártico, Ácido Glutámico.
• Con Carga Positiva (Básicos): Sus grupos R están completamente ionizados y tienen carga positiva. Ejemplos: Lisina, Arginina, Histidina.
• Aromáticos: Contienen un anillo fenólico o hexagonal. Ejemplos: Fenilalanina, Triptófano y Tirosina. (Fenilalanina y Triptófano son neutros no polares; Tirosina es neutra polar).

B) Según su Obtención (Esencialidad)

• Esenciales: Valina, Leucina, Treonina, Lisina, Triptófano, Histidina, Fenilalanina, Isoleucina, Arginina, Metionina.