Repaso Esencial de Células, Química Orgánica y Macromoléculas Biológicas

Biología Celular: La Unidad Básica de la Vida

• Célula: Unidad básica estructural y funcional de la vida.
• Célula Procariota: Sin núcleo definido, ADN libre en el citoplasma (ejemplo: bacterias).
• Célula Eucariota: Con núcleo verdadero, posee organelas membranosas (mitocondria, aparato de Golgi, etc.).
• Teoría Endosimbiótica: Postula que las mitocondrias y los cloroplastos evolucionaron a partir de bacterias que fueron fagocitadas por células ancestrales.

Organelas Celulares y sus Funciones

• Mitocondria: Producción de energía (ATP) mediante respiración celular.
• Ribosomas: Síntesis de proteínas.
• Aparato de Golgi: Empaquetamiento, modificación y distribución de proteínas y lípidos.
• Retículo Endoplasmático: Transporte y síntesis de lípidos y proteínas.
• Lisosoma: Digestión celular (contiene enzimas hidrolíticas).
• Cloroplasto: Realiza la fotosíntesis (solo en células vegetales y algas).

Química Fundamental y Enlaces

• Átomo: Compuesto por protones (+), neutrones (0) y electrones (–).
• Número Atómico (Z): Es igual al número de protones.
• Masa Atómica (A): Es igual a la suma de protones y neutrones.

Tipos de Enlaces Químicos

• Enlace Iónico: Metal + no metal (implica la transferencia de electrones, e⁻).
• Enlace Covalente: No metal + no metal (implica compartir electrones, e⁻).
• Enlace Covalente Polar: Distribución de cargas desiguales (ejemplo: agua, H₂O).
• Enlace Covalente No Polar: Distribución de cargas iguales (ejemplo: oxígeno molecular, O₂).

Tipos de Reacciones Químicas

• Oxidación: Pérdida de electrones (e⁻).
• Reducción: Ganancia de electrones (e⁻).
• Condensación (o Deshidratación): Reacción donde dos moléculas se unen y liberan una molécula de agua.
• Hidrólisis: Reacción donde una molécula se rompe por la adición de agua.

El Concepto de pH

• Escala de pH: 0–6 es ácido, 7 es neutro, 8–14 es básico (alcalino).
• Buffer (Amortiguador): Sustancia que mantiene el pH estable al resistir cambios bruscos.

Cálculo del pH (Fórmulas Esenciales)

• Fórmula General:
  pH = –log [H⁺]
  (Se utiliza cuando se conoce la concentración de iones de hidrógeno [H⁺]).
• Relación pH y pOH:
  pH = 14 – pOH
  (Se utiliza cuando se conoce el pOH o la concentración de iones hidroxilo [OH⁻]).

Regla Mnemotécnica: Si hay H⁺, usa la fórmula logarítmica normal. Si hay OH⁻ o pOH, resta con 14.

El Átomo de Carbono y la Química Orgánica

• Carbono: Es la base de la vida debido a su capacidad de formar cuatro enlaces covalentes estables.
• Alcoholes: Contienen el grupo funcional –OH. Sus nombres terminan en –ol.
• Aldeídos: Contienen el grupo funcional –CHO. Sus nombres terminan en –al.
• Cetonas: Contienen el grupo funcional –CO–. Sus nombres terminan en –ona.
• Ácidos Carboxílicos: Contienen el grupo funcional –COOH. Sus nombres terminan en –oico.
• Ésteres: Contienen el grupo funcional –COO–. Sus nombres terminan en –ato.
• Aminas / Amidas: Compuestos que contienen Nitrógeno (N) y actúan como bases orgánicas.

Carbohidratos: Estructura y Función

• Monosacáridos: Un solo azúcar simple (ejemplos: glucosa, fructosa).
• Disacáridos: Formados por la unión de dos monosacáridos, liberando H₂O (reacción de condensación).
  • Ejemplo: Glucosa + Fructosa = Sacarosa.
• Polisacáridos: Cadenas largas formadas por muchos monosacáridos.

Polisacáridos Importantes

• Almidón: Función de reserva energética en plantas.
• Glucógeno: Función de reserva energética en animales (hígado y músculo).
• Celulosa: Función estructural en la pared celular vegetal.
• Azúcar Reductor: Aquel que tiene la capacidad de donar electrones (ejemplo: glucosa).

Lípidos: Estructura y Funciones Biológicas

• Características: Son moléculas hidrofóbicas, insolubles en agua.
• Ácidos Grasos: Componentes fundamentales de la mayoría de los lípidos.
• Prostaglandinas: Moléculas lipídicas que regulan procesos como la inflamación y la presión arterial.
• Triglicéridos: Formados por glicerol + 3 ácidos grasos. Principal forma de almacenamiento de energía.
• Ceras: Función de protección e impermeabilización (ejemplo: piel, hojas de plantas).
• Grasas: Lípidos sólidos a temperatura ambiente (típicos de animales).
• Aceites: Lípidos líquidos a temperatura ambiente (típicos de vegetales).
• Fosfolípidos: Componentes esenciales que forman la bicapa de las membranas celulares.
• Esteroides: Incluyen hormonas sexuales y el colesterol.
• Lipoproteínas: Complejos que transportan lípidos a través del torrente sanguíneo.

Funciones Clave de los Lípidos

1. Energética (almacenamiento).
2. Estructural (membranas).
3. Protectora (ceras).
4. Reguladora (hormonas esteroides).

Ácidos Nucleicos (ADN y ARN)

• ADN (Ácido Desoxirribonucleico): Almacena y transmite la información genética.
• ARN (Ácido Ribonucleico): Participa en la expresión y traducción de la información genética.
• Replicación: Proceso mediante el cual el ADN se copia a sí mismo.
• Flujo Genético (Dogma Central): El proceso de transferencia de información: ADN → ARN → Proteína.
• Mutaciones: Cambios permanentes en la secuencia de nucleótidos del ADN.

Proteínas y Enzimas: Catalizadores de la Vida

• Estructura: Formadas por la unión de aminoácidos mediante enlaces peptídicos.

Funciones de las Proteínas

1. Estructural (ejemplo: colágeno).
2. Transporte (ejemplo: hemoglobina).
3. Defensa (ejemplo: anticuerpos).
4. Enzimática (catalizadores).
5. Movimiento (ejemplo: actina y miosina).

• Enzimas: Proteínas que actúan como catalizadores biológicos, acelerando la velocidad de las reacciones químicas sin consumirse.
• Macromoléculas Biológicas: Proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos y lípidos.

Factores que Afectan la Actividad Enzimática

• Temperatura.
• pH.
• Concentración de sustrato.
• pH Ideal: Cada enzima posee un pH óptimo de funcionamiento (ejemplo: la amilasa salival funciona mejor a pH ~7).