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quimica
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Sustancias de la vida Capítulo 7.3
Prof. F. Torres
Esc. University Gardens
El átomo principal dentro de la química orgánica
Carbono
• Tiene 4 e- de valencia y necesita 4 más para ser estable.
• Por tanto, puede crear 4 enlaces covalentes.
-C-C- -C=C- -C=C-
• Estos enlaces pueden ser con otros átomos de carbono u otros elementos.
• Cuando un C se une a otro, pueden formar cadenas largas y rectas o cadenas con ramificaciones y anillos.
• La capacidad de que el carbono pueda formar largas cadenas, permite que hayan muchas moléculas basadas en carbono.
• Las química que estudia las moléculas orgánicas o compuestas basadas en carbón lo es la química orgánica.
Isómeros
• Hay compuestos que tienen la misma fórmula molecular, pero difieren en la fórmula estructura, a estos se les llama isómeros.
• Existen distintos tipos de isómeros:
▫ Isómero estructural
▫ Isómero geométrico
▫ Enantiómeros
• La fórmula de ambas moléculas es C4H10
• Isómeros Estructurales
▫ Compuestos que difieren en el arreglo covalente de sus átomos
• Isómero Geométrico
▫ Son compuestos que son idénticos en el arreglo de los enlaces covalente, pero su configuración espacial es distinta
Trans
Lugares opuestos
Cis
Mismo lugar
• Enantiómeros
▫ Son moléculas que son imágenes espejos la una de la otra.
Cambian las propiedades de las moléculas orgánicas
• Las características de una molécula orgánica puede cambiar dramáticamente al remplazar uno de los hidrógenos con algún grupo de átomos conocidos como grupos funcionales.
▫ Los grupos funcionales ayudan a determinar el tipo de reacción química en que el compuesto participará.
• La propiedades de la mayoría de las clases de los compuestos orgánicos (carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucléicos) son una consecuencia del arreglo de los grupos funcionales.
• Nota: en el diagrama se utiliza la letra R para recordar el resto de la molécula.
• El grupo hidroxilo (R-OH) no debe ser confundido con el ión de hidroxilo (OH-)
Algunos grupos funcionales importantes en la
Biología
Cont. Algunos grupos funcionales importantes en la
Biología
Cont. Algunos grupos funcionales importantes en
la Biología
• Los compuestos a base de carbono pueden tener desde dos hasta miles de átomos de carbono.
• A las moléculas tan grandes de carbono se les da el nombre de macromoléculas.
• Las macromoléculas se construyen uniendo moléculas pequeñas entre sí, hasta formar una molécula grande o polímero.
• Un polímero es una molécula grande que se forma cuando se unen entre sí moléculas más pequeñas, por lo general en cadenas largas.
▫ Moléculas hechas de unidades similares que se repiten.
• Los polímeros se forman a partir de la unión de algunos o muchos monómeros.
▫ Una molécula de un compuesto relativamente con poco peso molecular, que puede unirse a otras moléculas similares para formar un polímero.
Monómero
Polímero
• Los monómeros pueden ser organizados en distinto orden, dando la posibilidad de crear variedades infinitas de macromoléculas.
Degradar Y Crear Polímeros
Hidrólisis Condensación
• Los polímeros pueden ser degradados en monómeros por medio de:
▫ Hidrólisis
Uso de moléculas de agua para romper; se regula por medio de enzimas
Proteínas catalíticas que aceleran reacciones químicas específicas.
• Se utiliza el método de condensación o síntesis de condensación
▫ Reacción en la que dos monómeros son combinados covalentemente por medio de la remoción del equivalente de una molécula de agua.
Carbohidratos
Lípidos
Proteínas
Acido Nucleíco
Carbohidratos
• Algunos carbohidratos comunes son:
▫ Azúcares
▫ Almidón (papas)
▫ Celulosa (pared celular plantas)
• Depende de la cantidad de carbono que tiene el azúcar, es el tipo de carbohidrato:
▫ Monosacáridos
▫ Disacáridos
▫ Polisacáridos
• Son compuestos orgánicos formados por carbono, hidrógeno y oxígeno; con una proporción de 1:2:1
Monosacáridos
• 1 unidad de azúcar
• Azúcar más simple
• Típicamente contiene de 3 a 7 átomos de carbón.
• Ejemplos
▫ Ribosa y Desoxirribosa
Son pentanos
Componen el ARN y el ADN
▫ Glucosa, Fructosa y Galactosa
Tienen seis carbonos
Son utilizados para producir energía (especialmente la glucosa)
Son isómeros
Estructurales
▫ Glucosa y Fructosa
Enantiómeros
▫ Glucosa y Galactosa
Ribosa y Desoxirribosa
Glucosa, Fructosa y Galactosa
Disacáridos
• Se forma cuando se unen dos monosacáridos.
• Estos dos monosacáridos se unen por medio de enlaces covalentes para con un oxígeno
• Los disacáridos más comunes son:
▫ Maltosa (glucosa + glucosa)
▫ Sucrosa (glucosa + fructosa)
▫ Lactosa (glucosa + galactosa)
Maltosa
Sucrosa
Lactosa
Polisacáridos
• Se forman cuando se unen tres o más monosacáridos.
• Son los carbohidratos más comunes.
• Los más comunes son:
▫ Almidón
▫ Glucógeno
▫ Celulosa
• Almidón
▫ Formado de cadenas muy ramificadas de unidades de glucosa
▫ Es utilizado por las plantas para almacenar energía.
▫ Tiene dos formas
Amilosa (forma simple)
Amilopectina (la más común)
• Glucógeno
▫ Parecido a almidón, pero más extenso en sus ramificaciones y mucho más soluble en agua.
▫ Es almacenado principalmente en el hígado y en las células musculares.
• Celulosa
▫ Es el carbohidrato más común.
▫ Forma las paredes celulares de las plantas y les da soporte estructural.
▫ Es insoluble.
▫ No puede ser digerida por el ser humano
▫ Algunas bacterias que viven en el estómago de las vacas, de las ovejas y de las termitas, sí las pueden digerir.
Carbohidratos Especiales
Quitina Glicoproteínas
• Carbohidrato que compone el esqueleto externo de los insectos, artrópodos y de las paredes de los hongos.
• Presenta en la mayoría de las paredes celulares de las bacterias.
• Permiten el ensamblaje para con otras bacterias.
Glicolípidos
• Compuesto presente en la superficie de las células animales.
• Ayuda a reconocer y ensamblarse con otras células.
Quitina Glicoproteína
• Compuestos orgánicos que tienen una gran proporción de uniones C-H.
• Se les conoce comúnmente como grasas y aceites.
• Las células utilizan los lípidos para almacenar a largo plazo la energía, como aislante y cubiertas protectoras.
• El tipo más común de lípido, consiste en tres ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol.
• Nota: las moléculas hidrofílicas tienen, regularmente, mucho oxígeno; las hidrofóbicas tienen poco.
• Los principales grupos de lípidos son:
▫ Grasas neutrales (“neutral fats”)
▫ Fosfolípidos
▫ Carotenoides
“Neutral fats”
• Son una fuente excelente de energía, ya que dan el doble de energía por gramos que el carbohidrato.
• Consiste de glicerol unido a uno, dos o tres ácidos grasos.
“Neutral fats”: Ácidos grasos saturados
• Lípidos con cadenas de carbono de ácidos grasos con enlaces sencillos únicamente.
• Se llaman saturados por que son ácidos grasos llenos, saturados, de hidrogeno.
• Estas grasas, generalmente, son sólidas a temperatura ambiente.
“Neutral fats”: Ácidos grasos no
saturados • Son lípidos que tienden a ser líquidos a
temperatura ambiente.
• Al menos dos ácidos grasos no saturados el humano debe obtener de la naturaleza, pues no los sintetiza:
▫ Ácido linoleíco
▫ Ácido araquidónico
“Neutral fats” cont.
• Cuando un glicerol se combina con tres ácidos grasos se forman los triglicéridos.
Fosfolípidos
• Estructura compuesta por una parte hidrofílica (colina, grupo fosfato y glicerol) y una parte hidrofóbica (ácidos grasos).
Carotenoides
• Pigmento color anaranjado y amarillo de las plantas.
• Es clasificado como lípidos por que es insoluble en agua y tiene una consistencia aceitosa.
Esteroides
• Son ácidos grasos, y entre los de mayor importancia biológica son: ▫ Colesterol
Componente estructural de la membrana de las células animales
▫ Cortisol Hormona esteroide (constructiva) secretado por la
glándula adrenal.
• Las hormonas esteroides regulan ciertos aspectos del metabolismo animal, incluyendo los vertebrados.
Colesterol Cortisol
Construyen estructuras y llevan a cabo el metabolismo de la célula
Proteínas
• Polímero grande complejo compuesto de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y, en algunas ocasiones, azufre.
• Las unidades básicas de las proteínas se llaman aminoácidos.
• Hay veinte aminoácidos
• Para unir los aminoácidos se utiliza la condensación.
• Entre los aminoácidos se forman enlaces covalentes y se conoce como enlace peptídico.
• Las cadenas de proteínas que contienen enlaces peptídicos se les llaman cadenas polipeptídicas.
• Muchas proteínas están formadas de dos o más cadenas de aminoácidos que están juntas por medio de enlaces de hidrógeno.
Aminoácidos
Importancia de las proteínas
• Componente principal de las membranas celulares.
• Componen buena parte de la estructura de los organismos (pelo, cuernos, cascos, uñas)
• Necesarias para la contracción muscular (ayuda a aumentar la masa muscular)
• Transporte de oxígeno en el torrente sanguíneo, inmunidad.
• Realizar reacciones químicas
Proteínas: Enzimas
• Las enzimas son proteínas que aceleran una reacción química.
• Algunas reacciones necesitan alta temperaturas o alta acidez o alcalinidad, las enzimas crean un ambiente adecuado para acelerar estas reacciones.
Las proteínas se organizan en cuatro
distintos niveles • Estructura primaria
▫ Es la secuencia de aminoácidos. Es plana
• Estructura secundaria
▫ se forma a causa de los enlaces de hidrógenos que se crean entre dos o más cadenas polipetídicas
• Estructura terciaria
▫ Depende de la interacción entre las esquinas de las cadenas
• Estructura cuaternaria
▫ Resulta de la interacción entre los polipéptidos.
Macromoléculas complejas que almacenan información en las células en forma de códigos.
• Son polímeros hechos a base de subunidades llamadas nucleótidos.
• Nucleótido
▫ Átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo organizados en tres grupos:
Una base
Un azúcar sencillo
Un grupo fosfato
ADN (Acido Dexorribonucleico)
• La copia maestra del código de información de un organismo.
• Contiene información que se utiliza para estructurar y componer las sustancias necesarias para un organismo.
• Contribuye a la manera como un organismo luce y actúa
ARN
(Acido Ribonucleico) • Acido Nucleíco que copia ADN
para utilizarlo en la síntesis de proteínas.
• El ADN y el ARN, deben trabajar juntos para producir proteínas.
Bases para los Nucleótidos
Purinas Pirimidina
• Sus estructuras son dos anillos unidos
• Son:
▫ Adenina y Guanina
Ambos están en ADN y ARN
• Sus estructuras son de un solo anillo.
• Son:
▫ Citosina, Timina (solo en ADN) y Uracil (solo en ARN)
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