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Apuntes Bioquímica primer y segundo parcial

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Apuntes de la asigantura de bioquímica cursada en primer año de Genética en la UAB.

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leireceresuelafernndez
‭BIOQUÍMICA‬


‭08/02/2022‬

‭TEMA 1‬

‭ a‬ ‭bioquímica‬ ‭estudia‬ ‭las‬ ‭reacciones‬ ‭químicas‬ ‭que‬ ‭se‬ ‭producen‬ ‭en‬ ‭un‬ ‭organismo‬ ‭vivo.‬
L
‭Estas‬ ‭dan‬ ‭lugar‬ ‭a‬ ‭una‬ ‭composición‬ ‭celular,‬ ‭es‬ ‭decir‬ ‭que‬ ‭son‬ ‭reacciones‬ ‭en‬ ‭cadena‬ ‭que‬
‭desarrollan‬ ‭una‬ ‭estructura‬ ‭celular‬ ‭determinada‬ ‭y‬ ‭por‬ ‭lo‬ ‭tanto‬ ‭hacen‬ ‭posible‬ ‭la‬ ‭vida.‬ ‭Las‬
‭reacciones‬‭se‬‭dan‬‭a‬‭cabo‬‭por‬‭unas‬‭biomoléculas‬‭compuestas‬‭por‬‭átomos.‬‭Estos‬‭interactúan‬
‭entre‬ ‭sí‬ ‭y‬ ‭deben‬ ‭tener‬ ‭una‬ ‭estructura‬ ‭tridimensional‬ ‭determinada‬ ‭y‬ ‭también‬ ‭un‬ ‭grupo‬
‭funcional‬‭que‬‭le‬‭dará‬‭su‬‭funcionalidad.‬‭Por‬‭ejemplo,‬‭un‬‭centro‬‭activo‬‭en‬‭las‬‭enzimas‬‭que‬‭les‬
‭permite‬ ‭realizar‬ ‭la‬ ‭catálisis.‬ ‭Si‬ ‭la‬ ‭estructura‬ ‭o‬ ‭la‬‭composición‬‭no‬‭es‬‭la‬‭correcta,‬‭no‬‭hay‬‭un‬
‭desarrollo óptimo de la célula y por ende de la vida del organismo.‬

‭Composición-estructura-función‬‭.‬

‭ as‬ ‭moléculas‬ ‭tienen‬ ‭capacidad‬ ‭de‬ ‭extraer‬ ‭energía‬‭y‬‭transformar‬‭la‬‭materia‬‭en‬‭elementos‬
L
‭esenciales‬ ‭para‬ ‭la‬ ‭supervivencia‬ ‭de‬ ‭la‬ ‭célula,‬ ‭cómo‬ ‭el‬ ‭crecimiento‬ ‭o‬ ‭la‬ ‭división‬ ‭celular.‬
‭(Interacciones enzima-sustrato, adn-histonas, que le dan la función final).‬

‭La naturaleza ha seleccionado 30 bioelementos de todos los que existen:‬

‭ l‬ ‭principal‬ ‭es‬ ‭el‬ ‭carbono,‬ ‭también‬‭hay‬‭H,O,N,‬
E
‭o‬ ‭iones‬ ‭metálicos‬ ‭que‬ ‭se‬ ‭encuentran‬ ‭en‬ ‭poca‬
‭cantidad,‬‭pero‬‭aún‬‭así‬‭son‬‭imprescindibles‬‭para‬
‭muchas‬ ‭enzimas‬ ‭y‬ ‭su‬ ‭óptimo‬ ‭funcionamiento.‬
‭Principalmente‬ ‭H,O,N,C‬ ‭estan‬ ‭presentes‬ ‭en‬
‭todas‬ ‭las‬ ‭biomoléculas‬ ‭y‬ ‭son‬ ‭necesarios.‬ ‭Por‬
‭ejemplo‬ ‭en‬ ‭un‬ ‭azúcar.‬ ‭Sin‬ ‭embargo‬ ‭el‬ ‭P‬ ‭es‬
‭necesario‬ ‭para‬ ‭el‬ ‭ADN‬ ‭o‬ ‭el‬ ‭S‬ ‭para‬ ‭la‬‭correcta‬
‭estructura de algunas proteínas.‬


‭ e‬ ‭todas‬ ‭formas‬ ‭el‬ ‭elemento‬ ‭estrella,‬ ‭que‬ ‭forma‬ ‭el‬ ‭esqueleto‬ ‭o‬ ‭la‬ ‭estructura‬ ‭de‬ ‭una‬
D
‭molécula es el carbono.‬

‭Jerarquía de las moléculas‬‭(ascendiente en complejidad‬‭hasta llegar a la formación célula)‬


‭ rimero‬ ‭se‬ ‭forman‬ ‭unas‬ ‭moléculas‬
P
‭pequeñas,‬ ‭que‬ ‭son‬ ‭estructuralmente‬
‭estables(monómeros).‬ ‭Después‬ ‭se‬ ‭unen‬
‭entre‬‭ellas‬‭para‬‭formar‬‭una‬‭molécula‬‭más‬
‭grande,‬ ‭y‬ ‭viceversa‬ ‭hasta‬ ‭obtener‬ ‭una‬
‭macromolécula,‬ ‭y‬ ‭de‬ ‭esta‬ ‭una‬
‭supramolecular(membrana,cromatina)‬

, ‭ asta llegar a la célula que conocemos hoy en día.‬
h
‭La‬ ‭célula‬ ‭tiene‬ ‭bloques‬ ‭estructurales‬ ‭para‬ ‭no‬ ‭tener‬ ‭que‬ ‭sintetizar‬ ‭todas‬ ‭las‬ ‭biomoléculas‬
‭desde‬ ‭el‬ ‭principio,‬ ‭preestablecidas‬ ‭en‬ ‭la‬ ‭misma‬ ‭naturaleza.‬ ‭También‬ ‭lo‬ ‭ha‬ ‭hecho‬ ‭para‬
‭optimizar‬ ‭espacio,‬‭por‬‭ello‬‭las‬‭macromoléculas‬‭presentan‬‭unidades‬‭monoméricas‬‭limitadas‬
‭(4 nucleótidos, 20 aa).‬

‭ aracterísticas‬‭del‬‭carbono‬‭que‬‭lo‬‭hacen‬‭el‬‭elemento‬‭principal‬‭en‬‭la‬‭formación‬‭de‬‭las‬
C
‭biomoléculas‬

‭ u‬ ‭función‬ ‭es‬ ‭única,‬ ‭puede‬ ‭formar‬ ‭enlaces‬ ‭simples(entre‬ ‭átomos‬ ‭de‬ ‭carbono),dobles,‬
S
‭triples,‬ ‭y‬ ‭puede‬ ‭unirse‬ ‭con‬ ‭cualquier‬ ‭tipo‬ ‭de‬ ‭átomos.‬ ‭Su‬‭estructura‬‭espacial‬‭le‬‭otorga‬‭una‬
‭forma‬ ‭tetraédrica‬‭con‬‭ángulos‬‭de‬‭109.5‬‭y‬‭componentes‬‭a‬‭la‬‭misma‬‭distancia.‬‭Es‬‭un‬‭átomo‬
‭versátil que se une con cualquier elemento.‬


*‭ ‭E
‬ nlace‬ ‭simple:‬ ‭da‬‭posibilidad‬‭de‬‭rotación,‬‭y‬
‭es donde se mantiene la forma tetraédrica.‬

*‭ ‭E‬ nlace‬ ‭doble:‬ ‭no‬‭hay‬‭rotación,molécula‬‭fija,‬
‭y‬ ‭con‬ ‭estructura‬ ‭plana.‬ ‭Estos‬ ‭tienen‬ ‭una‬
‭importancia‬ ‭en‬ ‭la‬ ‭estructura‬ ‭y‬ ‭formación‬
‭proteica.‬




‭ ay‬‭una‬‭gran‬‭diversidad‬‭de‬‭grupos‬‭funcionales‬‭que‬‭pueden‬‭unirse‬‭a‬‭los‬‭átomos‬‭de‬‭carbono,‬
H
‭otorgando‬ ‭a‬ ‭la‬ ‭molécula‬ ‭caracteristicas‬ ‭especiales.‬ ‭Por‬ ‭ejemplo‬ ‭el‬ ‭fosfato,‬ ‭que‬ ‭activa‬ ‭y‬
‭desactiva‬‭algunas‬‭enzimas.‬‭Además‬‭forman‬‭parte‬‭de‬‭sistemas‬‭de‬‭señalización‬‭y‬‭regulación‬
‭metabólica.‬

‭Representaciones estructuras moleculares‬




‭ a‬ ‭disposición‬ ‭espacial‬ ‭debido‬ ‭a‬ ‭los‬ ‭enlaces‬ ‭covalentes‬ ‭entre‬ ‭los‬ ‭diferentes‬ ‭elementos,‬
L
‭puede‬ ‭generar‬ ‭una‬ ‭gran‬ ‭variedad‬ ‭de‬ ‭conformaciones.‬ ‭Todos‬ ‭son‬ ‭enlaces‬ ‭simples,‬ ‭con‬
‭posibilidad‬ ‭de‬ ‭rotación,‬ ‭por‬ ‭lo‬ ‭tanto‬ ‭varias‬ ‭disposiciones‬ ‭u‬ ‭organización‬ ‭pero‬ ‭en‬ ‭el‬ ‭fondo‬

,‭ igue‬ ‭siendo‬ ‭la‬ ‭misma‬ ‭molécula.‬ ‭No‬ ‭cambia‬ ‭tampoco‬ ‭su‬ ‭funcionalidad,‬ ‭aunque‬ ‭esta‬ ‭sí‬
s
‭depende de la estructura tridimensional.‬

‭ os‬ ‭estereoisómeros‬ ‭son‬ ‭moléculas‬ ‭idénticas‬
L
‭formadas‬‭por‬‭los‬‭mismos‬‭átomos‬‭o‬‭elementos‬‭pero‬
‭con‬ ‭disposiciones,‬ ‭es‬ ‭decir,‬ ‭configuraciones‬
‭distintas(cis/trans).‬ ‭Por‬ ‭lo‬ ‭tanto‬ ‭tienen‬ ‭funciones‬
‭biológicas,‬ ‭y‬ ‭propiedades‬ ‭físico-químicas‬ ‭distintas‬
‭y‬ ‭además‬ ‭cuando‬ ‭hay‬ ‭dobles‬ ‭enlaces‬ ‭se‬ ‭les‬ ‭da‬
‭una posición fija.‬




‭ abe‬ ‭destacar‬ ‭que‬ ‭el‬ ‭carbono‬ ‭puede‬ ‭unirse‬ ‭a‬ ‭4‬ ‭componentes‬ ‭que‬ ‭pueden‬ ‭ser‬‭diferentes‬
C
‭entre‬‭ellos.‬‭Si‬‭todos‬‭son‬‭distintos‬‭hablamos‬‭de‬‭un‬‭carbono‬‭asimétrico‬‭o‬‭quiral.‬‭Estos‬‭son‬‭de‬
‭gran importancia en los azúcares. La mayoría de las biomoléculas son asimétricas.‬

*‭ ‬‭Enantiómeros‬‭:‬ ‭son‬ ‭dos‬ ‭moléculas‬ ‭distintas,‬ ‭a‬
‭pesar‬ ‭de‬ ‭ser‬ ‭el‬ ‭reflejo‬ ‭del‬ ‭espejo‬ ‭una‬‭de‬‭la‬‭otra,‬
‭nunca‬‭se‬‭obtiene‬‭la‬‭misma.‬‭Cómo‬‭desvían‬‭el‬‭rayo‬
‭de‬ ‭luz‬ ‭en‬ ‭direcciones‬ ‭distintas‬ ‭se‬ ‭distinguen‬ ‭por‬
‭ser‬ ‭isómeros‬ ‭ópticos,‬ ‭ya‬ ‭que‬ ‭químicamente‬ ‭son‬
‭idénticas.‬

*‭ ‬‭Diastereómeros‬‭:‬ ‭no‬ ‭son‬ ‭la‬ ‭imagen‬ ‭en‬ ‭el‬ ‭espejo‬
‭la‬‭una‬‭de‬‭la‬‭otra,‬‭son‬‭moléculas‬‭con‬‭propiedades‬
‭físico-químicas distales.‬

‭-n carbonos asimétricos se obtienen 2ˆn moléculas.‬

‭ i‬ ‭analizamos‬ ‭la‬ ‭molécula‬ ‭que‬ ‭tiene‬ ‭más‬ ‭de‬ ‭un‬
S
‭carbono‬ ‭asimétrico,‬ ‭podemos‬ ‭ver‬ ‭que‬ ‭también‬ ‭se‬
‭presentan‬ ‭varias‬ ‭configuraciones.‬ ‭Para‬‭determinar‬
‭la‬ ‭configuración,‬ ‭debe‬ ‭mirarse‬ ‭el‬ ‭penúltimo‬
‭carbono‬‭y‬‭mirar‬‭la‬‭posición‬‭del‬‭grupo‬‭alcohol.‬‭Cabe‬
‭destacar‬‭que‬‭la‬‭naturaleza‬‭ha‬‭hecho‬‭una‬‭selección‬
‭de‬ ‭estas‬ ‭configuraciones‬ ‭en‬ ‭determinadas‬
‭moléculas.‬ ‭Las‬‭enzimas‬‭biológicas‬‭sólo‬‭reconocen‬
‭aminoácidos‬ ‭en‬ ‭configuración‬ ‭L‬‭,‬ ‭mientras‬ ‭que‬ ‭en‬
‭los‬ ‭azúcares,‬ ‭la‬ ‭configuración‬ ‭D‬ ‭es‬ ‭mucho‬ ‭más‬
‭abundante.‬

, ‭Interacción entre moléculas, enlaces intramoleculares o intermoleculares‬

*‭ ‬‭Enlace‬ ‭covalente‬‭:‬ ‭dos‬ ‭moléculas‬ ‭comparten‬ ‭electrones,‬ ‭por‬ ‭ello‬ ‭son‬ ‭enlaces‬ ‭fuertes,‬ ‭y‬
‭suelen forman los esqueletos de las biomoléculas.‬


*‭ ‬‭Enlaces‬ ‭de‬ ‭hidrógeno‬‭:‬ ‭son‬ ‭enlaces‬ ‭débiles‬ ‭de‬ ‭gran‬ ‭importancia‬ ‭biológica.‬ ‭Se‬ ‭forman‬
‭cuando‬ ‭el‬ ‭hidrógeno‬ ‭se‬ ‭une‬ ‭a‬ ‭un‬ ‭átomo‬ ‭o‬ ‭una‬ ‭molécula‬ ‭muy‬ ‭electronegativa,‬ ‭cómo‬ ‭el‬
‭oxígeno‬ ‭o‬ ‭el‬ ‭nitrógeno.‬ ‭Los‬ ‭electrones‬ ‭se‬ ‭sienten‬ ‭más‬ ‭atraídos‬ ‭por‬ ‭el‬ ‭oxígeno,‬ ‭entonces‬
‭este‬ ‭se‬ ‭convierte‬ ‭en‬ ‭un‬ ‭donador‬ ‭de‬ ‭hidrógeno‬ ‭y‬ ‭a‬ ‭su‬ ‭vez‬ ‭la‬ ‭molécula‬‭se‬‭convierte‬‭en‬‭un‬
‭dipolo,‬ ‭obteniendo‬ ‭una‬ ‭carga‬ ‭parcial‬ ‭para‬ ‭cada‬ ‭átomo.‬ ‭Si‬ ‭viene‬ ‭otro‬ ‭oxígeno‬ ‭habrá‬ ‭una‬
‭alteración‬ ‭en‬ ‭la‬ ‭atracción‬ ‭del‬ ‭hidrógeno.‬ ‭La‬ ‭molécula‬ ‭desarrollará‬ ‭una‬ ‭polaridad,‬ ‭y‬ ‭por‬ ‭lo‬
‭tanto‬‭será‬‭hidrofílica‬‭y‬‭se‬‭podrá‬‭disolver‬‭en‬‭agua‬‭para‬‭formar‬‭enlaces‬‭hidrógeno‬‭con‬‭los‬‭de‬
‭ésta.‬ ‭Por‬ ‭eso‬ ‭el‬ ‭azúcar‬ ‭se‬ ‭disuelve‬ ‭en‬ ‭agua‬ ‭o‬ ‭café.‬ ‭Los‬ ‭solutos‬ ‭que‬ ‭no‬ ‭tengan‬ ‭esta‬
‭capacidad‬ ‭son‬ ‭hidrofóbicos.‬ ‭Por‬ ‭ejemplo‬ ‭el‬ ‭enlace‬ ‭de‬ ‭las‬ ‭dos‬ ‭cadenas‬ ‭de‬ ‭ADN‬ ‭o‬ ‭la‬
‭estructura‬ ‭principal‬ ‭de‬ ‭las‬ ‭proteínas.‬ ‭El‬ ‭enlace‬ ‭lineal‬ ‭es‬ ‭más‬ ‭fuerte‬ ‭que‬ ‭uno‬ ‭que‬ ‭tenga‬
‭dirección‬ ‭o‬ ‭esté‬ ‭algo‬ ‭torcido.‬ ‭Cómo‬ ‭hay‬ ‭tantos‬‭enlaces‬‭la‬‭fuerza‬‭grupal‬‭es‬‭suficiente‬‭para‬
‭sostener‬‭todas‬‭las‬‭estructuras‬‭biológicas.‬‭En‬‭algunos‬‭elementos‬‭no‬‭puede‬‭formarse‬‭ninguna‬
‭carga‬‭parcial‬‭debido‬‭a‬‭los‬‭valores‬‭de‬‭electronegatividad,‬‭que‬‭hacen‬‭que‬‭este‬‭no‬‭sea‬‭capaz‬
‭de ceder ni donar átomos.‬




‭*‭I‬nteracción de cargas‬‭:‬‭(iónicas con cargas netas‬‭enlace iónico o electroestático)‬




*‭ ‬‭Interacciones‬ ‭hidrofóbicas‬‭:‬ ‭(interacción‬ ‭apolar-apolar,‬ ‭hidrofóbica)‬
‭Son‬ ‭entre‬ ‭moléculas‬ ‭que‬ ‭no‬ ‭tienen‬ ‭polaridad.‬ ‭Las‬‭cadenas‬‭lineales‬
‭hidrocarbonadas‬ ‭apolares‬ ‭establecen‬ ‭interacciones‬ ‭entre‬ ‭ellas.‬ ‭Se‬
‭unen‬ ‭entre‬ ‭ellas‬ ‭porque‬ ‭no‬ ‭pueden‬ ‭disolverse‬ ‭en‬ ‭agua‬ ‭y‬ ‭quieren‬
‭protegerse‬ ‭de‬ ‭ella.‬ ‭Por‬ ‭ej‬ ‭formación‬ ‭de‬ ‭micelas,‬ ‭gracias‬ ‭a‬ ‭la‬
‭estructura anfipática de los lípidos. (cabeza polar, cola apolar)‬

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