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Agua

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Agua H2O

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Agua

  1. 1.  Componente químico predominante de los organismos vivos  Es apodado el solvente universal debido a su capacidad para disolver una amplia gama de moléculas orgánicas e inorgánicas  Tiene una estructura bipolar además de una gran capacidad para formar puentes de hidrogeno
  2. 2.  Es un tetraedro irregular, teniendo un ángulo entre H de 105º  Es un dipolo, una molécula con carga eléctrica distribuida de manera asimétrica por toda su estructura  Tiene una constante dieléctrica alta (Ley de Coulomb, la fuerza de la interacción entre partículas que tienen carga opuesta es inversamente proporcional a la constante dieléctrica)  El agua disminuye mucho la fuerza de atracción entre especies cargadas y polares en comparación en ambientes libres de agua
  3. 3.  Un núcleo de H unido de manera covalente a un átomo de O puede interactuar con un par de electrones no compartidos sobre otro átomo de oxigeno para formar enlaces de hidrogeno  Esto tiene vital importancia en las propiedades fisicoquímicas del agua: viscosidad, tensión superficial y punto de ebullición  En promedio cada molécula de agua se asocia por medio de enlaces de hidrogeno hasta 3.5  Enlaces débiles y transitorios
  4. 4.  Esto permite al agua disolver muchas biomoléculas orgánicas que contienen grupos funcionales que pueden participar con los enlaces de H  Amidas, alcoholes, aldehídos y cetonas
  5. 5.  El enlace covalente es la mayor fuerza que mantiene juntas a las moléculas  Las fuerzas no covalentes, hacen contribuciones importantes a la estructura, estabilidad y competencia funcional de macromoléculas  Casi todas las biomoléculas son anfipáticas, poseen regiones con alto contenido de grupos funcionales cargados o polares, así como regiones con carácter hidrofóbico  Esto sucede con los fosfolípidos en la bicapa lipídica
  6. 6.  Interacción hidrofóbica alude a la tendencia de compuestos no polares a autoasociarse en un ambiente acuoso  Estas mínimas interacciones son desfavorables desde el punto de vista del agua  La formación máxima de múltiples enlaces hidrogeno solo puede mantenerse al aumentar el orden de las moléculas de agua adyacentes, con una disminución agregada de la entropía  2da ley de termodinámica establece la energía libre optima de una mezcla entre hidrófobo-agua esta en función de la entalpia máxima (formación de enlaces hidrógenos) como entropía mínima (grados máximos de libertad)
  7. 7.  Las interacciones electrostáticas ocurren entre grupos que tienen la carga opuesta dentro de biomoléculas o entra las mismas y se llaman puentes de sal  Tienen la fuerza comparable con los enlaces de H pero actúan a distancias mayores
  8. 8.  Surgen por atracciones entre dipolos transitorios generados por el movimiento rápido de electrones de todos los átomos neutros  Son mas débiles que los enlaces H pero son muy abundantes  Actúan a distancias cortas Múltiples fuerzas estabilizan biomoléculas como por ejemplo el DNA y proteínas
  9. 9.  Las reacciones metabólicas recurren de moléculas ricas en electrones llamadas nucleofilos sobre átomos con pocos electrones llamador electrófilos  El ataque nucleofilico del agua a menudo origina la ruptura de los enlaces amida, glucósido o éster que mantiene juntos a los biopolímeros. Hidrolisis
  10. 10.  También puede generar lo inverso, cuando unidades de monómeros se unen para formar un biopolímero como proteínas o glucógeno, el agua es un producto  La hidrolisis es una reacción favorecida desde el punto de vista termodinámico, los enlaces amida y fosfoester son estables en medios acuosos  En las células, las enzimas aceleran el índice de reacciones hidrolíticas cuando es necesario. Las proteasas catalizan la hidrolisis de proteínas hacia aminoácidos que las componen, mientras que las nucleasas catalizan la hidrolisis de los enlaces fosfoester del DNA
  11. 11.  Tiene una capacidad leve para disociarse pero es fundamental para la vida  Esto es que tiene la capacidad de actuar como un acido y como una base, su ionización puede representarse como una transferencia de protón intermolecular que forman un ion hidronio (H3O) y un ion hidroxilo (OH)  Dado que los iones hidronio e hidroxilo se recombinan de manera continua para formar moléculas de agua, es imposible detectarlo

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