Base química da vida i

A BASE QUÍMICA DA VIDA (I): BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS E
ORGÁNICAS. A AUGA E AS SALES MINERAIS
Profesor: Adán Gonçalves

Que características debe ter un planeta para ser habitable?
A vida, tal e como a coñecemos, parece requerir enerxía, carbono, auga líquida e unha
atmosfera. Tamén é necesario moito tempo para evolucionar cara a formas de vida
complexas.
As circunstancias que favorecen o desenvolvemento de vida (similar á que coñecemos) nun
planeta son:
•A distancia do planeta á estrela (se é moi próxima ou moi lonxana non permite a
presenza de auga líquida).
•Unha gravidade suficiente para reter a atmosfera e a hidrosfera.
•Un núcleo metálico fundido que xere un campo magnético que protexa da radiación
estelar.
•A presenza dun satélite grande que equilibre o eixe de rotación (cambios no clima).
•Un tempo de vida da estrela suficientemente longo para permitir a evolución da vida.
•Existencia de planetas xigantes próximos que permitan desviar asteroides protexendo
ao planeta.
•Situación dentro da galaxia, lonxe das explosións de supernovas.

Que compartimos
todos os seres vivos?

A BASE FISICO-QUÍMICA DA VIDA
 Elemento químico: é un tipo de materia constituida por átomos da
mesma clase. Non se pode descompoñer noutra mediante reaccións
químicas.
Os elementos químicos, como sabedes, veñen representados na taboa
periódica nunha orde crecente atendendo a seu número atómico e
distribuidos en grupos e períodos.
 Átomo: parte máis pequena dun elemento químico. Teñen un núcleo
formado por protóns e neutróns, e unha codia constituída por
electróns. O número de protóns e electróns é o mesmo para cada
átomo dun elemento. Exemplo: C: 6 protóns e 6 electróns.
ÁTOMOS, MOLÉCULAS E ENLACES QUÍMICOS

 Molécula: A unión de dous ou máis átomos. Se son átomos do mesmo
tipo falamos de moléculas homoxéneas (como as moléculas
diatómicas: O2, N2…), se son diferentes fálase de moléculas
heteroxéneas (como a auga ou o metano).
 Substancia composta: formada por dous ou máis elementos químicos
que se poden separar mediante reaccións químicas. A súa parte máis
pequena é unha molécula heteroxénea. Por exemplo os óxidos de
ferro (FeO e Fe2O3).
A unión entre átomos, moléculas ou ións denomínase enlace químico.
Na materia viva os enlaces máis frecuentes son: enlace covalente,
enlace iónico, pontes de hidróxeno e forzas de Van der Waals.

Todos os átomos “queren” parecerse o gas noble máis próximo, é dicir ter
estabilidade, por iso captan, ceden ou comparten electróns.
 Enlace iónico: un átomo cede electróns a outro. Orixínanse así catións
(cede) e anións (capta) que poden quedar unidos por atracción
electrostática. É un enlace forte.
Hai átomos que tenden a captar electróns (os electronegativos ou non
metálicos) e outros átomos tenden a cedelos (os electropositivos ou
metálicos). O enlace iónico dase entre átomos de electronegatividade moi
diferente.

 Enlace covalente: átomos que comparten electróns. Se da entre átomos
con electronegatividade moi grande e é un enlace moi forte. Respecto a
electronegatividade poden suceder dúas situacións:
 Que os átomos teñan unha electronegatividade similar e orixinen
moléculas apolares (sen carga eléctrica), por exemplo as
moléculas diatómicas ou o metano.
 Que os átomos teñan unha electronegatividade moi diferente,
entón un deles atraerá con “máis forza” os electróns cara sí,
orixinando moléculas polares, cun polo negativo e outro positivo.
Son moléculas dipolares. Por exemplo, a auga ou o amoniaco.

 Enlace de hidróxeno: enlace do hidróxeno con elementos moi
electronegativos como O, F ou N. É un enlace electrostático débil.
Pode ser intermolecular (auga) ou intramolecular (proteínas).
 Forzas de Van der Waals: pode suceder entre moléculas apolares ou
grupos apolares dunha mesma molécula por atraccións
electrostáticas débiles. Aleatoriamente hai cambios na distribución
electrónica que orixina dipolos instantáneos que xeran estas
atraccións. Tamén suceden en moléculas polares potenciando a
atracción.

Se fixéramos unha análise química dos elementos que compoñen a
materia viva observaríamos que forman parte dela uns 70 elementos,
aínda que somente uns 23 teñen certa abundancia e cumpren unha
función relevante.
A estes elementos químicos que forman parte da materia viva
denominámolos bioelementos ou elementos bioxénicos.
OS BIOELEMENTOS

OS BIOELEMENTOS
Os bioelementos clasifícanse en dous grupos:
 Bioelementos primarios: constitúen o 96% da materia viva. Son
seis: C, H, O, N, P e S.
 Bioelementos secundarios: atópanse en menor proporción. E se
dividen en:
 Indispensables: imprescindibles para a vida. Son Ca, Na, K,
Mg, Cl, Fe e I.
 Variables: Non se atopan en todos os seres vivos. Por
exemplo: Br, Zn, Al, Si…

Habitualmente dentro do grupo dos bioelementos secundarios fálase de
oligoelementos para referirse a aqueles bioelementos que aparecen
nunha proporción inferior ao 0,1-0,05%, pero que tamén son
imprescindibles para a vida; o exemplo típico é o ferro.
OS BIOELEMENTOS

OS BIOELEMENTOS

CARACTERÍSTICAS DOS BIOELEMENTOS PRIMARIOS
Os bioelementos que conforman a materia viva foron escollidos durante a
evolución da vida por ser os mellores para sustentala debido ás súas
características:
 Alta porcentaxe de H e O debido a presencia maioritaria de auga na
materia viva.
 As porcentaxes de elementos primarios na biomasa respecto da atmosfera,
litosfera e hidrosfera son diferentes do que se deduce que non foron
escollidos pola súa abundancia, senón pola súas características químicas.
 Masa molecular pequena: facilidade para compartir os electróns da última
capa e formar enlaces covalente estables.
 Moitos compostos que forman os bioelementos son polares, o que facilita a
súa disolución en auga.
 O carbono ten 4 electróns na súa última capa, o que da lugar a 4 enlaces
covalentes moi estables.

 A unión do C e o H orixina cadeas hidrocarbonadas apolares que
poden presentar enlaces simples, dobres ou triples e que se poden
repregar de múltiples formas. Esto, xunto coa unión a outros
bioelementos permite unha grande diversidade molecular.
 Se a unha cadea hidrocarbonada se engaden suficientes grupos
polares (alcohol, aldehído, ácido…) pode chegar a ter certa solubilidade
en auga.
O N, O, P e S cando interactúan co H orixinan moléculas dipolares
debido a súa electronegatividade.
O N atópase nos grupos –NH2 dos aminoácidos e das bases
nitroxenadas.
 O S encontrámolo como radical -SH en moitas proteínas que son
fundamentais para manter mediante enlaces a súa estrutura.
 O P atopámolo nos grupos fosfato (-PO4)3- nos ácidos nucléicos e no
ATP (almacena enerxía química nos enlaces)

BIOELEMENTOS SECUNDARIOS
Magnesio Forma parte da molécula de clorofila, e en forma iónica
actúa como catalizador, xunto coas encimas, en moitas
reaccións químicas do organismo.
Calcio Forma parte dos carbonatos de calcio de estructuras
esqueléticas. En forma iónica intervén na contracción
muscular, coagulación sanguínea e transmisión do
impulso nervioso.
Sodio Catión abundante no medio extracelular; necesario para a
conducción nerviosa e a contracción muscular
Potasio Catión máis abundante no interior das células; necesario
para a conducción nerviosa e a contracción muscular
Cloro Anión máis frecuente; necesario para manter o balance de
auga no sangue e fluídos intersticiais

Ferro
Fundamental para a síntese de clorofila, catalizador en reaccións químicas e formando parte de
citocromos que interveñen na respiración celular e na hemoglobina que intervén no transporte de
osíxeno.
Manganeso
Intervén no proceso de fotosíntese nas plantas.
Iodo
Necesario para a síntese da tiroxina, hormona que intervén no metabolismo. Problema en Galicia:
Hipertiroidismo e bocio.
Flúor Forma parte do esmalte dentario e dos osos proporcionándolles resistencia.
Cobalto Forma parte da vitamina B12, necesaria para a síntese de hemoglobina .
Silicio
Proporciona resistencia ao tecido conxuntivo, endurece tecidos vexetais como é o caso das
gramíneas.
Cromo Intervén xunto á insulina na regulación de glucosa no sangue.
Zinc Actúa como catalizador en moitas reaccións do organismo.
Litio
Actúa sobre neurotransmisores e a permeabilidade celular. En dose adecuada pode previr estados
de depresións.
Molibdeno Forma parte das enzimas vexetais que actúan na reducción dos nitratos por parte das plantas.
OLIGOELEMENTOS

OS GRUPOS FUNCIONAIS
Un grupo funcional é un átomo ou un grupo de átomos unidos a
unha cadea carbonada.
AS BIOMOLÉCULAS OU PRINCIPIOS INMEDIATOS
A unión dos bioelementos entre sí mediante os enlaces químicos
orixina moléculas que por formar parte da materia viva
denomínanse biomoléculas ou principios inmediatos.
O tipo de enlace e os grupos funcionais presentes nas biomoléculas
teñen unha gran relevancia na comprensión das propiedades
químicas destas moléculas.

AS BIOMOLÉCULAS OU PRINCIPIOS INMEDIATOS
As biomoléculas clasifícanse en dous grupos: simples (formadas
por átomos do mesmo tipo) ou compostas (constituídas por
átomos de diferentes elementos). Os compostos, a súa vez, poden
ser:
 Biomoléculas inorgánicas: forman parte da materia viva, pero
non son exclusivas dela. Son fundamentalmente a auga e as
sales minerais.
 Biomoléculas orgánicas: Son exclusivas dos seres vivos. Son os
glícidos, os lípidos, as proteínas e os ácidos nucleicos.

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: A AUGA
A auga é o compoñente máis abundante dos seres vivos; constitúe entre un
60 e un 90% do peso dun organismo. Depende do organismo (máis en plantas
que animais), a idade (menor coa idade), o tipo de tecido (mías complexo máis
auga)…
Atópase nos seres vivos como:
Auga circulante: no sangue, na linfa nos animais ou no zume dos vexetais.
Auga intersticial: entre as células.
Auga intracelular: dentro das células. Uns 2/3 do total.

 Adquisición de auga:
 Coa inxesta de sólidos e líquidos.
 Nas reaccións químicas do interior das células (metabolismo
celular). Por exemplo a oxidación da glucosa produce 6 moléculas de
auga:
Esta auga obtida de reaccións denomínase auga metabólica. (Caso
dos camelos).

 Perdas de auga:
 Na respiración (pulmóns)
Mediante o suór (pel)
 Ouriños (excretor)
Debe existir un equilibrio entre a auga inxerida e formada, e a que se
perde.
Por riba do 20% de perdas de auga supón un risco vital.

Estrutura da auga
A molécula de auga está formada por dous átomos de H
unidos a un átomo de O por medio de dous enlaces
covalentes. O osíxeno é máis electronegativo que o
hidróxeno e atrae con máis forza aos electróns de cada
enlace.

O resultado é que a molécula de auga aínda que ten unha carga total
neutra (igual número de protóns que de electróns), presenta unha
distribución asimétrica dos seus electróns, o que a converte nunha
molécula polar, arredor do osíxeno concéntrase unha densidade de carga
negativa, mentres que os núcleos de hidróxeno quedan desprovistos
parcialmente dos seus electróns e manifestan, por tanto, unha densidade
de carga positiva.
Por iso na práctica a molécula de auga compórtase como un dipolo.
Esto posibilita que entre as moléculas de auga entre sí pódense establecer
atraccións electrostáticas denominadas pontes de hidróxeno.

PROPIEDADES FISICO-QUÍMICAS DA AUGA
A estrutura da auga determina as súas propiedades fisico-
químicas.
 Elevado punto de fusión e de ebullición , esto permite
que a auga sexa líquida nunha ampla marxe de temperatura
posibilitando unha gran diversidade de seres vivos.
 Anómala variación da densidade coa temperatura o que
permite a vida en ecosistemas acuáticos cando a Tª ambiente
diminúe por baixo dos 0º C.

A auga ao solidificarse
aumenta de Volume
Diminúe a súa densidade
O xeo flota na auga líquida

PROPIEDADES FISICO-QUÍMICAS DA AUGA
 A auga é o disolvente universal
A auga é o líquido que máis substancias disolve. Esta propiedade,
tal vez a máis importante para a vida, débese a súa capacidade
para formar pontes de hidróxeno con outras substancias que
poden presentar grupos polares ou con carga iónica.
A capacidade disolvente é a responsable de tres funcións:
1. Medio onde ocorren as reaccións do metabolismo.
2. Sistema de transporte de substancias nutritivas e de
refugallos.
3. As moléculas de auga poden disolver as substancias
salinas que se disocian formando disolucións iónicas.

Respecto ás moléculas orgánicas a súa solubilidade depende da presencia
de grupos polares (solubles) e radicais apolares (insolubles). En xeral, en
canto a solubilidade en auga as substancias poden ser:
 Hidrofílicas: son totalmente solubles, como as sales minerais e as
moléculas orgánicas totalmente polares (posúen carga)
 Hidrofóbicas: son totalmente insolubles en auga, son apolares (non
posúen carga) son exemplos as ceras e algúns gases como o O2.
 Anfipáticas: posúen parte polar e parte apolar. Por exemplo os lípidos
de membrana ou as proteínas globulares.

 Elevada forza de cohesión
As pontes de hidróxeno manteñen as moléculas de auga
fortemente unidas, formando unha estructura compacta que
a convirte nun líquido case incompresible. Así, é a
responsable da turxencia e o volume das células vexetais.
Ó non poder comprimirse pode funcionar nalgúns animais
como un esqueleto hidrostático, como ocurre nalgúns
vermes perforadores capaces de perforar a roca mediante a
presión xerada polos seus líquidos internos.
Tamén é en parte responsable do fenómeno da
capilaridade que por cohesión das moléculas e
adhesión as paredes do conduto permiten o
ascenso dun líquido por un fino capilar. Así
ascende o zume bruto dende as raíces.

 Elevada tensión superficial
Grazas a elevada forza de cohesión das moléculas de auga, ésta
opón resitencia a romperse o que posibilita que moitos organismos
poidan flotar enriba dela.
 Elevado calor específico (debido á tendencia a formar pontes de
H).
- A auga pode absorber grande cantidade de calor, sen que
proporcionalmente ascenda moito a súa temperatura, xa que parte
de esa enerxía será utilizada en romper os enlaces de H. (Lembrade
que a temperatura é o grao de axitación das moléculas)
- Esta propiedade fai da auga un bo amortiguador térmico que
mantén a temperatura interna dos seres vivos a pesar das
variacións externas.

 Alto calor de vaporización.
- A auga absorbe moita calor ó pasar do estado líquido ó gasoso
(deben romperse as pontes de H entre as moléculas), e para elo
precísase unha grande cantidade de enerxía (arredor de 1500
calorías para evaporar un gramo de auga).
- Así, cando a auga se evapora na superficie dunha planta ou dun
animal, absorbe gran parte da calor do entorno. Esta propiedade é
utilizada como mecanismo de regulación térmica. ( Pensade no
noso suor).

 Baixo grao de ionización
De cada 10 millóns de moléculas de auga, só unha se atopa disociada:
Esto explica porque as concentracións de hidroxenións e hidroxilos é só
de 10-7 .
Se se engade á auga un ácido (engade H+ ) ou unha base (engade OH- )
aínda que sexa en pouca cantidade produce variacións bruscas nestes
niveis que afectan a funcións biolóxicas como veremos.

PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS
DA AUGA
FUNCIÓNS BIOLÓXICAS
Elevado punto de fusión e
ebullición.
Diversidade para a vida nun rango
amplo de temperaturas.
Anómala variación da densidade
coa temperatura.
Permite a vida na columna de
auga cando a temperatura baixa
de cero graos.
Elevada forza de cohesión.  Estrutural: Turxencia e volume
nos seres vivos.
 Amortiguador mecánico nas
articulacións.
Disolvente universal. Medio de transporte de
substancias e no que ocorren as
reaccións químicas das células.
Elevada calor específica e elevada
calor de vaporización.
Termorregulador.

Ademais a auga pode considerarse que ten unha función bioquímica
xa que intervén en numerosas reaccións como as de hidrólese durante
a dixestión dos alimentos.

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: AS SALES
MINERAIS
Podemos atopar as sales minerais nos seres vivos de dous xeitos:
 Cristalizadas, formando parte de estruturas sólidas ás que lles
confiren resistencia e protección. Son exemplos o CaCO3 das
cunchas dos moluscos ou o que se deposita xunto co Ca3(PO4)2 no
coláxeno para formar os ósos, e a SiO2 do caparazón de diatomeas
ou dos talos das gramíneas.

 Disoltas nos líquidos biolóxicos en forma de aniones (iones -) e cationes
(iones +). Os máis importantes son:
 Catións: Na+, K+, Ca+ e Mg+
 Anións: Cl-, SO4
2-, PO4
3-, CO3
2-, HCO3
- e NO3
-
Os ións son empregados para manter constante o grao de salinidade e de
acidez (pH).
BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: AS SALES
MINERAIS
Moitos ións exercen a súa función de xeito illado, como o Na+
e K+
que
participan como tales na xeración do impulso nervioso; e outros
asócianse a moléculas orgánicas para desempeñar a súa función, como
o Mg+
que forma parte da clorofila ou o Fe+2/Fe+3 que está asociado a
hemoglobina.

Ionización da auga e Concepto de pH
As moléculas de auga poden ionizarse debido ás pontes de hidróxeno.
A ionización da auga produce polo tanto hidroxenións H3O+ (ou H+) e
hidroxilos OH- e é un proceso, como dixemos, que sucede en pequena
proporción.
Moitas substancias ao disolvelas en auga varían estas concentracións de
H+ e OH- como sucede cos ácidos e as bases.

Un ácido é unha substancia que en disolución cede H+:
HCl Cl- + H+
H3C-COOH H3C-COO- + H+
Polo tanto, nunha disolución ácida a (H+) é maior que na auga pura, é dicir
a (H+) > 10-7
Como xa sabemos que nunha disolución (H+) (OH-) = 10-14 moles/l
se a (H+) > 10-7 entón a (OH-)< 10-7

Unha base é unha substancia que en disolución acepta H+
NH3 + H+ NH4
+
CH3-NH2 + H+ CH3-NH3
-
Polo tanto, nunha disolución básica a (H+) é menor que na auga pura, é dicir
(H+)< 10-7 e a (OH-)>10-7 .
Para expresar a concentración destes ións de xeito máis sinxelo emprégase o
concepto de pH que podemos definilo como:
pH = - log (H+)
Na auga pura a 25ºC sería pH = -log (H+) = - log 10-7 = 7 (pH neutro)
En disolución ácida, (H+)>10-7 entón pH<7 (pH ácido)
En disolución básica, (H+)<10-7 entón pH>7 (pH básico)

Exemplos:
1. Calcula a (H+) nun viño tinto cuxo pH é 3,7
pH = 3,7
pH = - log (H+)
3,7 = - log (H+)
(H+) = 10-3,7 = 1,99 · 10-4 M
2. Calcula o pH dunha disolución cuxa (H+) é de 3 · 10-8 M
pH = - log (H+)
pH = - log ( 3 · 10-8)
pH = 7,5

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: AS SALES MINERAIS
Funcións biolóxicas das sales minerais:
 Función estrutural: ósos e cunchas.
 Función reguladora do pH. O pH é un parámetro que determina se
un medio é ácido, neutro ou básico. A maioría das reaccións deben
suceder a un pH próximo a neutralidade e unha variación nel pode
impedir o proceso.
 Función osmótica. A osmose é un fenómeno que determina o paso de
auga nas células. En condicións normais as células deben atoparse
en equilibrio osmótico respecto ao medio no que se encontran. As
veces, variacións neste equilibrio teñen un significado fisiolóxico
como a turxencia nos vexetais, noutros a rotura deste equilibrio pode
supor a morte celular.
 Funcións específicas: as que desempeñan moitos catións no
organismo.

DISOLUCIÓNS ACUOSAS
Os fluidos biolóxicos conteñen moitos tipos de solutos e un só tipo de
fase dispersante, a auga.
Os solutos poden ser de baixa masa molecular (cristaloides), como a
glicosa, a sacarosa ou o NaCl, ou de elevada masa molecular (coloides),
como o amidón ou as albúminas.
As disolucións verdadeiras son as que teñen cristaloides, e nelas as
partículas de soluto nunca son visibles, e se non están sobresaturadas
tampouco sedimentan. Teñen grande importancia nos seres vivos por
propiedades como a difusión, a ósmose e a regulación do pH e a acidez.
As disolucións coloidais, que teñen por soluto coloides, poden estar en
dous estados: estado de gel (semisólido) e estado de sol (líquido, a
simple vista transparente, pero con “efecto Tyndall”). O paso de un
estado a outro pode ter importancia nos movementos intracelulares.

Difusión
Consiste no reparto homoxéneo das partículas dun fluído no seo doutro.
Son exemplos a absorción de O2 na auga e a humidificación (entrada do
vapor de auga no aire)
O soluto se reparte para igualar as concentracións

Ósmose
Sucede cando dúas disolucións con diferente concentración de solutos
están separadas por unha membrana semipermeable (permite o paso da
auga, pero non dos solutos).
A ósmose determina que auga irá na dirección axeitada para igualar as
concentracións.
A disolución con menor concentración denomínase hipoosmótica ou
hipotónica e a que ten maior concentración hiperosmótica ou
hipertónica.
Cando as concentracións se igualan se fala de concetracións isoosmóticas
ou isotónicas.

Na ósmose, polo tanto, a auga móvese do medio hipotónico cara o
hipertónico ata igualar concentracións (equilibrio osmótico).
A ósmose provoca un impulso da auga cara a disolución máis
concentrada chamado presión osmótica que contrarrestra a presión
hidrostática (a da columna de auga).

Importancia da ósmose nos seres vivos
A membrana plasmática das células pode considerarse semipermeable
(non de todo, deixa pasar algúns ións e moléculas pequenas), polo que
toda disolución en contacto coas células debe ser isotónica respecto ao
seu medio interno. Se non é así prodúcese unha entrada ou saída de
auga que pode ter consecuencias nefastas. Por exemplo:
 Se colocamos un peixe mariño en auga doce, as súas células estarán
nun medio externo hipotónico. Esto provocará a entrada masiva de
auga nas súas células podendo incharse ata rompelas.
 Se colocamos un peixe doceacuícola no mar, as súas células estarán
nun medio hipertónico provocando a saída masiva de auga das súas
células e a conseguinte morte celular.
Pola mesma razón unha inxección intravenosa debe ser isoosmótica co
plasma sanguíneo.

A ósmose explica os fenómenos de Turxencia e Plasmolise nos vexetais
As células vexetais posúen un grande vacúolo que ocupa case todo o
interior celular relegando as demais estruturas celulares contra a parede
celular.
 Ao poñer células vexetais en contacto cunha disolución salina
hiperosmótica respecto a solución do interior do vacúolo, a auga flúe
cara o exterior da célula provocando que o vacúolo diminúa de tamaño
e arrastrando con el a membrana orixinando o fenómeno coñecido
como plasmolise.
 Pola contra, se as dispoñemos nun medio hipoosmótico entra auga no
vacúolo, que se expande e comprime todavía máis o resto do
citoplasma contra a parede dando lugar o fenómeno coñecido como
turxencia. Neste caso a célula non estoura pola resistencia mecánica
que ofrece a parede. A turxencia desempeña importantes funcións nos
vexetais (apertura-peche de estomas, función estrutural, movementos
de follas…)

Acción reguladora do pH. As disolucións tampón
Para os seres vivos é esencial manter constante o pH dos líquidos
biolóxicos para evitar transtornos e incluso a morte. Por exemplo, o pH
do sangue é 7,4 con que só descendera a 6,8 (por unha diabetes grave)
xa se podería producir a morte. Esto débese a que o pH inflúe en
múltiples aspectos da vida celular (funcionalidade de enzimas e ácidos
nucleicos).

Acción reguladora do pH. As disolucións tampón
Cada enzima ten un pH óptimo no que a súa actividade é máxima, por
baixo ou enriba deste valor a súa actividade diminúe ata inactivarse.
Polo tanto, un cambio no pH pode producir a paralización da
actividade enzimática con consecuencias desastrosas (pensemos por
exemplo en procesos como a respiración celular ou a fotosíntese).
Porén, nas reaccións metabólicas que suceden nas células se liberan
constantemente substancias ácidas e básicas que tenden a variar o
pH.
Como poden as células manter intactas as súas enzimas?
A resposta son os sistemas amortecedores de pH ou sistemas tampón
cuxa función radica en captar ou liberar H+ compensando o exceso ou
déficit no medio e mantendo deste xeito o pH constante.

O tampón Bicarbonato
Actúa nos líquidos extracelulares e está formado polo ácido carbónico
(H2CO3) como dador de H+ e o ión bicarbonato (HCO3
-) como aceptor.
 Se o pH diminúe, aumenta a (H+), estos H+ son recollidos polo HCO3
-
que se transforma en H2CO3. O exceso de H2CO3 é expulsado como
CO2 (aumento da ventilación pulmonar).
 Se o pH aumenta, diminúe a (H+), o H2CO3 transfórmase en
HCO3
- + H+ liberando H+. O déficit de H2CO3 é reposto co CO2
mediante a diminución da ventilación pulmonar.

O tampón Fosfato
Actúa nos líquidos intracelulares e está formado polos iones H2PO4
- que
actúa como dador de H+ e HPO4
2- que actúa como aceptor.
As disolucións coloidais
Como xa dixemos están formadas por coloides (elevado peso molecular). A
maioría dos líquidos biolóxicos son disolucións coloidais cuxas propiedades
son:
 Presentarse en estado de sol e en estado de gel
 Elevada viscosidade
 Elevado poder adsorbente
 Efecto Tyndall

 Estado de sol e estado de xel: no estado de sol (líquido) a fase
dispersa é sólida e a dispersante un líquido; no estado de gel
(semisólido) a fase dispersa é un líquido e a dispersante un
conxunto de fibras entrelazadas entre as que quedan retidas por
capilaridade e hidratación as moléculas do líquido. Se pode pasar
de sol a gel, pero non sempre é reversible.
Na célula, o ectoplasma (periferia do citoplasma) está en xel e o
endoplasma (parte central do citoplasma) está en sol. O paso no
ectoplasma de gel a sol permite que as células emitan pseudópodos
(movemento ameboide e fagocitose). O paso de sol a xel e viceversa,
relacionase coa polimerización ou despolimerización de proteínas
fibrilares.

 Elevada viscosidade: resitencia ao movemento das moléculas no seu
seo.
 Elevado poder adsorbente: a adsorción é un proceso polo cal átomos,
ións ou moléculas son atrapadas ou retidas na superficie dun
material. Exemplos: enzima-substrato ou antíxeno-anticorpo.
Este termo se diferencia da absorción porque nesta última a
atracción prodúcese atravesando a superficie e incorporándose ao
volume da segunda fase. Exemplo: a entrada de auga polas raíces.
 Efecto Tyndall: o tamaño das partículas coloidais está entre 1mµ e
0,2 µm que é o límite dun microscopio óptico. Por iso as veces estas
disolucións poden parecer verdadeiras. Pero se as iluminamos
lateralmente sobre un fondo escuro obsérvase opalescencia pola
reflexión (po nunha habitación case escura). Este efecto denomínase
efecto Tyndall.

TÉCNICAS DE SEPARACIÓN DE BIOMOLÉCULAS
 Centrifugación: os orgánulos e os complexos supramoleculares
poden precipitar se son sometidos a grandes campos
gravitatorios con centrifugadoras e ultracentrifugadoras. Hai
catro fraccións clásicas: nuclear, microsomal, mitocondrial e
soluble.
 Diálese: é a separación de coloides de cristaloides grazas a
unha membrana semipermeable que só deixa pasar moléculas
pequenas (auga e cristaloides). Unha aplicación desta técnica é
a hemodiálese, para paliar o mal funcionamento dos riles, que
consiste en facer pasar o sangue por un circuito cunha
membrana deste tipo de tal xeito que os compoñentes de baixo
Pm a atravesan e pasan a outra disolución deixando o sangue
desprovisto de substancias tóxicas do metabolismo, pero sen
alterar as proteínas do mesmo que son coloides.

 Cromatografía: consiste na separación de substancias dunha mestura
en función de como estas se desplacen (ou sexan retidas) nun medio
determinado. Precísase disolver a mestura nun fluido (líquido ou gas),
o que se denomina a fase móbil, e facelo pasar por un medio fixo
inmiscible (fase estacionaria). Se a fase estacionaria é unha superficie
sólida, como un papel, fálase de cromatografía en capa fina, se pola
contra está contida nunha columna falamos de cromatografía en
columna. Se o fluido é un gas denomínase cromatografía de gases.
 Electroforese: transporte de partículas coloidales, por exemplo
proteínas, a través dun xel grazas a acción dun campo eléctrico. A
velocidade das partículas depende do cociente carga/masa. Os xeles
soen ser de acrilamida, amidón ou agarosa.

Vídeo de cromatografía
Electroforese
A electroforese emprégase habitualmente para separar ADN ou proteínas. Normalmente
utilízase como soporte un xel de agarosa ou poliacrilamida. Os ácidos nucleicos xa dispoñen
de carga negativa, as proteínas debemos cargalas negativamente para o que se empregan
produtos como o deterxente SDS que incorpora cargas negativas dependendo da masa. A
mestura de partículas moverase ao aplicar un campo eléctrico; as máis pequenas avnzarán
máis que as máis grandes que quedaran preto do cátodo.

 Espectofotometría: consiste na análise comparativa da radiación
absorbida por unha solución de concentración descoñecida de soluto
con outra de concentración coñecida de ese mesmo soluto.
Cada substancia presenta un grao de absorción segundo a lonxitude de
onda empregada (espectro de absorción) o que permite identificala.
O aparello empregado denomínase espectrofotómetro.

WEBGRAFÍA
http://biologiacampmorvedre.blogspot.com.es/2013_02_23_archive.html
http://biomodel.uah.es/tecnicas/elfo/inicio.htm
http://www.bionova.org.es/biocast/documentos/figura/figtem0105/imagenes1a5/image
pages/image15.html
http://www.ehu.eus/biomoleculas/buffers/regulation.htm
https://www.emaze.com/@ALIOQCTO/cromatografia
http://justoginer.com/page/2/
http://mariadoloresbio.blogspot.com.es/2011/08/disociacion-del-agua.html
 http://www.mariogonzalez.es/blog/ciencia/070330-
diferencia_entre_adsorcion_y_absorcion.html
http://naukas.com/2012/05/09/ph-para-adultos/
https://procesosbio.wikispaces.com/Centrifugaci%C3%B3n
http://redpacientes.com/social/posts/view/50513/19900
http://www.sabelotodo.org/procesos/osmosis.html
 https://www.tplaboratorioquimico.com/laboratorio-quimico/materiales-e-instrumentos-
de-un-laboratorio-quimico/centrifuga-de-laboratorio.html

Base química da vida i

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (18)

Similar to Base química da vida i

Similar to Base química da vida i (20)

More from Adán Gonçalves. Consellería de Educación. Xunta de Galicia.

More from Adán Gonçalves. Consellería de Educación. Xunta de Galicia. (20)

Base química da vida i