¡¡Érase una vez la vida !!

•Fundamentos De Bioquímica II•

•Agua•

•El agua es la sustancia más abundante en los seres vivos. 
•Constituye el 70% o más del peso de la mayoría de los organismos.

•Los puentes de hidrogeno le dan la propiedad de cohesión al agua, les permiten ser liquida y tener un buen ordenamiento.

•Los puentes de hidrogeno, los enlaces iónicos, las interacciones hidrofóbicas y de Van der Waals, son individualmente débiles, pero juntas son fuertes, siendo importantes para la estructura tridimensional de las proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos y lípidos de membrana.

•El agua tiene un punto de fusión, ebullición y un calor de vaporización más alto que la mayoría de los disolventes, debido a la gran fuerza de cohesión que hay entre sus moléculas. 
•Su calor de vaporización es de 2260 J/g.

•En las moléculas de agua, se comparte un par de electrones con cada hidrógeno. 
•El oxígeno atrae con más fuerza los electrones que el hidrogeno, debido a que es más electronegativo, por lo tanto, estos electrones están más cerca del átomo de oxígeno que del de hidrógeno. 
•Como resultado se forman dos dipolos en cada molécula de agua. 
•Entonces los hidrógenos tienen una carga positiva parcial, mientras que los oxígenos tienen una carga negativa parcial. 
•Debido a esto, existe una atracción electrostática entre el átomo de oxigeno de una molécula y el átomo de hidrógeno de otra. 
•Esta atracción se llama puente de hidrógeno.

•Los puentes de hidrógeno en el agua líquida tienen una energía de disociación de enlace de 23 KJ/mol. 

•El enlace covalente del oxígeno con el hidrogeno tiene una energía de 470 KJ/mol. 
•El enlace C-C tiene una energía de 348 KJ/mol. 
•El puente de hidrogeno tiene un 10% de carácter covalente, debido al solapamiento de los orbitales, y un 90% de carácter electrostático.

•Los azucares se disuelven fácilmente en el agua gracias a sus grupos hidroxilo o su oxígeno y a las moléculas polares del agua. 
•Los alcoholes, aldehídos, cetonas y compuestos con enlaces N-H forman puentes de hidrógeno con las moléculas del agua.

•El agua es un disolvente polar, y disuelve fácilmente compuestos polares. 
•Los compuestos que se disuelven en el agua fácilmente se llaman hidrofílicos, mientras que los que no, se llaman hidrofóbicos. 
•Estos últimos se disuelven fácilmente en disolventes apolares como el cloroformo y el benceno. Las ceras son hidrofóbicas.

•El agua también disuelve sales, hidratando sus iones, debilitando las interacciones electrostáticas entre ellos y contrarrestando su tendencia a formar cristales. 
•Lo mismo pasa con los grupos carboxílicos, las aminas protonadas y los esteres o anhidros fosfóricos.

•Compuestos anfipáticos forman micelas. 
•Las fuerzas que mantienen juntas las regiones apolares de estas moléculas se llaman interacciones hidrofóbicas. 
•La fenilalanina y la fosfatidilcolina son anfipáticas. 
•Los liposomas son como micelas parecidas a la membrana plasmática.

•La unión de un sustrato polar a una enzima polar se debe en parte al aumento de entropía del átomo cercano. 
•Los dos dipolos se acercan entre sí. 
•Estas interacciones se llaman interacciones de Van der Waals.
•A medida que sus núcleos se acercan entre sí, sus nubes electrónicas empiezan a repelerse. 
•Cada átomo tiene un radio de Van der Waals propio, que mide cuanto puede acercarse ese átomo a otro.

•Los solutos alteran algunas propiedades físicas del agua disolvente. 
•Estas propiedades se llaman coligativas, y son las siguientes:
  -Presión de vapor:Si el soluto que se agrega al solvente es no volátil. 
  -Punto de ebullición: Es la temperatura a la cual en un líquido la presión de pavor se iguala con la presión atmosférica y por lo tanto el líquido se vaporiza. Dado que a cualquier temperatura la presión de vapor de la solución es menor que la del disolvente puro, al agregar un soluto no volátil, éste impide la salida libre del solvente y se necesita una mayor temperatura para separar la estructura.  
  -Punto de fusión: Es la temperatura a la cual se encuentra el equilibrio de fases sólido - líquido, es decir la materia pasa de estado sólido a estado líquido, se funde. Cabe destacar que el cambio de fase ocurre a temperatura constante. El punto de fusión es una propiedad intensiva.  
  -Presión osmótica: Es el fenómeno en el cual se ponen en contacto dos soluciones de distintas concentración separadas por una membrana semipermeable, y se observa que el soluto migra desde la solución de mayor concentración hasta la de menor concentración. En otras palabras, podemos decir que el solvente migra desde la solución diluida hacia la concentrada. 

•El efecto de los solutos sobre las propiedades coligativas del agua no depende de las propiedades químicas del soluto, si no del número de partículas del soluto en una determinada cantidad de agua.

•La osmosis es el movimiento de agua a través de una membrana semipermeable impulsado por diferencias en la presión osmótica. 
•Las disoluciones con una osmolaridad igual se llaman isotónicas. 
•En una solución hipotónica las células se hinchas debido a que absorben mucha agua, y en el exterior no hay tanta, mientras que en una solución hipertónica ocurre lo contrario.

•Si la célula deja entrar agua en exceso, la membrana puede reventarse y causar lisis osmótica.

•La osmolaridad depende del número de partículas disueltas, no de su masa.

•El agua tiene una ligera tendencia a ionizase, pero siempre manteniendo su equilibrio.

•La ionización del agua puede medirse a través de su conductividad eléctrica. 
•El agua conduce la corriente eléctrica al migrar el protón hacia el cátodo y el hidroxilo hacia el ánodo.

•El pH representa las concentraciones de iones hidrógeno e hidroxilo.

•El producto iónico del agua, denominado Kw, constituye la base de la escala de pH. 
•El agua tiene igual concentración de iones hidrógeno que de iones hidroxilo.

•La escala de pH es logarítmica, no aritmética. 
•Por lo tanto, si una solución tiene una unidad de pH menos que otra, significa la concentración de hidrogeniones es 10 veces mayor. 
•Se puede conocer el pH de una solución mediante colorantes, como la fenolftaleína, el rojo de fenol. 
•En un laboratorio clínico estas mediciones se hacen con un electrodo de vidrio.

•La actividad catalítica de las enzimas depende mucho del pH.

•El pH normal de la sangre es de 7.4. 
•Si baja se produce acidosis (por ejemplo, en personas con diabetes grave no controlada), y si sube se produce alcalosis.

•Los ácidos clorhídrico, sulfúrico y nítrico son ácidos fuertes.

•El hidróxido se sodio y el hidróxido de potasio son bases fuertes.

•Los ácidos son dadores de protones, mientras que las bases son aceptores de protones.

•Un dador de protones y un aceptor forma un par acido base conjugados.

•Las constantes de equilibrio de las reacciones de ionización se suelen denominar constantes de disociación o de ionización y son designadas con la letra Ka.

•Los grupos amino y carboxilo protonados de los aminoácidos y el grupo fosfato de los ácidos nucleicos funcionan como ácidos débiles, y su estado iónico depende del pH del medio que los rodea.

•El citosol tiene un pH cercano a 7.

      Los amortiguadores son mezclas de ácidos débiles y sus bases conjugadas, un "par conjugado". Por ejemplo
•Un ácido débil y su base o sal: CH3COOH + CH3COO-
•Una base débil y su ácido o sal: NH3 + NH4Cl

•Los sistemas de amortiguadores son la primera línea de defensa contra los cambios de pH interno.

•El citoplasma tiene muchas proteínas, las cuales contienen aminoácidos con grupos funcionales que son ácidos o bases débiles. 
•Los nucleótidos como el ATP contienen grupos ionizables que pueden ayudar al amortiguamiento.

•Ejemplos de amortiguadores: Hemoglobina, fosfato, buffer de bicarbonato-ácido carbónico.

•El agua mantiene la homeostasis, manteniendo la distribución del agua, preservando el pH, y concentraciones electrolíticas apropiadas.

•El 55-65% del peso corporal es liquido intracelular. 
•El líquido extracelular constituye el 25%. 
•La regulación del equilibrio hídrico depende de mecanismos hipotalámicos para controlar la sed, de la hormona antidiurética y de la retención o excreción del agua por los riñones.