BIOQUÍMICA: CLASE 1

INTRODUCCIÓN TEÓRICA

Dra. MV Gladis Lilia Sandoval

Del Programa de BIOQUÍMICA• Analítico• de Trabajos Prácticos • de Examen

• Desarrollar criterios grales. para la apropiación de conocimientos en clases de Bioquímica .

• 1° Tema: Estudio de la Bioquímica. Composición química de la materia viva. Bioelementos y biomoléculas.

• Conocer los instrumentos y materiales de laboratorio y su utilidad.

• Aprender técnicas, conocer los elementos necesarios y las normas de bioseguridad en el laboratorio.

• Adquirir destrezas en la utilización de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TICs) en el ámbito de la Universidad y particularmente del Blog de Bioquímica.

Clase 1: Parte 2 (04/04/13).

Objetivos planteados

UT 1: Bioquímica, Comp. Inorgánicos y Orgánicos de la Matriz Vital. Agua. Bioelementos.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA• Bioquímica: definiciones e

importancia. • Bioquímica y Medicina

Veterinaria. • Terminología científica.• Comp. Inorgánicos y

Orgánicos de la Matriz Vital. • Agua. Bioelementos.• Fuentes bibliográficas.

CLASE PRÁCTICA ÁULICA / SEMINARIO

• Bioseguridad• Materiales e

instrumentos de laboratorio

• Ambiente celular.

Definiciones y vocabulario

Elementos comunesOrigen de los vocablos

Prefijos y sufijos

BIOQUÍMICA

La Bioquímica es la ciencia que estudia los seres vivos a nivel molecular mediante técnicas y métodos físicos, químicos y biológicos

Es la ciencia que se ocupa del estudio de las diversas

moléculas, reacciones químicas y procesos que ocurren en las

células y microorganismos vivientes.

Bioquímica descriptiva: estudia cada uno de los constituyentes de los seres vivos, para lo cual exige

identificación, separación y purificación, determinación de estructuras y propiedades.

Bioquímica dinámica: se ocupa de las reacciones químicas que acontecen en los sistemas biológicos,

estudio del metabolismo.

Objetivos: Comprensión integra, a nivel molecular, de todos los procesos químicos relacionados con las

células vivas.

Objeto de estudio de la Bioquímica: las sustancias químicas constituyentes de los seres vivos

• Separación y caracterización.• ¿En qué concentración se encuentran?• ¿Cuáles son sus propiedades?• ¿Cómo y porqué se transforman?• ¿Cómo obtienen la energía y la utilizan?• ¿Porqué son estructuras muy ordenadas?• ¿Cómo se transmite la información genética?• ¿Cómo se expresa y controla la información genética?

Métodos de estudio en BioquímicaUtiliza leyes de Física, Química General, Mineral y Orgánica.

1° In vitro -> se integran s/células, órganos; y, por último, se desarrollan in vivo.

Análisis:

Cualitativo con técnicas de preparación y purificación y métodos de determinación de estructuras.

Cuantitativo con técnicas de valoración y estudio del metabolismo en animales, a veces en el hombre o las que intentan reconstituir in vitro los fenómenos que se producen in vivo.

Tejido Homogen.

Pellet: Céls,Núcleos, citoesq.,

membr.Pellet: Mitoc.,

lisosomas, peroxisomas

Pellet: Micros, fragm.

RE, vesíc. Pellet: Ribosomas y

Macromoléc.

Sobrenadante: Proteínas solubles.

Centrifugación diferencial. Centrifugación en

gradiente de sucrosa.

Técnicas más utilizadas en lainvestigación Bioquímica

• Técnicas de separación: electroforesis, cromatografía.• Técnicas analíticas: espectrometría, fluorimetría, difracción de rayos X, resonancia magnética nuclear (RMN), dicroísmo circular.

RaícesRelación con otras ciencias: * Acidos nucleicos- Genética* Función corporal- Fisiología* Técnicas bioquímicas y planteamiento inmunológicos-Inmunología* Metabolismo de drogas (reacción enzimática)- Farmacología* Venenos que alteran raecciones o procesos bioquímicos- Toxicología* Inflamación, lesión celular, cáncer- Patología* Planteamientos bioquímicos- Zoólogos y Botánicos

Terminología científica

Importancia de la Bioquímicaen las ciencias de la salud

Importancia de la Bioquímica en las Ciencias de la Salud

Todas las enfermedades (excepto las traumáticas), tienen un componente molecular.

Los modernos métodos de diagnóstico y las nuevas terapias han sentado las bases de la Patología Molecular.

Ejemplos de enfermedadesMoleculares

• Enfermedades de origen hereditario (hemofilia, anemias hemolíticas).• Grandes enfermedades somáticas (diabetes, cáncer).• Enfermedades de etiología exógena (infecciones, déficits de vitaminas).• Enfermedades neurológicas (esquizofrenia, enfermedades neurodegenerativas)

Diagnóstico• Modificaciones del pH de fluídos biológicos (orina y sangre) reflejo de una patología.• Detección de microorganismos (bacterias y virus) mediante ensayos enzimáticos, moleculares (proteínas y AN) e inmunológicos (anticuerpos)• Prevención y diagnóstico de malformaciones congénitas por análisis de células fetales.• Detección de marcadores de células tumorales.

Unidad dentro de la diversidad

– Todos organismos vivos• Se componen de las misma clase de moléculas (moléculas biológicas)• Funcionan de manera semejante• Responden a las mismas leyes Físicas y Químicas que rigen el Universo• La vida es compleja y dinámica• La vida se organiza y mantiene a sí misma

• Organización jerárquica

• Necesita de aporte de energía y materia• Metabolismo y homeostasis

¿Qué es la Vida?«La extraordinaria variedad de los seres vivos»

• Unidad fundamental de organización y funcionamiento -> La célula

• Necesita información biológica

– Es una información estructural

– Para su organización, funcionamiento y replicación

• Genes (secuencia de bases) --> proteínas --> funciones

• La vida no es estática: se adapta y evoluciona

– Todas las formas de vida tienen un origen común

¿Qué es la Vida?

Características de los seres vivos

• Seres vivos: nacen, crecen, se reproducen y mueren. Además intercambian materia, energía e información con el medio que les rodea.• Un ser vivo procede de otro ser vivo, no puede haber vida a partir de materia inanimada.¿Qué es la vida? Una propiedad que no se puede definir ni medir. Algunas de sus manifestaciones pueden ser medidas, otras solo observadas.• Objeto de estudio de la Bioquímica: manifestaciones de la vida que se pueden medir.

Sistema(aparato digestivo)

Órgano(hígado)

Tejido(Tejidohepático)

Célula(hepatocito)

Orgánulo(núcleo)

Molécula(DNA)

Átomo(carbono)

OrganizaciónJerárquica deOrganismos

Multicelulares

Niveles de organización de la materia: desde átomos hasta órganos y sistemas.

BIOELEMENTOS ó ELEMENTOS BIOGENÉTICOS

yBIOMOLÉCULAS

Tabla periódicaAtomos y partículas subatómicas, propiedades, electronegatividad, valencia, uniones químicas,

moléculas, grupos funcionales … Elementos y Bioelementos

Isótopos

Átomos c/ partículas subatómicas protones, neutrones y electrones

Núcleo

10.000 veces menor que el átomo,

c/ casi toda su masa.

Partículas c/

Cargas + = Protones y neutras = Neutrones

Los electrones se ubican fuera en una nube

alrededor del núcleo

ZX

• En general, los átomos de los elementos se representan con dos índices que preceden al símbolo específico, donde:

• X es el símbolo del elemento químico

• Z es el número de protones o número atómico

• A es la masa atómica• El número de neutrones será la diferencia (A-Z).• En la tabla periódica de los elementos, éstos se ordenan en función de su numero

atómico.

A

número atómico = número de protonesnúmero de masa atómica = número de protones + neutrones

El número de electrones en un átomo neutro = al número atómico

PROPIEDADES

ELEMENTOS

NEUTRONES

Núcleo

NÚMEROMÁSICO

COMPUESTOS

Reaccionesquímicas

Octeto

Isótopos

C/2 ó más diferentes elementos

Encontra-dos en

ÁTOMOS MATERIA

PROTONES ELECTRONES MOLÉCULAS

NÚMEROATÓMICO

CAPAS CON ELECTRONES

UNIONESQUÍMICAS

COVALENTES IÓNICAS

Comparteelectrones

Transfiereelectrones

Elemento Capa de Valencia

Las unidades más pequeñas son Son las formas básicas de

Las subatómicas incluyen Se combinan p/formar

Se mantienen unidos por

Pueden serSe forman y se rompen en

P/completar

Combina-dos para el

Determi-nan el

Discurren en las

Varía en Constante p/ c/elemento

Capa externa llamada

Composición de los seres vivos

• Solamente unos 30 elementos químicos de los más de 90 presentes en la naturaleza son esenciales para los seres vivos• La mayoría tienen un número atómico bajo, por debajo de 34.• Los más abundantes son: H, O, C, N (estos 4 constituyen más del 99% de la masa celular), P, S, Na, K, Cl.• Oligoelementos: Fe, Mn, Mg, Zn, Mo, Se, etc.Imprescindibles para la actividad de ciertas proteínas.

Varios átomos (iguales o distintos) unidos forman moléculas (porción más pequeña de materia que conserva las propiedades químicas). Simples: moléculas con átomos iguales entre sí (O2). Compuestos: formados por átomos distintos (H2O).

PRIMARIOS(% del PC)

O 65

C 18

H 10

N 3

Ca 1,5

P 1

TOTAL 98,50

SECUNDARIOS(% del PC)

K 0,30

S 0,25

Na 0,20

Cl 0,15

Mg 0,05

Fe 0,005

TOTAL 0,955

OLIGOELEMENTOS(% del PC)

F 0,001

Cu 0,0002

I 0,00004

Mn 0,00003

Zn vestigios

Co vestigios

Mo vestigios

En cualquier ser vivo se pueden encontrar alrededor de 70 elementos químicos, pero no todos, solo unos ±20-30 son indispensables y comunes a todos los seres.

CLASIFICACIÓN DE BIOELEMENTOS

BIOELEMENTOS

Símbolo Elemento N° atómico % del PC (Hº)

O Oxígeno 8 65,0C Carbono 6 18,5H Hidrógeno 1 9,5N Nitrógeno 7 3,3Ca Calcio 20 1,5P Fósforo 15 1K Potasio 19 0,4S Azufre 16 0,3

Na Sodio 11 0,2Cl Cloro 17 0,2

Mg Magnesio 12 0,1

Elementos traza (menos de 0,01%): B, Co, Cu, F, I, Fe, Mn, Mo, Se, Si, Sn, V, Zn

Átomos (O, H, N, C, S, P)

Moléculas (O2, H2O, CO2, CH4, C6H12O6)

Célula AQUÍ COMIENZA LA VIDA

Inorgánicas

Agua 50-95%

Sales minerales

Iones (Na+, K+, Mg++, Ca++ ) =1%

Algunos gases: O2, CO2,

N2, ...

Orgánicas (c/C,H,O,N,S,P)

Glúcidos

Lípidos

Proteínas

Ácidos Nucleicos

El análisis químico de la materia viva revela que está formada por una serie de elementos y compuestos químicos; que se denominan bioelementos; y, en los seres vivos, forman biomoléculas, que se pueden clasificar en:

% del peso celular

N° aprox. de especies moleculares diferentes

Agua 70 1Proteínas 15 3.000Ács. Nucleicos ADN 1 1 ARN 6 >3.000Polisacáridos 3 5Lípidos 2 20 Intermediarios 2 500Iones inorgánicos 1 20

Componentes moleculares de una célula de E. coli

COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL TEJIDO OSEO Y MUSCULAR (% del PC)

• Compuesto Músculo Hueso• AGUA 75 22• GLÚCIDOS 1 Escaso• LÍPIDOS 3 Escaso• PROTEÍNAS 18 30• OTRAS SUST.ORGÁNICAS 1 Escaso• OTRAS SUST.INORGÁNICAS 1 45

Biomoléculas inorgánicas:*El agua «Sin agua no hay vida»

*Sólidos minerales: fosfato de calcio insolubles (formación de tejidos duros huesos y dientes)

*Iones (disueltos en líquidos corporales y protoplasma celular) esenciales para funciones vitales

Biomoléculas Orgánicas

• La mayoría son compuestos orgánicos (esqueleto carbonado).• Los C pueden formar cadenas lineales, ramificadas y circulares.• Al esqueleto carbonado se le añaden grupos de otros átomos, llamados grupos funcionales.• Las propiedades químicas vienen determinadas por los grupos funcionales.

¿Qué moléculas conocen?

El Carbono• Escaso en la corteza terrestre (0.027%). Se encuentra puro (grafito, diamante) y combinado formando sales (carbonatos).• Por su presencia en los seres vivos, hace 150 años, a sus

compuestos se los denominó orgánicos.• Se enlaza fácil c/otros átomos pequeños por enlaces sencillos, dobles y triples.• El CO2 es un componente 2rio.de la atmósfera. Contribuye al llamado efecto invernadero, pero también es la fuente de C para todas las moléculas orgánicas de los seres vivos.• El CO es un gas tóxico porque interfiere en la capacidad de la hemoglobina de unirse al oxígeno.

Biomoléculas Orgánicas •– Derivados de hidrocarburos

• Combinaciones de C (principal), H, O, N, P y S.

– Forman enlaces covalentes estables H3C-CH3

– Importancia del carbono:=C= |

• Puede participar hasta en 4 enlaces covalentes –C-fuertes (complejidad y estabilidad estructural) |

• Permite formar cadenas largas lineales o ramificadas

• Los C pueden formar cadenas lineales, ramificadas y ciclos.

• La mayoría de la biomoléculas son compuestos orgánicos (esqueleto carbonado).

Ej. Hidratos de carbono, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos

• Al esqueleto carbonado se le añaden grupos

de otros átomos, llamados grupos funcionales.

• Los grupos funcionales determinan las

propiedades químicas.

Biomoléculas Orgánicas

• Hidroxilo• Carbonilo• Carboxilo• Amino• Sulfhidrilo• Fosfato

Niveles de complejidad de las biomoléculas orgánicas

• Moléculas sencillas: metabolitos y unidades

estructurales (glucosa, piruvato, ácidos grasos).

• Macromoléculas: ácidos nucleicos, lípidos, proteínas,

polisacáridos

Biomoléculas Las biomoléculas son las que naturalmente se encuentran en los sistemas biológicos donde cumplen funciones específicas. Entre ellas:

• H2O

• Proteínas • Lípidos • Glúcidos

• Nucleótidos y ácidos nucleicos. • Fosfatos, bicarbonato, nitratos, ácidos

orgánicos. • Gases como CO2 y O2.

Isómeros estructurales (cadena, posición, función)

Isómeros geométricos

Enantiómeros

Estructura tridimensionalEstereoquímica: distribución de los átomos de una molécula en el espacio tridimensional. Estereoisómeros:

Isomería Óptica: diferentes modos de ordenarse de los 4sustituyentes diferentes de un C (C asimétrico). Solamente uno es biológicamente activo.

Isomería Geométrica: Configuración molecularRelación espacial entre los grupos sustituyentes de un C. Viene definida por la presencia de dobles enlaces o centros quirales. La única manera de cambiar la configuración es mediante la rotura deenlaces covalentes.

CnH2n+2 C5H12

Las estructuras de las biomoléculas estándefinidas por su configuración y conformación

La estructura tridimensional de las biomoléculas es clave para sus interacciones biológicas.Ejemplo: uniones enzima-sustrato y hormona Receptor (Cristalografía de rayos X).

JERARQUÍA BIOLÓGICA

EN BIOQUÍMICA

Lípidos de membranaGrasasCeras

CelulosaAlmidónFructosaManosaSacarosaLactosa

ProteínasHormonas peptídicasNeurotransmisoresAlcaloides tóxicos

Ácidos nucleicosATPCoenzimasNeurotransmisores

Aminoácidos

Adenina

Acido Palmítico

Glucosa

Jerarquía de la organización

molecular de las células

CélulaOrgánulos Núcleo

MitocondriaCloroplastoCuerpos de Golgi

AsociacionesSupramolecularespeso de partícula106 - 109

RibosomasComplejos enzimáticos

Sistemas contráctilesMicrotúbulos

CélulaMacromolé-culasPM 103 - 109

Ácidos nucleicosProteínasPolisacáridosLípidos

Unidades estructuralesPM 100 - 350

NucleótidosAminoácidosMonosacáridosÁcidos grasosGlicerina

CélulaIntermediariosPM 50 - 250

PiruvatoCitratoMalatoGliceraldehído 3-fosfato

Precursores delentornoPM 18 - 44

Dióxido de carbonoAguaOxígenoAmoníacoNitrógeno

Jerarquía en la Estructura Celular

Célula eucariota animal

Célula eucariota vegetal

Célula procariota

Seres vivos y energía• Capacidad de extraer y transformar la energía de su entorno a partir de materiasprimas sencillas y emplearla para construir y mantener sus propias estructuras.• Absorben la energía del medio ambiente como energía radiante (plantas y bacteriasfotosintéticas) o energía química.• La mayor parte de la energía absorbida se transforma en trabajo y en otras formas de energía. El resto se pierde en forma de calor.

Trabajo celular• Trabajo osmótico.• Transporte de materiales al interior celular.• Biosíntesis de componentes celulares.• Trabajo mecánico (contracción, locomoción)

Ejercitación en seminariosComparaciones

Abundancia de los elementos en el agua de mar, animales y la corteza terrestre (gráficos, tablas)

Composición de los seres vivos y de diferentes tejidos

Conceptos y criterios de clasificación

Bioelementos y biomoléculas, tipos, tamaños.

Biomoléculas orgánicas e inorgánicas

Comparaciones de los 3 dominios de la vida sobre la Tierra

Comparación:Diferencias entre células procariotas y eucariotas

Células procariotas Células eucariotas

Tamaño 0,2- 5 µm de diámetro 10-50 µm diámetro

Compartimentalización interna

No Si, con varios tipos de organelas

Localización del ADN Libre en citoplasma como nucloide

En núcleo, con proteínas formando cromosomas

Mecanismo de replicación

División simple, tras replicación ADN

Mitosis en células somáticas, meiosis en gametos

Sustratos Simples (CO2 y N2) Cualquier molécula orgánica

H2O• Estructura del agua

(arquitectura molecular)

- Posibilita las interacciones débiles

• Propiedades físicoquímicas – Acción disolvente – Elevada fuerza de cohesión – Elevada fuerza de adhesión – Gran calor específico – Elevado calor de vaporización – Punto de fusión, ebullición– Constante dieléctrica

• Funciones biológicas

• Ionización del agua

– Disociación del agua – Producto iónico del

agua – Concepto de pH – Sistemas tampón

• Ósmosis y fenómenos osmóticos

• Las sales minerales

u.m.a. = 161s2 2s2 2p4

Hibridación sp3 del oxígeno

– Estructura tetraédrica

– Geometría no lineal (angular)

• Distinta electronegatividad de O e H = Molécula polar por la distribución asimétrica de los electrones de enlace

– Carga parcial + (d+) cerca de los H y – (d-) cerca del O

– Capacidad de formar enlaces de hidrógeno

• La estructura del agua en estado sólido (hielo) es un ejemplo del efecto acumulativo de muchos enlaces de hidrógeno.

• El agua sólida da lugar a una red estructural regular que corresponde al estado cristalino. Forma estructuras geométricas de 24 lados (eicosatetraedro).

• Debido a la estructura abierta, el agua es una de las muy pocas sustancias que se expande en el congelamiento (menor densidad que el agua líquida).

Interacciones débiles en solución acuosa: El enlace

de hidrógeno

-Son enlaces más débiles que los covalentes

-El enorme número de puentes hidrógeno en el agua le confieren al estado líquido una enorme cohesión

-Dado que las moléculas se encuentran en constante movimiento, los enlaces de hidrógeno se forman y se rompen permanentemente.

Interacciones intra e intermoleculares en el ambiente

celular

• Electrostáticas• No polares• Propiedades biológicas y funciones del agua

* Cuando un átomo de hidrógeno de un enlace polarizado, se aproxima al átomo electronegativo de

otra molécula, se forma un puente de hidrógeno.

* Las moléculas de agua forman entre si puentes de hidrógeno. En promedio, cada molécula de agua forma 4 puentes en el hielo y 3.6 en el agua.

* El agua es una molécula polar por la disposición espacial de sus enlaces polarizados. Su polaridad determina que sus moléculas interactúen con fuerza lo que se refleja en muchas de sus propiedades.

Disolución de sustancias

• Sustancias iónicas y polares (moléculas orgánicas pequeñas con uno o más átomos electronegativos ej. alcohol, aminas, ácidos. La atracción entre los dipolos de esas moléculas y el dipolo del agua hacen que tiendan a disolverse. Se clasifican como hidrofílicas.

*El agua disuelve bien a las sustancias polares e iónicas.

*En las moléculas biológicas abundan grupos polares e iónicos (OH, SH, COO-, NH3

+, PO4-) que facilitan su disolución.

Interacciones electrostáticasEl agua disuelve muchas sales cristalinas al hidratar sus componentes. El ClNa en estado cristalino de disuelve en agua, separando sus iones

Cl- y Na+, dando lugar a iones hidratados.

Interacciones no polares

Insolubilidad de sustancias

apolares: efecto

hidrofóbico

• Una molécula puede tener porciones polares (hidrofílicas) y no polares (hidrofóbicas). Son sustancias anfipáticas. Ej un ácido graso de cadena larga tiene un ácido carboxílico polar (cabeza) y una larga cadena hidrocarbonada C e H no polar (cola).

• En presencia de agua, un compuesto de este tipo tiende a formar estructuras llamadas micelas.

Cuando se evapora el agua o cualquier otro líquido, disminuye la temperatura, lo que constituye un método eficaz en los vertebrados para disipar calor por sudoración; también las plantas utilizan este sistema de refrigeración

b) Elevada fuerza de adhesión. Los puentes de hidrógeno del agua son los responsables, al establecerse entre estos y otras moléculas polares, y es responsable, junto con la cohesión de la capilaridad, al cual se debe, en parte, la ascensión de la sabia bruta desde las raíces hasta las hojas.

c) Fuerza de cohesión entre sus moléculas.Los puentes de hidrógeno mantienen a las moléculas fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un liquido casi incompresible.

f) Elevada constante dieléctrica. Por tener moléculas dipolares, el agua es un gran medio disolvente de compuestos iónicos, como las sales minerales, y de compuestos covalentes polares como los glúcidos.

g) Punto de ebulliciónTemperatura en que el agua pura cambia al estado de vapor, es de 100º C a nivel del mar.

h) Punto de fusión Temperatura en que el agua cambia del estado sólido a líquido. Es de 0º C y puede disminuir en presencia de solutos electrostáticos.

Propiedades biológicas• Disolvente, de sustancias tóxicas y compuestos bipolares.

Incluso moléculas biológicas no solubles (ej. lípidos) como dispersiones coloidales

• Reactivo, en reacciones de hidratación, hidrólisis y oxidación-reducción

• Permite la difusión (principal transporte de muchas sustancias nutritivas).

• Termorregulador, permitiendo la vida en una amplia variedad de ambientes térmicos

• Interviene (plantas) en el mantenimiento de la estructura celular.

Funciones del aguaRelacionadas con las propiedades • Soporte o medio donde ocurren las reacciones

metabólicas • Amortiguador térmico • Transporte de sustancias • Lubricante, amortiguadora del roce entre órganos • Favorece la circulación y turgencia • Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos • Puede intervenir como reactivo en reacciones del

metabolismo, aportando hidrogeniones o hidroxilos al medio.

Disociación del agua

Disociación del agua. Producto iónico del agua

Se puede considerar una mezcla de:

2H2O H3O+ OH-

En realidad esta disociación es muy débil en el agua pura, y así el producto iónico del agua a 25ºC es :

agua molecular (H2O ) protones hidratados (H3O+ )iones hidroxilo (OH-)

Bajo grado de ionización. De cada 107 de moléculas de agua, sólo una se encuentra ionizada.

 

Esto explica que la concentración de iones hidronio (H3O+) y de los iones hidroxilo (OH-) sea muy baja. Dado los bajos niveles de H3O+ y de OH-, si al agua se le añade un ácido o una base, aunque sea en poca cantidad, estos niveles varían bruscamente.

H2O H3O+ + OH-

Potencial Hidrógeno (pH) pH de fluidos biológicos pH = -log [H+]

Medida química de la acidez o alcalinidad (basicidad) de la materia.

Escala de pH: se construye en función de la constante de equilibrio de disociación ácida (Ka) del agua = 0.0000001, expresada abreviadamente por su logaritmo decimal o base 10:

log 0.0000001 = -7 (esto es por los siete ceros)

Al multiplicar esta función por -1, se obtiene un valor positivo: -log 0.0000001 = 7.

Por lo tanto, el pH o potencial de hidrógeno del agua tiene dicho valor, 7.

pH

Relación entre el pH y las concentraciones de H+ y OH- en el agua. Dado que el producto de [H+] y [OH-] es una constante [10-14], [H+] y [OH-] están inversamente relacionadas

Escala de pH

(Acidos y Bases débiles)

2

HCO3- + H+ H2CO3 CO2 + H2O

Amortiguadores

• La capacidad de una disolución para minimizar los cambios de pH producidos por la adición

de un ácido o una base se llama capacidad de amortiguación.

• Los fluidos intracelulares y extracelulares poseen esta capacidad, que se necesita para el

mantenimiento de la vida en un organismo.

Sistemas tampón o bufferLos organismos vivos soportan muy mal las variaciones del pH, aunque tan solo se trate de unas décimas de unidad, y por ello han desarrollado en la historia de la evolución sistemas tampón o buffer que mantienen el pH constante, mediante mecanismos homeostáticos. Las variaciones de pH, afectan a la estabilidad de las proteínas y, en concreto, en la actividad catalítica de los enzimas, pues en función del pH, pueden generar cargas eléctricas que modifiquen su actividad biológica.

Los sistemas tampón que tienden a impedir la variación del pH cuando se añaden pequeñas cantidades de iones H+ o OH- consisten en un par ácido-base conjugada que actúan como dador y aceptor de de protones, respectivamente. Podemos citar otros tampones biológicos, como son el par carbonato-bicarbonato y el par monofosfato-bifosfáto. El pH normal de los fluidos corporales suele oscilar alrededor de 7, Plasma sanguíneo7,4 ; Saliva:6,35-6,95 ; Orina 5,8; jugo gástrico:2,1 etc.

• BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA (*) Y COMPLEMENTARIA• (*)BERG JM TYMOCZKO JL & STRYER L. BIOCHEMISTRY. Fifth Edition, 2002. W.H. • (*)BLANCO, A.: Química Biológica, 7ma. ed., El Ateneo, Buenos Aires, 2000.• (*)BOREL, J.P.; RANDOUX, A.; MAQUART, F.X.; LE PEUCH, C. & VALEIRE, J.: Bioquímica Dinámica, 1ra. ed. en español, Ed. Médica Panamericana, Buenos Aires, 1989.• (*)CAMPBELL, NA & REECE, JB. Biología. 7ª ed., Ed. Médica Panamericana, University of California, Riverside, Berkeley, California, 2007.

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