Fundamentos de Bioquímica Celular: Enzimas, Agua y Procesos Osmóticos
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Bioquímica Fundamental: Componentes y Procesos Celulares
Enzimas: Biocatalizadores
Las enzimas son biocatalizadores. Su función principal es rebajar la energía de activación, lo que resulta en un aumento significativo de la velocidad de reacción y la aceleración de los procesos biológicos.
Bioelementos
Los bioelementos se clasifican según su importancia y abundancia:
- Primarios: Indispensables para la formación de biomoléculas orgánicas.
- Secundarios: Se encuentran presentes en todos los seres vivos, aunque en menor proporción que los primarios.
El Agua: La Molécula de la Vida
El agua es la molécula más abundante en la materia viva. Se clasifica, según su ubicación, en:
- Agua circulante.
- Agua intersticial.
- Agua intracelular.
La Molécula de H₂O
A pesar de que el agua a temperatura ambiente, por sus condiciones moleculares, debería ser gas, se presenta en estado líquido. La molécula de agua presenta un polo negativo (con alta densidad electrónica, donde se sitúa el átomo de Oxígeno) y dos polos positivos. Por esta distribución de carga, es una molécula dipolar. En estos dipolos se establecen fuerzas de atracción denominadas puentes de hidrógeno.
Propiedades Físico-Químicas del Agua
- Elevada fuerza de cohesión entre moléculas.
- Elevada fuerza de adhesión.
- Elevada tensión superficial.
- Elevado calor de vaporización.
- Densidad más alta en estado líquido (a 4°C).
- Elevada constante dieléctrica.
- Bajo grado de ionización.
Funciones del Agua en los Seres Vivos
El agua desempeña múltiples funciones esenciales:
- Disolvente universal: Disuelve compuestos iónicos y covalentes polares.
- Reactivo: Interviene en reacciones químicas fundamentales como la hidrólisis o la fotosíntesis.
- Transportador: Facilita el transporte de sustancias desde el exterior al interior de los organismos.
- Estructural.
- Amortiguador mecánico.
- Termorregulador.
Disoluciones y Procesos de Transporte
Los fluidos de los seres vivos están compuestos por una fase dispersante (agua) y un soluto, formado por partículas que pueden presentar distintos tamaños.
Tipos de Dispersiones
- Disolución verdadera: Contiene partículas pequeñas que no sedimentan.
- Dispersión coloidal: Contiene partículas mayores que tampoco sedimentan, pero reflejan y refractan la luz (efecto Tyndall).
Propiedades de las Disoluciones Biológicas
Dos propiedades clave son:
- Difusión: Repartición homogénea de las partículas de un fluido en el seno de otro fluido al ponerlos en contacto.
- Ósmosis: Es el paso de disolvente (agua) a través de una membrana semipermeable entre dos disoluciones de diferente concentración. Este paso se produce desde la disolución más diluida (hipotónica) a la más concentrada (hipertónica) hasta que ambas alcanzan el equilibrio, igualándose las concentraciones.
Efectos de la Ósmosis en la Célula
El comportamiento celular varía según la concentración del medio externo:
- Medio Isotónico: El medio externo tiene igual concentración que el medio interno celular. La célula no se deforma.
- Medio Hipotónico: El medio externo tiene menor concentración. La célula se vuelve turgente porque entra agua al interior.
- Medio Hipertónico: El medio externo tiene mayor concentración. La célula pierde agua y se arruga (proceso conocido como plasmólisis).
Fotosíntesis
La fotosíntesis es el proceso de conversión de la energía luminosa en energía química, fundamental para la vida en la Tierra.