Fundamentos de bioquímica y fisiología celular: pH, buffers, agua y orgánulos

Bioquímica

Bioquímica: ciencia que estudia los procesos y las sustancias químicas dentro de los organismos vivos, conectando la biología con la química a nivel molecular.

pH, ácidos y bases

pH: Medida cuantitativa que describe la acidez o alcalinidad de una solución; se expresa en una escala de 0 a 14.

Ácido: Molécula o ión capaz de donar protones a otra sustancia.

Base: Sustancia que puede aceptar protones.

Ácido fuerte: Aquel que se disocia casi completamente en solución acuosa, liberando la mayoría de sus protones.

Ácido débil: Aquel ácido que no está totalmente disociado en una disolución acuosa.

Amortiguadores y sistemas buffer

Amortiguadores: Son aquellas disoluciones formadas por un ácido débil y la sal de este ácido con una base fuerte (base conjugada), cuya concentración de hidrogeniones apenas varía al añadir ácidos o bases fuertes.

Solución buffer: Es una solución de un ácido débil y su sal, o una base débil y su sal; previene cambios rápidos en el pH de una solución al agregar más ácido o base.

Sistemas buffer importantes:

• Buffer de carbonatos: el más importante en la sangre.
• Buffer de fosfatos: el más importante intracelularmente.
• Buffer de proteínas: participa en la regulación del pH tanto en sangre como dentro de la célula.

Alteraciones del equilibrio ácido‑base

Acidosis: Condición caracterizada por exceso de ácido en los líquidos del cuerpo. Se divide en acidosis respiratoria y acidosis metabólica.

Alcalosis: Condición provocada por el exceso de base (álcali) en los líquidos del cuerpo. Se puede presentar como alcalosis respiratoria o alcalosis metabólica.

Ecuación de Henderson‑Hasselbalch

La ecuación de Henderson‑Hasselbalch relaciona el pH con el pKa de ácidos débiles.

Propiedades y estructura del agua

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la estructura del agua es correcta?

El oxígeno se une a los hidrógenos mediante enlaces covalentes formados por pares de electrones. La molécula de agua tiene enlaces covalentes polares que originan distribución desigual de carga.

El ángulo de la molécula de agua (en grados) es: 104.5°

La molécula de agua:

Presenta momento dipolar, tiene diferente distribución de cargas y sus átomos presentan diferentes electronegatividades. (Todas las anteriores son correctas).

Puentes de hidrógeno

Con respecto a los puentes de hidrógeno:

Se forman entre átomos electronegativos e hidrógeno unido a nitrógeno, oxígeno o flúor. Son fuerzas intermoleculares que implican la atracción entre un hidrógeno parcialmente positivo y un átomo electronegativo con un par de electrones. (Todas son correctas).

Considerando las propiedades del agua podemos afirmar:

La formación de los puentes de hidrógeno ayuda a solubilizar alcoholes, aminas y aminoácidos.

El agua sólida (hielo) presenta:

Estructura en forma de malla tetraédrica.

Ácidos y bases débiles

Reciben el nombre de ácidos y bases débiles aquellos que:

Aquellos que permanecen en gran parte sin disociar en disoluciones diluidas.

Célula eucariota y organelos

Célula eucariota: Aquella que tiene núcleo definido.

Célula animal y vegetal:

• Membrana plasmática: Barrera que controla el paso de sustancias dentro y fuera de la célula.
• Citoplasma: Contiene a todos los organelos celulares.
• Núcleo: Regula el metabolismo de la célula y la división celular.
• Nucleolo: Produce y ensambla los ribosomas de la célula.
• Centriolo: Presentes de dos en dos; son fundamentales en la división celular.
• Mitocondria: Encargada de producir la energía que utiliza la célula.
• Ribosoma: Encargado de producir proteínas.
• Retículo endoplasmático: Fabrica las proteínas y otras moléculas que la célula necesita.
• Retículo endoplasmático liso: Produce lípidos.
• Retículo endoplasmático rugoso: Participa en la producción, plegamiento, control y distribución de proteínas.
• Aparato de Golgi: Encargado de empaquetar y transportar proteínas.
• Lisosoma: Encargado de eliminar o reciclar los restos y desechos celulares.

Diferencias en células vegetales

• Cloroplastos: Encargados de realizar la fotosíntesis.
• Pared celular: Brinda protección y rigidez a la célula.
• Vacuola: Encargada de almacenar agua, enzimas u otro tipo de sustancias.
• Membrana celular: Da protección a la célula (complementaria a la pared celular en vegetales).

Célula procariota

Célula procariota: Aquella que no tiene núcleo definido.

• Pili (pilis): Se adhieren a la superficie de otras células bacterianas y permiten la transferencia genética.
• Cápsula: Cubierta protectora externa que poseen algunas células bacterianas.
• Flagelos: Son estructuras largas que permiten el movimiento y orientan la dirección de la célula.

Notas finales

Se han corregido errores ortográficos y de estilo manteniendo la totalidad del contenido original. Los conceptos clave aparecen resaltados para facilitar la lectura y el repaso.