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2023
A la hora de su estudio y clasificación pueden adoptarse numerosos criterios, y uno de los más simples es la proporción con la 
que aparecen en los seres vivos 
BIOELEMENTOS
Criterio cuantitativo: C-H-N-O
Pueden agregarse Ca y P (Blanco, Quimica Biologica, 2006) 
Átomos pequeños, con capacidad de compartir e- y formar uniones covalentes
1. Son los elementos más ligeros capaces de establecer enlaces fuertes, sus estructuras electrónicas facilitan la formación de
enlaces covalentes, que son enlaces firmes y estables para la construcción de moléculas.
2. Dentro de los mismos, el carbono presenta la particularidad de ser el elemento con la capacidad de formar el mayor
número de enlaces fuertes, lo que le permite formar moléculas grandes, complejas y extraordinariamente variadas.
3. La capacidad de estos átomos de formar otros tipos de enlaces, posibilita la aparición de grupos ampliamente
heterogéneos, que podrán desarrollar múltiples funciones.
¿Por qué C-H-N-O?
DIFERENCIAS ENTRE UN ENLACE IÓNICO Y UN ENLACE COVALENTE
ENLACE IONICO ENLACE COVALENTE
Hay perdida o ganancia de e- Se comparten los e-
La unión se mantiene por la fuerza de atracción entre las cargas 
positivas y negativas que se forman (fuerza entre aniones y 
cationes)
La unión e mantiene por la fuerza de atracción de las cargas 
positivas de los núcleos y las cargas negativas de los e- que se 
comparten
No se forman moléculas aisladas, sino redes cristalinas (de 
forma ordenada en redes)
Se forman moléculas
Se produce entre elementos con electronegatividades muy 
diferentes
Se produce entre elementos con electronegatividades 
parecidas y altas
Los compuestos formados tienen puntos de fusión y ebullición 
altos
Los compuestos formados tienen puntos de fusión y ebullición 
bajos 
Compuestos formados son poco volátiles Compuestos formados son volátiles
Compuestos formados tienden a ser solubles en agua Compuestos formados tienden a ser insolubles en agua* 
La electronegatividad es la capacidad de un átomo para atraer a los electrones hacia sí mismo.
ENLACE IONICO ENLACE COVALENTE
Hay una transferencia electrónica para completar 8 e- en su 
capa externa
Son estructuras estables que se forman cuando los átomos 
comparten los electrones de su capa externa, de manera que 
cada uno completa dicha capa (8 e-)
POLARES
Los e- se comparten de modo 
desigual
El átomo más electronegativo 
posee carga parcial negativa y 
viseversa
Hidrófilicas y solubles en agua
NO POLARES
Los e- se comparten de modo 
similar
No hay distribución de cargas
parciales
hidrófobas e insolubles en 
agua
Fuerzas intermoleculares, que son de naturaleza electrostática
(que cargas positivas atraen a cargas negativas)
¿QUÉ TIPO DE FUERZAS MANTIENEN UNIDAS A LAS MOLÉCULAS NEUTRAS? 
La fuerza relativamente alta de estos enlaces y su direccionalidad hacen que 
sean muy importantes en la estructura de las macromoléculas. 
Puente de Hidrógeno entre G y C
Enlaces o puentes de hidrógeno
Las moléculas no polares o hidrófobas interrumpen esta red acuosa y la
repulsión que ejerce el agua sobre las mismas, las obliga a agruparse.
Es la atracción que ejerce el extremo positivo de una
molécula polar por el negativo de otra
Son interacciones débiles que aparecen a distancias
cortas entre dos átomos debido a la fluctuación de las
cargas eléctricas, aunque la distancia si se hace muy
corta da lugar a una repulsión en vez de una atracción
Interacción dipolo-dipolo Interacciones hidrofóbicas
Fuerzas de van der Waals
GRUPOS FUNCIONALES 
Las moléculas más sencillas derivadas del carbono son 
las construidas con este elemento e hidrógeno, 
denominadas hidrocarburos
La capacidad de los átomos de carbono de formar 
enlaces entre ellos, permite la creación de cadenas 
lineales, ramificadas o cíclicas de hidrocarburos, que se 
diferenciarán además por poseer distintos grupos 
funcionales
Los grupos funcionales son átomos o conjuntos de 
átomos cuya posesión por parte de un hidrocarburo le 
confiere una serie de propiedades físico-químicas 
características
LA MOLÉCULA DE AGUA
La polaridad de los enlaces covalentes de la molécula de agua resulta 
de la fuerte tendencia del oxígeno a adquirir electrones del hidrogeno
El agua como electrolito
pH
LAS MOLÉCULAS BIOLÓGICAS
carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos
Propiedades químicas de los aminoácidos 
GLÚCIDOS
Los monosacáridos tienden a formar hemiacetales cíclicos por reacción de un OH y el carbonilo
Proyección de Fisher
Proyección de Haworth
Formación del enlace entre el OH y el carbonilo
El carbono más oxidado de un monosacárido ciclado, 
el que está unido a dos átomos de oxígeno, puede 
adoptar cualquiera de dos configuraciones 
(designadas alfa o beta)
ENLACE GLUCOSÍDICO – FORMACION DE UN DISACÁRIDO
El enlace glicosídico puede ser del 
tipo alfa o beta en el monosacárido 
del que deriva el glicósido, el cual se 
une al OH en C4´ o C6´ de la otra 
unidad de monosacárido
LÍPIDOS
PROTEÍNAS
Enlace peptídico
El enlace se establece entre un grupo carboxilo de un aminoácido y un grupo amino de 
un segundo aminoácido mediante una condensación que provoca la liberación de una 
molécula de agua, quedando formado un enlace amida. 
Enlace disulfuro
La oxidación de dos moléculas de cisteína 
forma cistina, una molécula que contiene 
un enlace disulfuro
ESTRUCTURA DE LAS PROTEINAS 
REACCIONES QUÍMICAS 
Reactivos Productos
Toda reacción química, implícitamente involucra cambios de energía
Energía se define como la capacidad de realizar trabajo
energía cinéticaenergía potencial
energía química
CAMBIOS DE ENERGÍA EN LAS REACCIONES QUÍMICAS
La energía necesaria para romper o formar un enlace se conoce como 
energía de activación
Energía de activación
La energía libre de Gibbs (G) de un sistema es una medida de la cantidad de energía utilizable (energía que puede realizar un trabajo) en ese sistema. El cambio 
en la energía libre de Gibbs durante una reacción provee información útil acerca de la energía y espontaneidad de la reacción (si puede llevarse a cabo sin añadir 
energía).
Moléculas alcanzan un estado de activación
CATALIZADORES - ENZIMAS
La enzima se recicla, aparece inalterada al final de la catálisis, y puede nuevamente 
unirse a otra molécula de sustrato. 
Muy pequeñas cantidades de Enzima aceleran enormemente la velocidad de una 
reacción.
TIPOS DE REACCIONES QUIMICAS 
SINTESIS
DESCOMPOSICIÓN
REVERSIBLES
REACCIONES DE OXIDACIÓN Y REDUCCIÓN 
Las reacciones de óxido y reducción se relacionan a la transferencia de electrones 
entre átomos y moléculas 
REACCIÓN OXIDACIÓN REACCIÓN REDUCCIÓN 
La oxidación es la pérdida de electrones y habitualmente la 
combinación de una sustancia con O2 (receptor final de los 
electrones perdidos)
La reducción es la ganancia de electrones
En general, dentro de las células, este tipo de reacciones 
conlleva la liberación simultanea del ion de hidrogeno (H+)
En general, dentro de las células, este tipo de reacciones 
conlleva la liberación simultanea del ion hidruro (H-)
La oxidación provoca una reducción de la energía potencial de 
la molécula, dado por la pérdida de electrones
La reducción provoca un aumento de la energía potencial de la 
molécula, dado por la ganancia de electrones
Las oxidaciones biológicas son catalizadas por enzimas específicas. Los cofactores (iones simples) o las coenzimas (sustancias 
orgánicas no proteicas) son sustancias accesorias que generalmente actúan como portadores de los productos de la reacción
Las reacciones de redox siempre están acopladas. Es decir, que cuando se produce una reacción de oxidación, una reacción de 
reducción ocurre simultáneamente
Siempre que se produce una oxidación, se produce también la oxidación de otro átomo.
METABOLISMO
Cuando hablamos de metabolismo, también tenemos que evaluar los diferentes factores que permiten el 
funcionamiento de las enzimas. 
COFACTORES. Ciertos iones tales como Mg2+o K+, Ca2+ funcionan como 
cofactores de enzimas particulares
COENZIMAS: son moléculas orgánicas no proteicas que pueden funcionar como 
cofactores en reacciones catalizadas por enzimas. 
Algunas coenzimas funcionan como aceptores de electrones en reacciones de
oxido-reducción, recibiendo electrones acompañado por un ión hidrogeno (un
protón)
La nicotinamida adenina dinucleotido (NAD) y el flavín adenín dinucleótido
(FAD), son coenzimas que se encuentran con frecuencia y funcionan como
transportadores de electrones.
La actividad catalítica de algunas enzimas no depende exclusivamente de las interacciones físicas y químicas entre los 
aminoácidos del sitio activo y el sustrato
La interacción alostérica ocurre cuando una molécula distinta del 
sustrato se combina con una enzima en un sitio diferente del sitio 
activo y, al hacer esto, altera la conformación del sitio activo 
tornándolo funcional o no funcional
FOSFATOS DE ALTA ENERGÍA
GLUCOLISIS
PRODUCTO FINAL: PIRUVATO
El piruvato puede aceptar los hidrógenos del NADH 
para formar ácido láctico
CICLO DE KREBS
O2 insuficiente
O2 suficiente
METABOLISMO CELULAR – INTEGRACIÓN METABÓLICA
CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES
El O2 es el último aceptor de e- de la respiración celular
Se forma agua!
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