miércoles, 1 de octubre de 2014

BIOQUIMICA

¿QUE ES LA BIOQUIMICA?


el concepto de bioquímica se emplea en español para identificar a la ciencia que se encarga de estudiar desde una perspectiva química la estructura y las funciones de los seres vivos. También se conoce como bioquímico o bioquímica al especialista en esta materia y a todo lo que está asociado o hace referencia a los fenómenos que estudia.

La definición más acertada es la que expresa que es una rama de la ciencia (fusiona química y biología) encargada de el estudio de las sustancias que se encuentran presentes en los organismos vivos y de las reacciones químicas fundamentales para los procesos vitales.


Las proteínas, los lípidos, los carbohidratos y los ácidos son algunos de los componentes que se analizan desde la bioquímica, disciplina para la cual todo ser viviente posee carbono. Por lo general, se suele indicar que la bioquímica hace foco en el estudio de las bases de la vida, ya que su objeto de estudio son las moléculas que forman parte tanto de células como de tejidos propios de los seres vivos.


( Lee todo en: Definición de bioquímica - Qué es, Significado y Concepto http://definicion.de/bioquimica/#ixzz3EwvfdfBg )


  




La bioquímica es básica para la formación de organismos y alimentos transgénicos, la biorremediación o la terapia génica, y se constituye como faro y esperanza de los grandes retos que plantea el siglo XXI. No cabe duda de que los cambios que traerá, beneficiarán enormemente a la humanidad, pero el hecho intrínseco de ser un conocimiento tan poderoso lo puede hacer peligroso, en este sentido es importante áreas como la bioética que regulan la moralidad y guían el conocimiento biológico hacia el beneficio humano sin transgresiones morales.
El conocimiento bioquímico tiene grandes objetivos como progresar en la terapia génica, por ejemplo contra el cáncer o el VIH, desarrollar alimentos transgénicos más eficientes, resistentes, seguros y saludables, aplicar los conocimientos bioquímicos a la lucha contra el cambio climático y la extinción de especies, generar nuevos fármacos más eficientes, investigar y buscar dianas de las enfermedades, conocer los patrones de expresión génica, generar nuevos materiales, mejorar la eficiencia de la producción industrial…
El proposito fundamental de la investigación bioquímica clásica se centra en las propiedades de las proteínas, muchas de las cuales son enzimas. Sin embargo, existen otras disciplinas que se centran en las propiedades biológicas de carbohidratos(Glucobiología)y lípidos (Lipobiología)

Constituye un pilar fundamental de la biotecnología, y se ha consolidado como una disciplina esencial para abordar los grandes problemas y enfermedades actuales y del futuro, tales como el cambio climático, la escasez de recursos agroalimentarios ante el aumento de población mundial, el agotamiento de las reservas de combustibles fósiles, la aparición de nuevas formas de alergias, el aumento del cáncer, lasenfermedades genéticas, la obesidad, etc.


Los Biocompuestos
Los organismos vivos y particularmente el hombre están formados por infinidad de compuestos diferentes que cumplen funciones especificas de importancia en las reacciones que mantienen el funcionamiento de los diversos sistemas vitales. A estos compuestos, se los denomina biomoléculas, por su trascendencia en el mantenimiento de la vida.

Los biocompuestos (biomoleculas) Permiten la formación de enlaces covalentes entre ellos, compartiendo electrones, debido a su pequeña diferencia de electronegatividad. Estos enlaces son muy estables, la fuerza deenlace es directamente proporcional a las masas de los átomos unidos. 
Permiten a los átomos de carbono la posibilidad de formar esqueletos tridimensionales –C-C-C- para formar compuestos con númerovariable de carbonos. 
Permiten la formación de enlaces múltiples (dobles y triples) entre C y C, C y O, C y N, así como estructuras lineales ramificadas cíclicas, heterocíclicas, etc. 
Permiten laposibilidad de que con pocos elementos se den una enorme variedad de grupos funcionales (alcoholes, aldehídos, cetonas), ácidos, aminas, etc.) con propiedades químicas y físicas diferentes.
Se clasifican en hidratos de carbono, monosacaridos, lípidos, proteínas y ácidos nucléicos.



 EN EL SIGUIENTE VIDEO PODRAS APRENDER MAS SOBRE LA BIOQUIMICA Y LAS BIOMOLECULAS! :


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TIPOS DE BIOMOLECULAS:

CARBOHIDRATOS

Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos son biomoléculas compuestas por carbonohidrógeno y oxígeno, cuyas principales funciones en los seres vivos son el prestar energía inmediata y estructural. La glucosa y el glucógeno son las formas biológicas primarias de almacenamiento y consumo deenergía; la celulosa cumple con una función estructural al formar parte de la pared de las células vegetales, mientras que la quitina es el principal constituyente del exoesqueleto de los artrópodos.
El término "hidrato de carbono" o "carbohidrato" es poco apropiado, ya que estas moléculas no son átomos de carbono hidratados, es decir, enlazados a moléculas de agua, sino que constan de átomos de carbono unidos a otros grupos funcionales como carbonilo e hidroxilo.
Se dividen en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.
  



PROTEINAS:

Las proteínas son moléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos.
Por sus propiedades físico-químicas, las proteínas se pueden clasificar en proteínas simples (holoproteidos), formadas solo por aminoácidoso sus derivados; proteínas conjugadas (heteroproteidos), formadas por aminoácidos acompañados de sustancias diversas, y proteínas derivadas, sustancias formadas por desnaturalización y desdoblamiento de las anteriores. Las proteínas son necesarias para la vida, sobre todo por su función plástica (constituyen el 80 % del protoplasma deshidratado de toda célula), pero también por sus funcionesbiorreguladoras (forman parte de las enzimas) y de defensa (los anticuerpos son proteínas).
Las proteínas desempeñan un papel fundamental para la vida y son las biomoléculas más versátiles y diversas.

                                                     


LIPIDOS:

Son un grupo diverso de moléculas, que contienen regiones formadas casi exclusivamente por hidrógeno y carbono. Algunos almacenan energía, son hidro solubles, se encuentran en el aceite de maíz, aceite de oliva, mantequilla, cera de abeja, se dividen en:

Ácidos Grasos: Son compuestos que pueden encontrarse en estado solido ( saturada) mantequilla,  y liquido(instaurada) aceite.

Fosfolípidos: Formados por un lipido mas un fosfato, ubicados en la membrana plasmática de la célula, es un compuesto cuaternario.


Esteroides: es un compuesto cuya formula global es 6665, tiene núcleos fusionados en forma de  anillos, se clasifica en colesterol que puede ser HDL (bueno) y LDL (malo), ácidos biliares y vitamina D.

  



COLESTEROL:

El colesterol es un esterol (lipido) que se encuentra en los tejidos corporales y en el plasma sanguíneo de los vertebrados. Se presenta en altas concentraciones en el hígadomédula espinalpáncreas y cerebro. Pese a tener consecuencias perjudiciales en altas concentraciones, es esencial para crear la membrana plasmática que regula la entrada y salida de sustancias que atraviesan la célula. 
La fórmula química del colesterol se representa de dos formas: C27H46O / C27H22OH.






 (o esterano), constituida por cuatro carboxilos condensados o fundidos, denominados A, B, C y D, que presentan varias sustituciones:
Dos radicales metilo en las posiciones C-10 y C-13.
Una cadena alifática ramificada de 8 carbonos en la posición C-17.
Un grupo hidroxilo en la posición C-3.
Una insaturación entre los carbonos C-5 y C-6.





VIDEO SOBRE EL COLESTEROL:









jueves, 18 de septiembre de 2014

REACCIONES DE DERIVADOS DE ACIDOS CARBOXILICOS



HALUROS DE ACIDO

*HIDROLISIS
Los cloruros de acido mas pequeños de la serie alinfaica, reaccionan violentamente con el agua, para formar el acido libre. Son lacrimogenos e irritan ojos y garganta.

*ALCOHOLISIS

Cuando se hace reaccionar un haluro de acido con alcohol se forma un ester + acido




*AMONOLISIS

Cuando hacemos reaccionar un haluro de acido con amoniaco, se produce una amida.


ANHIDRIDOS

*HIDROLISIS

Cuando tratamos un anhidrido con agua, se produce una eaccion de hidrolisis, la cual es demasiado lenta, y requiere hervir a 100 grados Celsius el anhidrido, finalmente se forman 2 moleculas de acido.

O


*ALCOHOLISIS

Cuando se combina un anhidrido con n alcohol, se forman un ester + un acido carboxilico


AMONOLISIS

Cuando se hace reaccionar un anhidrido se produce una amida  y una sal de amonio.

 ESTERES

*HIDROLISIS

Cuando se hace reaccionar esteres con agua se obtiene el proceso inverso a la esterificacion, es decir, se forma n acido + alcohol.


*AMONOLISIS

Cuando hacemos reaccionar un ester mas amoniaco, se produce una amida+ un acohol


*REDUCCION

Cuando combinamos un ester con hidrogeno gaseoso, en presencia de un catalizador como el niquel, se forman dos moleculas de alcohol






martes, 16 de septiembre de 2014

PREPARACION DE ACIDOS CARBOXILICOS

Los ácidos carboxílicos se preparan en el laboratorio a partir de los siguientes procesos:

1) OXIDACION DE ALCOHOLES Y ALDEHIDOS.


2) CARBONATACION DEL REACTIVO DE GRINGARD

Cuando se hace reaccionar un reactivo de gringard con gas carbónico se produce inicialmente una sal de magnesio, lla cual finalmente por hidrólisis produce el ácido carboxílico respectivo.


3)HIDROLISIS DE NITRILOS

Cuando calentamos un nitrilo en medio acido o basico mediante hidrolisis, se forman acidos carboxilicos 


4) RUPTURA OXIDATIVA DE UN ALQUENO 

La reaccion de un alqueno con agentes oxidantes fuertes, como el permanganato de potasio y calor en condiciones energeticas produce una ruptura considerable del alqueno, formando dos moleculas de acido.

FORMULA GENERAL


EJEMPLO

5) OXIDACION DE ALQUILBENCENO

Los compuestos aomaticos que poseen radicales alquilicos como : el metil, etio, propio e  isopropil, se pueden oxidar facilmente a acido benzoico.


6) HIDROLISIS DE SALES DE DIAZONIO

Cuando una sal de diazonio se trata con cianuro de cobre, se obtiene inicialmente nitrilos aromaticos, los cuales por hidrolisis se obtienen finalmente acidos carboxilicos.














 

REACCIONES DE ACIDOS CARBOXILICOS

1) ACIDEZ

En esta reacción se aplica la teoría de Bronsted-lowi la cual dice que los ácidos son sustancias capaces de donar un protón a una base en una reacción ácido-base.


2) FORMACION DE SALES

En esta reacción se pueden formar sales orgánicas e inorgánicas.

¿PARA QUE SIRVE EL BENZOATO DE SODIO?

El benzoato de sodio es la sal del sodio del acido bezoico. Es utilizada principalmente como conservante de alimentos, protegiendo los alimentos de hongos y bacterias que causen la descomposicion del alimento y, potencialmente, causen emfermedades.

3) ESTERIFICACION

Éste proceso consiste en sintetizar un ester. Los ésteres son compuestos derivados formalmente de la reacción química entre una acido carboxílico y un alcohol.


4) FORMACION DE HALUROS DE ACIDO

Los ácidos carboxílico reaccionan con haluros de fósforo y cloruro de tionilo para formar haluros de acido y compuestos orgánicos secundarios.



5) FORMACION DE AMIDAS

Los ácidos carboxílicos al reaccionar con amoniaco produce sales de amonio las cuales finalmente por deshidratación se transforman en amidas.


6) REACCION DE SUSTITUCION AROMATICA

Los ácidos carboxílico aromáticos presentan sustitución aromática en la posición meta.



7) REACCION DE HALOGENACION DEL CARBONO ALFA

Los ácidos reaccionan con hidrógeno en presencia de fósforo ,produciendo la sustitución de hidrógeno alfa por un átomo de halógeno.







METODOS DE OBTENCION DE ALDEHIDOS Y CETONAS

1) OXIDACION DE ALCOHOLES

Los alcoholes primarios pueden ser oxidados a aldehidos o ácidos carboxílicos mientras que la oxidación de alcoholes secundarios normalmente termina formando cetonas, los alcoholes terciarios son resistentes a la oxidación.

Es posible interrumpir la oxidación de un alcohol primario en el nivel de aldehído mediante la realización de la reacción en ausencia de agua de modo que no se puedan formar hidratos de cetonas.



2) HIDRATACION DE ALQUINOS

Cuando se hidrata un alquino de dos carbonos ,se obtiene siempre un aldehído, los demás alquinos, producen cetonas.




3) REDUCCION DE HALUROS DE ACILO


Los haluros de acilo se reducen a aldehidos. El reductor modificado a temperatura baja y usando un sólo equivalente no reduce aldehidos.



REACCIONES DE COMPUESTOS CARBONILADOS

Las reacciones quimicas de los aldehidos y de las cetonas dependen exclusivamente del deficit de electronesque se encuentra en el grupo carbonilo. Las reacciones tioicas se dan por el mecanismo de adicion nucleofilica. 


1) ADICION DE CIANURO DE HIDROGENO

Cuando se adiciona HCN a un compuesto carbonilado se obtienen cianohidrinas


2) ADICION DE ALCOHOLES

En esta reaccion se forman los hemiacetales, estos son muy inestables asique seles debe agregar una molecula de alcohol para estabilizarlas, sin embargo al estabilizarse se crean compuestos llamados acetables.


3) OXIDACION

Aldehido oxidandose con permanganato de potasio



4) REDUCCION 

En este ejemplo un aldehido en presencia de borohidruro de sodio forma un alcohol primario, luego se puede apreciar la formacion de un alcohol secundario debido a la reduccion de cetonas.


5) HALOGENACION DE CETONAS

Cuando a las cetonas se le adiciona halógenos estos se insertan en el carbono alfa el cual es el carbono adyacente al carbonilo.


6) ADICION DEL REACTIVO DE GRINGARD
 
Los voy reactivos de gringard son uno de los más importantes Importantes y versatiles en química orgánica debido a su rápida reacción de electrofilos como por ejemplo el grupo carbonilo.
 Son importantes para la formación de enlaces de carbono con : carbono, fósforo, estaño ,silicio, boro y entre otros enlaces.