Elementos químicos y moléculas.

Los átomos están compuestos por protones, neutrones y electrones. Un protón tiene una masa atómica de aproximadamente 1 unidad de masa atómica (u.m.a.) y una carga eléctrica de 1. Un neutrón tiene una masa de aproximadamente 1 u.m.a. y no tiene carga eléctrica. Un electrón tiene una masa insignificante comparada con protones y neutrones y una carga de -1.

Los elementos se distinguen unos de otros por el número atómico que es el número de protones en el núcleo de un átomo. La masa de un átomo se corresponde con el número de protones y neutrones de su núcleo.

Los átomos de un elemento con diferente número de neutrones se denominan isótopos. Los electrones están dispuestos en niveles de energía, y giran sobre un núcleo. Los electrones son importantes para formar los enlaces, la captura o trasferencia de energía y la formación de radicales libres.

Dos o más átomos unidos forman una molécula. Las moléculas que incluyen átomos de más de un elemento se llaman compuestos.

Los enlaces covalentes son enlaces fuertes formados cuando dos átomos comparten uno o mas pares de electrones. Las moléculas cuyos átomos comparten electrones de manera no uniforme se llaman polares. Si los átomos de una molécula comparten electrones de manera uniforme se llama molécula no polar.

Un átomo que gana o pierde electrones adquiere carga eléctrica y se denomina ión.

Los enlaces iónicos son enlaces fuertes formados cunado iones de carga opuesta se atraen mutuamente.

Los puentes de hidrógeno son enlaces débiles formados cunado los átomos de hidrógeno de moléculas polares son atraídos por átomos de oxígeno, nitrógeno o flúor.

 

Moléculas inorgánicas

Las moléculas que se disuelven en líquidos se denominan solutos, el líquido en el cual se disuelven se denomina solvente.

La concentración de una solución es la cantidad de soluto por unidad de volumen de disolución. Una solución 1M tiene un mol de soluto por cada litro de disolución. La masa en gramos de 1 mol de cualquier elemento o compuesto se conoce como masa molecular en gramos de un elemento o compuesto.

La concentración de la mayoría de las soluciones biológicas se expresa en milimoles/L de solución o mM.

El pH de una solución es una medida de su concentración de ión hidrógeno. Los ácidos son moléculas que aportan H+ a una solución. Las bases son moléculas que eliminan H+ de una solución. A mayor acidez de una solución menor es el pH.

Los amortiguadores del pH son soluciones combinaciones de sustancias que moderan los cambios de pH en una solución.

 

Moléculas orgánicas

Los cuatro grupos principales de biomoléculas son los hidratos de carbono, los lípidos, las proteínas, los nucleótidos. Todos ellos contienen carbono, hidrógeno y oxígeno.

Los hidratos de carbono tienen la fórmula general (CH₂O)_n, y se presentan como monosacáridos, disacáridos y polisacáridos. Los polímeros de glucosa almacenan energía y funcionan como componentes estructurales de las células.

Los lípidos contienen átomos de carbono, hidrógeno y algunos de oxígeno. La mayoría son no polares. Los ácidos grasos son cadenas largas de átomos de carbono unidas a hidrógenos. Los triglicéridos están compuestos por glicerol y tres ácidos grasos.

Las proteínas son biomoléculas más versátiles debido a que están constituidas por 20 tipos de aminoácidos diferentes.

La estructura primaria de una proteína es la secuencia de aminoácidos. La estructura secundaria es su disposición especial en hélices u hojas. La estructura terciaria es la forma tridimensional de las cadenas de aminoácidos plegadas. La estructura cuaternaria es la disposición de múltiples cadenas de aminoácidos en una única proteína.

Las proteínas globulares son solubles en agua. Actúan como transportadoras, mensajeras, moléculas de defensa y enzimas. Las proteínas fibrosas no son fácilmente solubles en agua y funcionan como componentes estructurales de las células y tejidos.

Las proteínas, los lípidos y los hidratos de carbono se combinan para formar glicoproteínas, glucolípidos o lipoproteínas.

Los nucleótidos son importantes para la transmisión y el almacenamiento de la información genética y para la transferencia de energía.

Un nucleótido está compuesto por uno o más grupo fosfato, un azúcar y una base nitrogenada (purina o pirimidina). Los nucleótidos pequeños incluyen el ATP, el ADP, y el AMPc. Los polímeros de nucleótidos son los ácidos nucleicos ADN y ARN.