Los aminoácidos son los componentes estructurales unitarios que se combinan para formar las proteínas. Las proteínas son esenciales para el funcionamiento de todas las células y los tejidos, con funciones estructurales o diferentes funciones biológicas (enzimáticas, hormonales, transporte, etc.).Lehninger, Albert (1993). Aunque existen más de 100 aminoácidos, los de interés biológico son 20, que además son los más abundantes en la naturaleza. Están codificados en los ácidos nucleicos por tres nucleótidos, lo que se denomina código genético. Son moléculas anfóteras, y por lo tanto solubles en agua. En lo referente a su fisiología, existen aminoácidos esenciales (deben ingerirse en la dieta porque no pueden sintetizarse), no esenciales (pueden sintetizarse por el organismo) y condicionales (esenciales en determinadas situaciones).
Los aminoácidos se clasifican según la estructura de la R en:
Alifáticos, cuando las R son hidrocarburos lineales: glicina, alanina, valina, leucina,isoleucina.
Aromáticos, cuando las R contienen anillos aromáticos: fenilalanina, tirosina y triptófano.
Azufrados, cuando las R contienen grupos azufrados: cisteína y metionina
Hidroxilados, en los que la R contiene un grupo alcohol: serina y treonina
Aminas secundarias, en los que el N del grupo amino y el c forman un anillo: prolina.
5.2. Grupo R Alifáticos
Uno de los grupos de aminoácidos tiene cadenas laterales no polares. Este grupo incluye la glicina, la alanina, la valina, la leucina, la isoleucina, la prolina, la fenilalanina, el triptófano y la metionina. En varios miembros de este grupo es decir la alanina, la valina, la leucina y la isoleucina la cada cadena lateral es un hidrocarburo alifático. Segun, Lehninger, Albert (1993). En química orgánica, el término alifático se refiere a la ausencia de un anillo bencénico o alguna estructura similar. La prolina tiene una estructura alifática cíclica y el nitrógeno está unido a dos átomos de carbono. En la terminología de química orgánica, el grupo amino de la prolina es una amina secundaria y por ello, la prolina con frecuencia es llamada un aminoácido. Contrariamente, los grupos amino de todos los demás aminoácidos comunes son aminas primarias.
En la serina y la treonina, el grupo polar es un hidroxilo (—OH) unido a grupos de hidrocarburos alifáticos
Enlace donde se encuentra un video explicando los tipos de aminoácidos alifáticos.
Lehninger, Albert (1993). Principios de Bioquímica, 2ª Ed. . Digno de los editores PDF. Extraido de https://scholar.google.es/schhp?hl=es revisado en septiembre de 2020.
Se considera que es el compañero de los núcleos al cual se refiere una zona de una molécula con elevación de densidad electrónica que tiene similitud a una base de una especie que reacciona cediendo un par de electrones libres a otra especie, combinándolos y enlazándose covalentemente con ella. El concepto cinético se le conoce como base de (Lewis, 1929), que lo define como termodinámico ya que puede ser una anión o una molécula neutra con un par de electrones libres. Existe una fuerza llamada nucleofilia la cual se mide comparando constantes de velocidad. Y para ello influyen la carga, la basicidad, la polarizabilidad e impedimentos estericos del nucleófilo y la naturaleza del disolvente, y disminuye por impedimento estérico y con la mayor solvatación el cual es un disolvente polar aprótico.
Figura 5. Efecto nucleófilo. Imagen extraída de: 1https://slideplayer.es/slide/3422794/.
Normalmente una base de Lewis, se puede distinguir como una molécula o un ión que dona un par de electrones para formar un nuevo enlace covalente, pero para poder diferenciarles tiene que contener factores como la carga, la electronegatividad, el impedimento estérico y el disolvente estos juegan un papel sumamente importante en su fuerza porque se refiere a las donaciones de pares solitarios a todos los átomos que se encuentren.
Es compañero de especie de los electrones, que ávida en las zonas moleculares con exceso de electrones, con densidad de carga negativa. Lógicamente un electrófilo poseerá un defecto de densidad electrónica ya que es un reactivo que es atraído hacia zonas abundantes en electrones que participación en las reacciones químicas validando un par de electrones y formando un enlace con un nucleófilo y es porque los electrófilos acceden electrones y estos son ácidos con base Lewis y casi todos están cargados positivamente, por lo cual un átomo lleva carga positiva parcial y o obtenga un octeto de electrones, su función atacan la zona de mayor densidad electrónica del nucleófilo y son encontrados frecuentemente en los procesos de síntesis orgánica suelen ser cationes, moléculas neutras polarizadas, agentes oxidante, especies químicas que no satisfacen la regla del octeto y algunos ácidos de Lewis. Podemos mencionar que las reacciones que involucran electrófilos fuertes son los carbocationes, átomos de oxígeno protonados, átomos de nitrógeno protonados y ácidos fuertes pueden involucrarse los cuales reaccionan con nucleófilos débiles que se encuentran con frecuencia en las cadenas carbonadas que tienen sustituyentes de mayor polaridad que el átomo de hidrógeno lo cual ocasiona una ligera densidad positiva sobre el carbono el cual se encuentra unido directamente. reaccionando con nucleófilos fuertes tales como son los iones alcóxido.
Figura 7. estructura de un electrófilo. imagen extraída de:Ilustración3https://www.google.com/search?q=ELECTR%C3%93FILO&tbm=isch&ved=2ahUKEwiyy7OW2PjrAhUJGlkKHdbvBmwQ2cCegQIABAA&oq=ELECTR%C3%93FILO&gs_lcp=CgNpbWcQAzIECCMQJzICCAAyAggAMgIIADIGCAAQBxAeMgYIABAHEB4yBggAEAcQHjIGCAAQBxAeMgQIABAYMgQIABAYUKUjWKUjYN4naABwAHgAgAGFAog
Video explicativo.
BIBLIOGRAFÍA.
Algunas consideraciones lógicas sobre lo mental”, BIOQUÍMICA , 38: 225–33. Reimpreso en Lewis (1970), págs. 294-302.
Es el elemento fundamental en los organismos vivos es el hidrogeno ya que dos propiedades especificas del hidrógeno depende la supervivencia existencial de la vida y se da por la cercanía de las electronegatividades del carbono y el hidrógeno y su capacidad para formar puentes cuando esta unido de forma covalente con Nitrógeno y Oxigeno, también se define como la electrostática con atracción entre un átomo electromagnético y un átomo de hidrógeno unido covalentemente a otro no electronegativo ya que son macromoléculas que se encuentran entre las fuerzas no covalentes mayores en los sistemas biológicos. Los enlaces de Hidrógeno permiten la comunicación de distintas moléculas (intermoleculares), pero también pueden conectar diferentes zonas de una misma molécula (intermoleculares). Además, pueden establecerse entre moléculas orgánicas e inorgánicas. Esta fuerza es, por ejemplo, la responsable de mantener la estructura del ADN o de las proteínas y supone uno de los pilares de la naturaleza de los seres vivo según (Monografias.com., 2012) dice que este tipo de atracción tiene solamente una tercera parte de la fuerza de los enlaces covalentes, pero tiene importantes efectos sobre las propiedades de las sustancias en que se presentan, especialmente en cuanto a puntos de fusión y ebullición en estructuras de cristal.
La deficiencia parcial en electrones hace que los átomos de hidrogeno sean susceptibles a la atracción por los electrones no compartidos en los átomos de oxigeno, nitrógeno o flour.
A continuación se detallan algunos valores de la fuerza de puentes de hidrógeno:
·F—H...F (155 kJ/mol)
·O—H...N (29 kJ/mol)
·O—H...O (21 kJ/mol)
·N—H...N (13 kJ/mol)
·N—H...O (8 kJ/mol)
·HO—H...:OH3+ (18 kJ/mol)
Un caso especial de la interacción dipolo dipolo es el hidrogeno que relativamente es débil entre -20 y -30 kJ mol -1 porque la fuerza de enlace aumenta al aumentar la electronegatividad y disminuye con el tamaño de los átomos participantes.La energía del enlace de hidrógeno depende del ángulo de enlace que es máxima cuando los tres átomos están alineados y se disminuye cuando se disponen en ángulo.
3.2. Puente de hidrógeno intermolecular
(Felix H. Beijer, 1998)” nos relata que “ la fuerza del puente de hidrógeno o enlace de Hidrógeno es la fuerza eminentemente electrostática atractiva entre un átomo electronegatividad y un átomo de hidrogeno unido covalente a otro átomo electronegativo”. Es la interacción más fuerte que una dipolo-dipolo en la que no hay puente de hidrogeno y se da en Temperaturas elevadas de Ebullición de los líquidos cuyas moléculas forman puentes. La estructura del agua favorece las interacciones para formar puentes de Hidrogeno, el arreglo siempre es perpendicular entre las moléculas participantes, además, es favorecido por que cada protón unido a un oxigeno muy electronegativo encuentra un electrón no compartido con el que interactúa uno a uno. De lo anterior se concluye que cada átomo de oxigeno en el agua puede formar, mediante su par libre de electrones, dos puentes de hidrógeno, y además, los dos átomos de hidrógeno de la molécula forman dos puentes más. Esta característica es la que hace al agua un líquido muy especial, sus puntos de ebullición, fusión y la viscosidad de la misma son sorprendentemente altos.
Figura 2. enlaces hidrógeno intermoleculares en H2O Y en Cido P- hidroxi benzonico.
3.3.Puente de hidrógeno intramoleculares.
Se considera cuando esta dentro de la misma molécula uniendo a los grupo considerando que estas macromoléculas en el enlace de hidrógeno de la misma molécula ocasiona que se doble en una forma específica, que ayuda a determinar el rol fisiológico o bioquímico de la molécula. Este puente de hidrógeno en realidad no es un enlace propiamente dicho, sino que es la atracción experimentada por un átomo electronegativo y un átomo de hidrógeno que están formando parte de distintos enlaces covalentes polares y su función será que el átomo con mayor electronegatividad atraerá hacia si los electrones del enlace, formándose un dipolo negativo, mientras que el átomo de hidrógeno, al ceder parcialmente sus electrones, genera un dipolo de carga positiva en su entorno.
Los puentes de hidrógeno son los responsables de la mayoría de de fenómenos importantes como, por ejemplo, la existencia de agua líquida en la superficie de la Tierra. El siguiente gráfico muestra los anómalos puntos de ebullición de NH3, HF y H2O. El agua, si siguiera la tendencia de los hidruros de los elementos de su grupo del sistema periódico, debería hervir a una temperatura próxima a -100 ºC. Teniendo en cuenta que la temperatura media en la Tierra es de 15 ºC, es evidente que, si así fuera, el agua sería un gas y no un líquido en la superficie de nuestro plantea. Por suerte, los puentes de hidrógeno unen fuertemente las moléculas de agua y elevan su temperatura de ebullición hasta 100 ºC, consiguiendo que sea líquida en las condiciones habituales de la Tierra.
BIBLIOGRAFÍA
Anshu Dandia, Shyam L.Gupta, Ruchi Sharma, Pratibha Saini, Vijay Parewa, Síntesis orgánica sin catalizador asistida por microondas, Proceso verde sostenible para ingeniería y ciencia química y ambiental, 10.1016 / B978-0-12-819848-3.00013-X , (539-622), (2020).
Felix H. Beijer, Huub Kooijman, Anthony L. Spek, Rint P. Sijbesma y EW Meijer en Angewandte Chemie International Edition, año 1998, volumen 37, páginas 75-78. Muestra dos moléculas.
Monografias.com., 2012.La noción de puente de hidrógeno se emplea en el ámbito de la Quimica.
Son los encargados de constituir en el material genético de los organismos los cuales son utilizados para el almacenamiento y para la expresión de la información genética según (Lawrence C. Brody, 2012)son un tipo importante de macromoléculas presentes en todas las células y virus entre sus función esta el ácido desoxirribonucleico (ADN) que codifica la información que la célula necesita para fabricar proteínas. Un tipo de ácido nucleico relacionado con él, llamado ácido ribonucleico (ARN), presenta diversas formas moleculares y participa en la síntesis de las proteínas.
Existen dos tipos de ácidos nucleicos química y estructuralmente distintos: el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN); ambos se encuentran en todas las células procariotas, eucariotas y virus. El ADN funciona como el almacén de la información genética y se localiza en los cromosomas del núcleo, las mitocondrias y los cloroplastos de las células eucariotas. En las células procariotas el ADN se encuentra en su único cromosoma y, de manera extracromosómica, en forma de plásmidos. El ARN interviene en la transferencia de la información contenida en el ADN hacia los compartimientos celulares. Se encuentra en el núcleo, el citoplasma, la matriz mitocondrial y el estroma de cloroplastos de células eucariotas y en el citosol de células procariotas.
2.3. Función
Las funciones de los ácidos nucleicos son de almacenamiento, expresión y replicación de la información biológica. En términos generales, todas las moléculas de ADN tienen una configuración similar. Sin embargo, el ADN de una determinada especie de organismos tiene una secuencia de bases propia: su estructura primaria está agrupada en unidades funcionales llamadas genes. La información que contiene esta secuencia desempeña diversas funciones. Los genes estructurales codifican para enzimás, proteínas estructurales y proteínas reguladoras.
2.4. NUCLEÓTIDOS.
Un nucleótido es la pieza básica de los ácidos nucleicos. El ARN y el ADN son polímeros formados por largas cadenas de nucleótidos. Un nucleótido está formado por una molécula de azúcar (ribosa en el ARN o desoxirribosa en el ADN) unido a un grupo fosfato y una base nitrogenada. Las bases utilizadas en el ADN son la adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T). En el ARN, la base uracilo (U) ocupa el lugar de la timina
Los nucleótidos son las unidades y productos químicos que se unen para formar los ácidos nucleicos, principalmente ARN y ADN. Ambos son largas cadenas de nucleótidos repetidos. Hay una A, C, G y T en el ADN, y en el ARN hay los mismos tres nucleótidos que en el ADN, pero la T se sustituye por un uracilo (U). Los nucleótidos son el componente estructural básico de estas moléculas, que esencialmente son ensamblados de uno en uno por la célula y después se encajan juntos en el proceso de la replicación, en el caso del ADN, o en el que llamamos proceso de transcripción o de producción del ARN. (Lawrence C. Brody, Ph.D).
ilustración 2. formaciones de las bases nucleotídicas.
La estructura del nucleótido adenosin trifosfato (ATP). El ATP está compuesto por una parte de adenina unida a la ribosa mediante un enlace glucosídico. Existen tres grupos fosforilo (designados como a, b y g) esterificados al grupo hidroxilo del C-5 de la ribosa.(Lawrence C. Brody, Ph.D). La unión entre ribosa y el grupo a-fosforilo es un enlace fosfoéster debido a que incluye un átomo de carbono y uno de fósforo, mientras que los grupos fosforilo b y g en el ATP están conectados por enlaces fosfoanhídrido que no incluyen átomos de carbono. Todos los fosfoanhídridos poseen considerable energía química potencial y el ATP no es la excepción. Es el transportador central de la energía en las células vivientes. La energía potencial asociada con los enlaces entre los grupos fosforilo del ATP se puede utilizar directamente en reacciones bioquímicas o acoplarse a una reacción de una forma menos evidente. En las reacciones de condensación, por ejemplo, la transferencia de uno de los grupos fosforilos del ATP da como resultado la formación de un intermediario activado, que entonces participa en la reacción sintética.
Video. donde se explican las principales características de ATP.
plantear preguntas preocupantes para las pruebas genómicas. Genética en Medicina
16 (11): 799–803
Lawrence C. Brody, 2012. la ciencia del genoma a los estudios avanzados de salud y enfermedad.El Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI).
Los compuestos orgánicos son todos
aquellos compuestos químicos los cuales su estructura está formada a base de
carbonos enlazados entre sí. La principal característica de estos compuestos es
que son combustibles. La mayoría de los compuestos orgánicos se producen de
forma artificial mediante síntesis química aunque algunos todavía se
extraen de fuentes naturales.
1.2. Tipos de enlace.
La Química del
carbono es la parte que estudia sustancias compuestas casi en su totalidad de
carbono e hidrógeno, y que a veces contienen pequeñas cantidades de otros
elementos, como oxígeno, nitrógeno, azufre o halógenos.
1.3. Enlace iónico o electrovalente.
Existe entre
dos átomos cuando uno de ellos (X) pierde un electrón quedando cargado
positivamente (X+), y el otro (Y) gana un electrón resultando ser cargado
negativamente (Y-); éstos átomos se atraen por fuerzas electrostáticas y forman
compuestos iónicos (X+;Y-).
Esto es debido
a las atracciones electrostáticas entre partículas químicas iónicas:
Se producen
cuando dos átomos enlazados comparten 1, 2 y hasta 3 pares de electrones de
enlace. Es producto del comportamiento de uno o más electrones entre dos
átomos, debido a la poca diferencia de su electronegatividad, por lo que forma
que cada uno alcance su configuración electrónica. En el enlace covalente, uno
o más pares de electrones son compartidos entre dos átomos, siendo que el
enlace es el producto de las fuerzas de atracción de los respectivos núcleos
sobre los pares de electrones compartidos. Los compuestos que los tienen se
llaman compuestos covalentes.
El carbono
tiene un número atómico de seis, lo que significa que tiene seis protones en el
núcleo y seis electrones en la corteza, que se distribuyen en dos electrones en
la primera capa y cuatro en la segunda. Por tanto, el átomo de carbono puede
formar cuatro enlaces covalentes para completar los ocho electrones de su capa
más externa. Estos enlaces pueden ser de tres tipos: enlace simple, enlace
doble y enlace triple.
Enlace simple.
Es la manera
más sencilla en la que el carbono comparte sus cuatro electrones.
Enlace doble.
El carbono no
tiene por qué formar los cuatro enlaces con cuatro átomos distintos. Este caso,
el enlace doble y los dos simples apuntan a los vértices de un triángulo casi
equilátero. Se dice que el carbono actúa de forma trigonal.
Enlace triple.
Por último,
puede el carbono formar tres enlaces con un mismo átomo, y el cuarto con un
átomo distinto.
Enlace covalente coordinado.
Es la
unión de especies que se forman cuando un par de electrones del átomo de una
especie se une con el orbital incompleto del otro átomo de la otra especie.
Enlace metálico.
La unión es completa;
la situación electrónica en los metales es imaginar al cristal como una serie
de iones iguales sumergidos en un mar de electrones; siendo la causa para la
cohesión de los metales.
Figura 1. enlaces comunes en bioquímica.
La R representa un grupo alquilo
1CH3¬1CH22n¬2. extraida de texto principios de la Bioquimica p. 5 cap 2. pdf.
1.3.
Similitudes.
las similitudes que presentan los compuestos orgánicos, en su
estructura por lógica es el carbono, como el principal enlace entre las
moléculas. de la misma manera presentan puentes de hidrogeno. siendo estos la
mayoría con enlaces de iones amonio.
1.4. Diferencias.
Las diferencias que se manifiestan en los
compuestos orgánicos se manifiestan entere grupos funcional como el ejemplo
del éster, es un compuesto orgánico formado por la reacción de un
oxoácido con un compuesto hidroxilado. (Granero c, 2017) por lo contrario en un éter , es un
compuesto orgánico que tiene un átomo de oxígeno unido a dos grupos alquilo o
arilo. La diferencia clave entre éster y éter es que el grupo funcional de
éster es COO, mientras que el grupo funcional de éter es –O-. La fórmula
química general del éster y el éter son RC (= O) OR 'y R-O-R', respectivamente.
Además, otra diferencia significativa entre el éster y el éter es que el éster
tiene un grupo carbonilo en su grupo funcional donde el éter no. de la misma
manera se manifiesta la diferencias de la ilustración, donde se puede observar
el amida que presenta un enlace de nitrógeno siendo el único compuesto con este
enlace presente en la ilustración.(Granero c, 2017)
