“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN”

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

ESCUELA DE ING. FORESTAL Y MEDIO AMBIENTE

CURSO : BIOQUIMICA

TEMA : EL AGUA

PROFESOR : ZAMORA GUTIERREZ CARLOS

CICLO : III

ESTUDIANTE : CHERRES SEMINARIO ANTONI PATRIC

CAMPOS RIOS JHONTAN

TUMBES - PERÚ

2015

IntroducciónEste trabajo lo hemos hecho para aquellas personas interesadas en la bioquímica. En este caso les hablaremos sobre el Agua que aunque parezca un tema fácil, en términos de bioquímica se hace complejo por su profundidad. El agua es una biomolecula inorgánica. Se trata de la biomolécula más abundante en los seres vivos. Mas del 60% del peso corporal esta representado por agua. Formas de vidas acuáticas y terrestre presentan gran cantidad de agua en su composición por ejemplo en las medusas, puede alcanzar el 98% del volumen del animal y en la lechuga, el 97% del volumen de la planta. Estructuras como el líquido interno de animales o plantas, embriones o tejidos conjuntivos suelen contener gran cantidad de agua. Otras estructuras, como semillas, huesos, pelo, escamas o dientes poseen poca cantidad de agua en su composición.

Índice

- Representación de la molécula de agua

- Propiedades fisicoquímicas del agua liquida

- Importancia a nivel celular

- Funciones del agua

- Distribución del agua en el organismo

El aguaRepresentación de la Molécula de Agua

El agua es una molécula formada por dos átomos de hidrogeno y uno de oxígeno. La unión de esos elementos con diferente electronegatividad proporciona unas características poco frecuentes. La molécula de agua forma un Angulo de 104.5°.

La molécula de agua es neutra, pero aun siendo neutra forma un dipolo, aparece una zona con un diferencial de carga positivo en la región de los hidrógenos, y una zona con diferencial de carga negativo en la región del oxígeno. El dipolo facilita la unión entre moléculas, formando puentes de hidrogeno, que unen la parte electropositiva de una molécula con la electronegativa de otra.

Puente de hidrogeno

El enlace o puente de hidrogeno se forma fácilmente entre un átomo electronegativo (comúnmente O o N) y un átomo de hidrogeno unido covalentemente a otro átomo electronegativo. La unión es más estable cuando los tres elementos interesados en ella, es decir, los dos átomos electronegativos y el H intermedio, están colocados en la misma línea.

Se puede concebir a la molécula de agua como inscrita en un tetraedro, con el átomo de oxigeno

en el centro. Los enlaces O-H se dirigen hacia dos de los vértices del tetraedro y los electrones no compartidos que le restan al oxigeno, situados en orbitales híbridos sp3, están orientados hacia los otros dos vértices del tetraedro.

Debido a esta disposición tetraédrica, cada molécula de agua puede formar puentes de hidrogeno con otras cuatro.

Las moléculas que no están unidas por puentes de hidrogeno no pueden aproximarse a mas de 4.5

Propiedades físico-químicas del agua

a) Acción disolvente.

El agua es el líquido que más sustancias disuelve (disolvente universal), esta propiedad

se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias, ya que estas se disuelven cuando interaccionan con las moléculas polares del agua.

Moléculas Hidrófilas Iones (Electrolitos)

Se disuelven a través de esferas de solvatación

Moléculas polares Se disuelven por interacciones dipolo-dipolo y enlaces de hidrogeno

Moleculas hidrófobas (Apolares) No se disuelven en agua

Se agrupan entre ellas.El agua se organiza alrededor de ellas formando un “clatrato” (Efecto hidrofóbico)

b) Fuerza de cohesión entre sus moléculas.

Los puentes de hidrógeno mantienen a las moléculas fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible.

c) Elevada fuerza de adhesión.

De nuevo los puentes de hidrógeno del agua son los responsables, al establecerse entre estos y otras moléculas polares, y es responsable, junto con la cohesión de la capilaridad, al cual se debe, en parte, la ascensión de la sabia bruta desde las raíces hasta las hojas.

*El alto grado de cohesión molecular combinado con la adhesión a la superficie de otras estructuras (debida a su polaridad), permite que el agua pueda ascender a lo largo de conductos estrechos. Esta propiedad denominada capilaridad resulta fundamental para el ascenso de la savia bruta por los tubos del xilema en los vegetales.

d) Gran calor específico.

El agua absorbe grandes cantidades de calor que utiliza en romper los puentes de hidrógeno. Su temperatura desciende más lentamente que la de otros líquidos a medida que va liberando energía al enfriarse. Esta propiedad permite al citoplasma acuoso servir de protección para las moléculas orgánicas en los cambios bruscos de temperatura.

e) Elevado calor de vaporización.

A 20ºC se precisan 540 calorías para evaporar un gramo de agua, lo que da idea de la energía necesaria para romper los puentes de hidrógeno establecidos entre las moléculas del agua líquida y, posteriormente, para dotar a estas moléculas de la energía cinética suficiente para abandonar la fase líquida y pasar al estado de vapor.

f) Elevada constante dieléctrica (K= 80 A 20°C)

Por tener moléculas dipolares, el agua es un gran medio disolvente de compuestos iónicos, como las sales minerales, y de compuestos covalentes polares como los glúcidos.

Las moléculas de agua, al ser polares, se disponen alrededor de los grupos polares del soluto, llegando a desdoblar los compuestos iónicos en aniones y cationes, que quedan así rodeados por moléculas de agua. Este fenómeno se llama solvatación iónica.

g) Bajo grado de ionización.

A mayor parte de las moléculas de agua no están disociadas. Sólo un reducido número de moléculas sufre disociación, generando iones positivos (H+) e iones negativos (OH-). En el agua pura, a 25ºC, sólo una molécula de cada 10.000.000 está disociada, por lo que la concentración de H+ es de 10-7. Por esto, el pH del agua pura es igual a 7.

Importancia a nivel celular

El agua interviene en casi todas las reacciones químicas de la célula. La Bioquímica estudia las propiedades y de las reacciones de los compuestos orgánicos presentes en el organismo

Medio acuoso (citosol) donde se realizará las reacciones metabólicos (ya sea glucólisis; transcripción y traducción; caso excepcional de replicación en procariotas, etc.); también podemos mencionar que presenta la propiedad de ser el disolvente universal

El catabolismo es el conjunto de procesos metabólicos que liberan energía. Estos incluyen degradación y oxidación de moléculas de alimento, así como reacciones que retienen la energía del Sol. El propósito de estas reacciones catabólicas es proveer energía, poder reductor y componentes necesitados por reacciones anabólicas. La naturaleza de estas reacciones catabólicas difiere de organismo en organismo.

El anabolismo es el conjunto de procesos metabólicos constructivos en donde la energía liberada por el catabolismo es utilizada para sintetizar moléculas complejas. En general, las moléculas complejas que dan lugar a estructuras celulares son construidas a partir de precursores simples. El anabolismo involucra tres facetas. Primero, la producción de precursores como aminoácidos, monosacáridos, isoprenoides y nucleótidos; segundo, su activación en reactivos usando energía del ATP; y tercero, el conjunto de estos precursores en moléculas más complejas como proteínas, polisacáridos, lípidos y ácidos nucleicos.

Funciones del agua

Función disolvente de sustancias:

El agua es el disolvente universal. Prácticamente todas las biomoléculas se encuentran en su seno formando dispersiones, sean disoluciones auténticas o dispersiones coloidales. Esta función deriva de su capacidad para unirse a moléculas de muy diferentes características (solvatación).

Función bioquímica:

El agua es el medio en el que transcurren las reacciones metabólicas. Pero además participa activamente en muchas reacciones, siendo reactivo o producto de las mismas. Por ejemplo, en las reacciones de hidrólisis enzimas llamadas hidrolasas rompen enlaces en presencia de agua e incorporando a ambos lados del enlace roto los iones hidrogeno e hidroxilo procedentes del agua. El agua se forma como producto en muchas reacciones del metabolismo como la respiración y tiene una importancia fundamental en la fotosíntesis, aportando del hidrógeno necesario para la reducción del CO2.

También participa en la digestión de los alimentos en los organismos superiores.

Función de transporte:

El papel del agua como vehículo de transporte es una consecuencia directa de su capacidad disolvente. Por esta función se incorporan los nutrientes y se eliminan los productos de desecho a través de las membranas celulares o se distribuyen en el organismo por medio de la sangre, la linfa o la savia.

Función estructural:

El agua participa a nivel molecular hidratando sustancias, macromoléculas, lo que les confiere estabilidad estructura.

A escala celular y orgánica el agua llena y da consistencia a las células y a muchos tejidos y órganos o incluso al cuerpo entero de muchos animales y plantas, sobre todo acuáticos. Todo ello es consecuencia de la elevada fuerza de cohesión entre sus moléculas debido a los puentes de hidrógeno. De esta forma se mantiene la columna de agua que es la savia bruta en el interior del xilema. O la forma del ojo, lleno de los humores vítreo y acuoso que esencialmente son agua.

Función amortiguadora mecánica:

Como en el caso del líquido sinovial que disminuye el roce entre los huesos o el cefalorraquídeo que amortigua los posibles golpes del cráneo en el encéfalo.

Función termorreguladora:

Los líquidos internos como la sangre de los vertebrados tienden a mantener constante el equilibrio de temperaturas en el interior del cuerpo, calentando las partes más frías (piel) y enfriando aquellas más calientes (hígado, músculos). También el sudor nos ayuda a refrigerarnos en verano o cuando hacemos ejercicio , al evaporarse refrigerando la superficie corporal.

Distribución del agua en el organismo

La cantidad de agua en el cuerpo humano, llamada agua corporal total (ACT), varía dependiendo de la edad, el sexo, la masa muscular y el tejido adiposo. En individuos sanos, el ACT sufre pocas modificaciones, excepto como resultado del crecimiento, el aumento o pérdida de peso, o condiciones temporales como la gestación y la lactancia. Sin embargo, la cantidad de ACT cambia significativamente de persona a persona debido a una diversidad de factores. La masa muscular en los adultos está conformada por alrededor de 70 a 75% de agua, mientras que el tejido adiposo constituye entre 10 y 40% del peso corporal. A ello se debe que las mujeres suelen tener un porcentaje de agua corporal menor que los hombres, pues poseen una proporción de grasa relativamente más alta; a medida que aumenta el tejido adiposo, la porción acuosa corporal disminuye.

Con el envejecimiento se reduce el ACT, debido sobre todo a la pérdida de masa muscular. Por ejemplo, el agua ocupa 74% del organismo en una niña recién nacida, pero esa proporción desciende hasta 47% en una mujer de 51 años; un varón de la misma edad tendrá 56% de agua. La siguiente tabla muestra el efecto de la edad sobre el ACT en individuos de uno y otro sexo.

El ACT se divide en dos compartimientos. Todos los líquidos fuera de las células se denominan líquido extracelular (LEC), mientras que el agua en el interior de las células es llamado líquido intracelular (LIC).

El LEC se subdivide, a su vez, en tres compartimientos: el líquido intersticial, que constituye más de tres cuartas partes del LEC, el plasma, que conforma casi una cuarta parte, y el fluido trans-celular, cuyo volumen es muy pequeño -aproximadamente de 1 a 2 litros- e incluye líquidos tales como el sinovial, el peritoneal, el pericárdico, el cerebroespinal y el intraocular.

Se conoce como LIC al conjunto de líquido que se halla dentro de cada una de las billones de células del cuerpo; por tanto, el LIC no es en realidad un solo compartimiento, sino que se denomina así a una región del cuerpo con una composición química única o un funcionamiento único. Las células de varios tejidos difieren tanto en contenido como en concentración de soluto. Sin embargo, las concentraciones de sodio y cloruro son altas en el LEC y bajas en LIC. El potasio, por otra parte, es elevado en el LIC y bajo en el LEC. Debido a esta similitud, el líquido de todas las diferentes células es considerado como un gran conjunto. El LIC es el medio en el cual ocurren los principales procesos celulares, como las reacciones enzimáticas; por tanto, el cuerpo se esfuerza por mantener un ambiente iónico estable.

Referencia Bibliográfica

J. Laguna, E. Piña, Martínez, J. Pardo, H. Riveros. Bioquímica de Laguna 6ta edición corregida y aumentada. Ed: El manual Moderno 2009

Robert k. Murray, David A. Bender, Khaleen M. Botham, Peter J. Kennlly, Victor W. Rodwell, P. Antony Weil. HARPER Bioquímica Ilustrada 28ª Edición. Editorial=Mc Graw Hill, Lange