AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

Las proteínas son uno de los principales componentes de todas nuestras células. Los aminoácidos son las partes constitutivas con que se construyen las proteínas. Todos los aminoácidos comparten una estructura química común: un grupo de amino (representado químicamente como NH2) que está unido a un átomo de carbono (el carbono central o alfa) que después se une a otro átomo de carbono. Éste se encuentra en la forma de ácido carboxílico (abreviatura química COOH). Las proteínas son polímeros lineales de aminoácidos.

Los aminoácidos pueden existir libres en el tejido vegetal y animal o formando parte de los péptidos y las proteínas. Tienen diversas funciones biológicas, forman parte de importantes compuestos biológicos como vitaminas, hormonas y algunos son intermediarios de ciclos metabólicos. Independientemente de las importantes funciones que tiene los aminoácidos la fundamental es ser las unidades estructurales que conforman los péptidos y las proteínas.

Veinte de estos compuestos son los constituyentes de las proteínas y se los conoce como alfa- aminoácidos (α-aminoácidos). Todos ellos responden a la siguiente fórmula general: Como muestra dicha fórmula, los grupos amino y carboxilo se encuentran unidos al mismo átomo de carbono, llamado átomo de carbono alfa. Ligado a él se encuentra un grupo de átomos variables que constituyen el grupo de cadena lateral (R). Es en dichos grupos R donde las moléculas de los veinte α-aminoácidos se diferencian unas de otras. En la glicina, el más simple de los aminoácidos, el grupo R se compone de un único átomo de hidrógeno. En otros aminoácidos el grupo R es más complejo, conteniendo carbono e hidrógeno, así como oxígeno, nitrógeno y azufre.

Las instrucciones que están codificadas en nuestros genes especifican el orden en que los aminoácidos específicos deben unirse entre sí para formar una proteína en particular, tal como la insulina: el primer aminoácido en la cadena dona parte de su grupo de ácido carboxílico para formar parte de un enlace químico con el grupo de amino del aminoácido siguiente en la cadena y así, sucesivamente a medida que el polímero se sintetiza. Cuando se termina una cadena, el primer aminoácido todavía tiene un grupo de amino no utilizado, por lo que se conoce como el amino terminal. Del mismo modo, el último aminoácido de la cadena tiene un grupo ácido carboxílico no utilizado y por lo tanto, el final de la proteína se conoce como carboxilo terminal.

Los aminoácidos son necesarios en nuestra dieta todos los días. Las células humanas pueden sintetizar 10 aminoácidos. Los otros 10 aminoácidos restantes utilizados habitualmente, debemos adquirirlos a través de nuestra dieta. Éstos son los llamados aminoácidos esenciales, entre ellos podemos nombrar la arginina, la histidina la lisina, la metionina, la isoleucina, la leucina, la fenilalanina, la valina, la treonina y el triptófano. Necesitamos todos estos aminoácidos no sólo con el fin de crear las proteínas celulares que nuestro cuerpo requiere para su buen funcionamiento, sino también para la síntesis de otros compuestos e incluso, en casos seleccionados, para utilizarlos como señales del sistema nervioso.

Clasificación de los Aminoácidos.

Existen diversas formas de clasificar los aminoácidos:

·                Atendiendo a su composición química se clasifican en neutros, ácidos y básicos.

·                Los aminoácidos neutros son los que tienen un grupo carboxílico (- COOH) y un grupo amino (-NH2).

·                Los aminoácidos ácidos son los que presentan dos o más grupos carboxílico (- COOH) y un grupo amino (-NH2).

·                Los aminoácidos básicos son los que tienen un grupo carboxílico (- COOH) y dos o más grupos aminos (-NH2).

ACTIVIDAD: desarrolle en el cuaderno los ítems que se presentan a continuación:

1. Señale en la estructura química de un aminoácido sus partes constitutivas.

2. Una dos aminoácidos por sus correspondientes partes y señale el grupo amino terminal y el grupo carboxil terminal.

3. ¿Por qué son importantes los aminoácidos en el metabolismo? ¿Porqué se deben consumir en la dieta diaria?

4. ¿Cuáles son los 20 aminoácidos esenciales?  ¿Cuáles son los 10 aminoácidos que las células no pueden fabricar?

5. Escriba los aminoácidos que son neutros, los que son básicos y los que son ácidos.

6. ¿Cómo se llaman las estructuras moleculares proteínicas encargadas de dar instrucciones para fabricar proteínas dentro del

    núcleo celular?

7. ¿Cuál es la diferencia entre la glicina, la valina, la leucina y la fenilalanina?  

CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES

Para dar una definición de lo que es un material, primero debe entenderse como es que está conformado. Lo primero es que un material está compuesto por elementos, generalmente los elementos químicos encontrados en la naturaleza y representados en la tabla periódica de elementos químicos.

En los materiales los elementos están relacionados por una composición química definida. Un ejemplo muy sencillo es la sal común, su fórmula química es NaCl, lo que significa que hay un átomo de Sodio (Na) por cada átomo de Cloro (Cl) y es la única forma de obtener este compuesto.

El último factor importante de un material es el acomodo de estos elementos, es decir, su estructura, los materiales están caracterizados por tener una estructura, determinada y única, si este acomodo cambia, cambiarán las características del material y por lo tanto se hablará de este como una variación o como otro material distinto.

En ciencia existe además otra distinción para los materiales, y es que deben tener un uso específico, si no es así, entonces se les denomina únicamente sustancia. Por ejemplo, el agua (H₂O) en estado líquido es una sustancia, pero al enfriarse y convertirse en hielo, se puede usar como un material de construcción, por lo tanto, esta misma agua solidificada, al tener un uso práctico, se le considera un material. Los materiales están formados por elementos, con una composición y estructura única y que además, pueden ser usados con algún fin específico.

Los materiales se clasifican de forma muy general en: Metales, Cerámicos, Polímeros y Materiales compuestos. Sin embargo, está clasificación no es única, pues los materiales se pueden dividir por su estructura, por sus propiedades físicas y químicas, por sus usos en industrias específicas, etc.

Materiales puros: El primer intento de hacer una clasificación de los materiales encontrados en la naturaleza fue hecho por el químico el químico J. W. Döbenreiner en 1829. Él organizó un sistema de clasificación de elementos en el que éstos se agrupaban en conjuntos de tres denominados tríadas. Las propiedades químicas de los elementos de una tríada eran similares y sus propiedades físicas variaban de manera ordenada con su masa atómica. La tríada del cloro, del bromo y del yodo es un ejemplo. En este caso, la masa de uno de los tres elementos de la tríada es intermedia entre la de los otros dos. 

Para 1850 ya se podían contar con unas 20 tríadas para llegar a una primera clasificación coherente.

En 1869, el químico ruso Dimitri Ivanovich Mendeleyev desarrolló una tabla periódica de los elementos según el orden creciente de sus masas atómicas. Colocó lo elementos en columnas verticales empezando por los más livianos, cuando llegaba a un elemento que tenía propiedades semejantes a las de otro elemento empezaba otra columna. Mendeleiev perfeccionó su tabla acomodando los elementos en filas horizontales. Su sistema le permitió predecir con bastante exactitud las propiedades de elementos no descubiertos hasta el momento.

En 1914, el físico y químico inglés, Henry Moseley, descubrió que los átomos de cada elemento tienen un número único de protones en sus núcleos, siendo el número de protones igual al número atómico del átomo. Moseley organizó los elementos en orden ascendente de número atómico y no en orden ascendente solucionando los problemas de ordenamiento de los elementos en la tabla periódica. La organización que hizo Moseley de los elementos por número atómico generó un claro patrón periódico de propiedades.

En la actualidad, hay 18 grupos en la tabla periódica. El hecho de que la mayoría de estos grupos correspondan directamente a una serie química no es fruto del azar. La tabla ha sido estructurada para organizar las series químicas conocidas dentro de un esquema coherente. La distribución de los elementos en la tabla periódica proviene del hecho de que los elementos de un mismo grupo poseen la misma configuración electrónica en su capa más externa. Como el comportamiento químico está principalmente dictado por las interacciones de estos electrones de la última capa, de aquí el hecho de que los elementos de un mismo grupo tengan propiedades físicas y químicas similares. Cabe señalar, además de los elementos naturales, se han agregado elementos sintéticos producidos en laboratorio.

En los materiales, el tipo de enlace químico determina una gran cantidad de sus propiedades. El orbital más externo llamado capa de valencia, determina cuantos enlaces puede formar un átomo. Para que se forme un enlace se requiere: Que las capas de valencia se toquen; por esto debe ser el orbital más externo. Que haya transferencia de electrones en las capas de valencia de ambos átomos.

Existen tres diferentes tipos de enlace considerados energéticamente fuertes: el enlace iónico, el covalente y el metálico. Existen además las llamadas fuerzas de atracción débiles o fuerzas intermoleculares.

Enlace iónico: Para que pueda darse este enlace, uno de los átomos debe ceder electrones y, por el contrario, el otro debe ganar electrones, es decir, se produce la unión entre átomos que pasan a ser cationes y aniones. El ejemplo típico es el cloruro da sodio, en donde para formarse, el sodio debe ceder un electrón al cloro, quedando un sodio con carga neta positiva y un cloro con carga neta negativa.

Enlace covalente: En este enlace cada uno de los átomos aporta un electrón. Los orbitales de las capas de valencia de ambos átomos se combinan para formar uno solo que contiene a los 2 electrones. Ambos átomos comparten electrones para formar un solo enlace. Tanto el enlace iónico como el covalente son los enlaces que caracterizan a los materiales duros, como lo son las cerámicas y las piedras preciosas. El enlace covalente también es característico del agua y el dióxido de carbono, por eso es que es muy costoso, energéticamente hablando, romper estas moléculas en sus componentes básicos.

Enlace metálico Los átomos de los metales tienen pocos electrones en su última capa, por lo general 1, 2 ó 3. Estos átomos pierden fácilmente esos electrones y se convierten en iones positivos, por ejemplo Na⁺ , Cu²⁺, Mg²⁺. Los iones positivos resultantes se ordenan en el espacio formando la red metálica. Los electrones de valencia desprendidos de los átomos forman una nube de electrones que puede desplazarse a través de toda la red. De este modo todo el conjunto de los iones positivos del metal queda unido mediante la nube de electrones con carga negativa que los envuelve. Los iones positivos del metal forman una red que se mantiene unida gracias a la nube de electrones que los envuelven. Este tipo de enlace es el que permite a los metales ser materiales, por lo que pueden ser relativamente de fácil maquinado, logrando piezas de muy diversas formas y tamaños. Además, es el que permite a muchos de estos materiales ser buenos conductores eléctricos.

Enlaces intermoleculares: Este tipo de enlaces se caracteriza por que la distancia entre los átomos es más grande, se encuentran las fuerzas de London, Van der Waalls y los puentes de hidrógeno. Estos enlaces son los que permiten cierta cohesión en sustancias como el agua o que le dan a ciertos materiales propiedades eléctricas (electrostática). A diferencia de los otros enlaces, este es más común moléculas y no tanto para átomos. 

VÍDEOS SOBRE LA NOMENCLATURA DE LOS COMPUESTOS BENCÉNICOS

Resonancia del benceno: tomado de: https://www.youtube.com/watch?v=wDCXy-gXn0o

Nomenclatura del benceno:  Tomado de: https://www.youtube.com/watch?v=2DquCLskgV8

ACTIVIDAD PARA EL GRADO NOVENO

ACTIVIDAD PARA EL GRADO NOVENO 

 

VIDEO SOBRE LAS VITAMINAS

LAS VITAMINAS

Actividad propuesta: observar detenidamente el video sobre las vitaminas que aparece a continuación o mirarlo directamente en youtube:  https://www.youtube.com/watch?v=ueWUf-KYM2c

Después de ver concienzudamente el video, escribir en el cuaderno una justifiación con argumentos que den las razones sobre la importancia de las vitaminas en la vida de personas y animales y su necesidad de consumirlas.
Luego, responder el test que aparece en el siguiente enlace y enviar las respuestas:

ASÍ COMO FUISTE FORMADO DE LA TIERRA, A ELLA VOLVERÁN LOS ÁTOMOS DE LOS QUE ESTÁS FORMADO. 

                                                                          TEST SOBRE LAS VITAMINAS

Escribir en el cuaderno las respuestas a las preguntas:

1) Las vitaminas son sustancias orgánicas con función:

 estructural             biocatalizadora   energética

2) Las provitaminas son:

  vitaminas de desecho que surgen por excesos vitamínicos en el metabolismo animal.

  vitaminas capaces de disolverse, indistintamente, en agua y en disolventes orgánicos.

  sustancias orgánicas inactivas que se modifican y activan en el metabolismo animal

3) Un ejemplo de vitamina hidrosoluble es:

 vitamina D           vitamina E            vitamina C

4) En cuanto a las vitaminas liposolubles, es cierto que:

 todas son de naturaleza lipídica.

 todas son de naturaleza protéica.

 algunas son de naturaleza glucídica

5) Tienen capacidad antioxidante, las vitaminas:

  K, W y H               D, PP y B              A, E y C.

6) En cuanto a la vitamina D, es falso que:

 los seres humanos podemos obtenerla a partir de provitaminas.

 participa en el mecanismo de coagulación de la sangre.

 su déficit puede originar alteraciones en la osificación de los huesos.

7) El déficit prolongado de vitamina C puede provocar una alteración conocida como:

 Escorbuto             Pelagra                  Beriberi

8) En cuanto a la vitamina B5, es falso que:

 se puede llamar también: ácido nicotínico

 se puede llamar también: ácido pantoténico

 es necesaria para la formación de anticuerpos

9) La anemia perniciosa es una alteración en la formación de glóbulos rojos, debida al déficit de:

vitamina B9         vitamina B7         vitamina B12

10) En cuanto a la vitamina B12, es cierto que:

 regula la absorción intestinal de calcio y fósforo

 participa en los procesos de oxidación de glúcidos y prótidos

 participa en el metabolismo de ADN, ARN y proteinas

11. Respecto de las vitaminas es correcto afirmar que:

a) Con escasas excepciones, el cuerpo no puede fabricarlas por sí mismo y debe tomarlas de los alimentos que ingiere b) Se clasifican en hidrosolubles (se disuelven en medio acuoso y son absorbidas a nivel intestinal) y liposolubles (se disuelven en cuerpos grasos, son poco alterables y el organismo las almacena fácilmente) c) Los requerimientos vitamínicos de una persona varían según edad, actividad o clima en el que viva d) Todas las anteriores

12.- ¿Por qué es indispensable el consumo especial de vitaminas en el embarazo?

a) Es importante para mantener un peso equilibrado durante la gestación b) En esta etapa es fundamental el consumo de ácido fólico (vitamina B9), ya que ayuda a prevenir malformaciones que afectan la columna y el cerebro del feto c) No es indispensable, se deben ingerir las mismas vitaminas que en la dieta habitual

13.- ¿En qué alimentos podemos encontrar la vitamina A?

a) En fuentes animales como los huevos y la carne b) En verduras como betarraga, zapallo, zanahoria y hortalizas c) En los mariscos d) Sólo a y b e) Todas las anteriores

14.- Un síntoma de falta de vitamina A, llamada también retinol, es:

a) Ceguera nocturna b) Cansancio y decaimiento c) Problemas en la cicatrización

15. ¿Dónde se encuentra principalmente la vitamina E? a) Frutas cítricas y papas b) Nueces, leche y algunos pescados c) Yema de huevo, aceites vegetales germinales (por ejemplo, soya), vegetales de hojas verdes, cereales y panes integrales d) Todas las anteriores 16.- ¿Qué papel cumplen las vitaminas durante la adolescencia? a) Son importantes por los diversos cambios fisiológicos como aumento de peso, talla y madurez sexual, entre otros b) En esta etapa se requiere de una mayor cantidad de energía y nutrientes, lo que se relaciona con la síntesis de proteínas y el desarrollo celular c) En las mujeres, cumple un rol fundamental para la futura maternidad e) Todas las anteriores

TALLER DE QUÍMICA - GRADO OCTAVO

Ejercicios de moles, moléculas y átomos

1.     ¿Cuántas moléculas de butano hay en 6 moles del mismo?. Butano = C₄H₁₀

2.     ¿Cuántos moles son 100 g de cloruro de bario?. Cloruro de bario = BaCl₂

3.     ¿Cuántos moles de átomos de aluminio hay en 135 g de dicho metal?.

4.     ¿Cuántas moléculas de propano hay en 0,88 g del mismo?. Propano = C₃H₈

5.     ¿Cuántas moléculas hay en 2 cm³ de agua?. La densidad del agua es 1 g/cm³. Agua = H₂O

6.     ¿Cuántos cm³ de etanol deben medirse en una probeta, para tener 0,5 moles de etanol?. La densidad del etanol es 0,789 g/cm³.

7.     ¿Cuántos átomos de hidrógeno hay en 3 moles de H₂?.

8.     Un frasco de laboratorio contiene 100 g de carbonato de sodio (Na₂CO₃). ¿Cuántos átomos de sodio, de carbono y de oxígeno hay en el frasco?.

9.     En 6 cm³ de etanol, ¿Cuántos gramos hay?. ¿Cuántos moles?. ¿Cuántas moléculas?.¿Cuántos átomos de carbono?. ¿Cuántos átomos de oxígeno?. ¿Cuántos átomos de hidrógeno?. La densidad del etanol es 0,8 g/cm³. Etanol = C₂H₅OH

10.    En dos moles de trióxido de azufre (SO₃):

a.     ¿Cuántas moléculas contienen?.

b.     ¿Cuántos átomos de azufre?.

c.     ¿Cuántos átomos de oxígeno?.

11.      En dos moles de ácido fosfórico (H₃PO₄):

a.     ¿Cuántas moles de átomos de hidrógeno?

b.     ¿Cuántas moles de átomos de oxígeno?

c.     ¿Cuántas moles de átomos de fósforo?

12.     En un recipiente cerrado hay 132 g de propano (C₃H₈).

a.     ¿Cuántos moles hay?.

b.     ¿Cuántas moléculas hay de  C₃H₈?.

c.     ¿Cuántos átomos de carbono?.

d.     ¿Cuántos átomos de hidrógeno?.

TABLA DE MASAS ATÓMICAS

Elemento	Símbolo	Pesos atómicos
Hidrógeno	H	1 g/mol
Oxígeno	O	16 g/mol
Nitrógeno	N	14 g/mol
Azufre	S	32 g/mol
Sodio	Na	23 g/mol
Cloro	Cl	35,5 g/mol
Carbono	C	12 g/mol
Fósforo	P	31 g/mol
Bario	Ba	137 g/mol
Aluminio	Al	27   g/mol

FOTO VISITA ESTUDIANTES GRADO ONCE UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA

La ciencia conspira contra la humanidad

El siguiente vídeo permite entender que el mundo de la ciencia, la economía y la política están impulsados por intereses de riqueza, poder y control social y ambiental.

Se les invita a estudiantado a ver y oir a conciencia el siguiente material, para que seamos reflexivos, jueces, críticos y tomemos decisiones.