Posgrado
  1. Química Física  1.1. Termodinámica  1.1.1. Leyes de la Termodinámica  1.1.2. Entalpía y capacidad calorífica  1.1.3. Entropía y energía libre  1.1.4. Equilibrio de Fase  1.1.5. Termodinámica estadística  1.1.6. Ciclo termodinámico  1.1.7. Fugacidad y actividad  1.2. Química Cuántica  1.2.1. Principios de la mecánica cuántica  1.2.2. Ecuación de Schrödinger  1.2.3. Partícula en una caja  1.2.4. Operadores y valores propios  1.2.5. Orbitales atómicos  1.2.6. Teoría de orbitales moleculares  1.2.7. Teoría de perturbaciones  1.2.8. Teoría del enlace de valencia  1.2.9. Hibridación y enlace químico  1.3. Cinética química  1.3.1. Leyes de velocidad y mecanismos de reacción  1.3.2. Teoría de colisiones  1.3.3. Teoría del estado de transición  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reacciones en cadena y polimerización  1.3.6. Reacciones fotoquímicas  1.4. Mecánica estadística  1.4.1. Función de partición  1.4.2. Funciones de distribución molecular  1.4.3. Distribución de Boltzmann  1.4.4. Estadísticas de Bose–Einstein y Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopía  1.5.1. Espectroscopía Rotacional  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopía Electrónica  1.5.4. Espectroscopia de resonancia magnética nuclear  1.5.5. Espectrometría de Masas  1.5.6. Espectroscopía Raman  1.5.7. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  1.6. Química de superficies y coloides  1.6.1. Isoterma de absorción  1.6.2. Tensión superficial y mojado  1.6.3. Estabilidad Coloidal  1.6.4. Catalisis  1.6.5. Emulsiones y micelas  1.7. Electroquímica  1.7.1. Ecuación de Nernst  1.7.2. Células electroquímicas  1.7.3. Conductividad y movilidad  1.7.4. Guerra  1.7.5. Celdas de combustible  1.7.6. Electrólisis
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones pericíclicas  2.2. Espectroscopia y determinación estructural  2.2.1. Espectroscopía UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopía de RMN  2.2.4. Espectrometría de Masa  2.2.5. Cristalografía de rayos X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidad y actividad óptica  2.3.2. Análisis estructural  2.3.3. Isomería geométrica  2.3.4. Estereoquímica Dinámica  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.4.2. Reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio  2.4.3. Complejos de metales de transición  2.4.4. Enlace metal-carbono  2.5. Química de polímeros  2.5.1. Mecanismo de polimerización  2.5.2. Características de los Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradable  2.5.4. Polímero conductor  2.5.5. Polímeros supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Diseño y desarrollo de fármacos  2.6.2. Farmacocinética y farmacodinámica  2.6.3. Relaciones estructura-actividad  2.6.4. Acoplamiento molecular y selección de fármacos
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Teoría del campo cristalino  3.1.2. Teoría del campo de ligandos  3.1.3. Serie espectroquímica  3.1.4. Quelación y estabilidad  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalysis por complejos organometálicos  3.2.3. Metalocenos  3.3. Química bioinorgánica  3.3.1. Metaloproteínas y enzimas  3.3.2. El rol de los metales en los sistemas biológicos  3.3.3. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  3.4. Química del estado sólido  3.4.1. Estructuras Cristalinas  3.4.2. Teoría de bandas de los sólidos  3.4.3. Superconductors  3.4.4. Defectos en el cristal  3.5. Lantánidos y Actínidos  3.5.1. Configuración electrónica en lantánidos y actínidos  3.5.2. Química de coordinación de los lantánidos  3.5.3. Propiedades Magnéticas de los Lantánidos
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Resolución  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.2.2. Difracción de rayos X  4.2.3. Espectroscopía de plasma acoplado inductivamente  4.3. Métodos electroanalíticos  4.3.1. Potenciometría  4.3.2. Voltametría  4.3.3. Colometría  4.4. Espectrometría de masas  4.4.1. Técnica de Ionización  4.4.2. Patrón de Fragmentación  4.5. Chemometría  4.5.1. Análisis multidisciplinario  4.5.2. Aprendizaje Automático en Química
  5. Química Teórica y Computacional  5.1. Simulación de dinámica molecular  5.1.1. Force fields and energy minimization  5.1.2. Simulación de Monte Carlo en simulaciones de dinámica molecular  5.2. Métodos químicos cuánticos  5.2.1. Teoría de Hartree–Fock  5.2.2. Teoría del funcional de la densidad  5.2.3. Métodos semiempíricos  5.3. Diseño computacional de fármacos  5.3.1. Alineamiento Molecular  5.3.2. Modelado QSAR  5.3.3. Tamizaje Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inhibición  6.2. Metabolismo y Bioenergética  6.2.1. Glicólisis  6.2.2. Ciclo del ácido cítrico  6.2.3. Cadena de transporte de electrones  6.3. Biología Molecular  6.3.1. Replicación y reparación del ADN  6.3.2. La síntesis de proteínas  6.3.3. Regulación Génica  6.4. Bioquímica Estructural  6.4.1. Plegado de proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efecto invernadero  7.1.2. Agotamiento del ozono  7.1.3. Contaminantes del aire y humo  7.2. Química del Agua  7.2.1. pH y dureza del agua  7.2.2. Tratamiento de aguas residuales  7.2.3. Química Acuática  7.3. Química del Suelo  7.3.1. Contaminación por metales pesados  7.3.2. pH del Suelo y Amortiguación  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicología y Seguridad Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Evaluación de Riesgos en Toxicología y Seguridad Química en Química Ambiental  7.4.3. Efectos de los contaminantes en el medio ambiente

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Química bioinorgánica


La química bioinorgánica es un campo interdisciplinario que investiga el papel de los metales en los sistemas biológicos. Es una interfaz entre biología y química inorgánica, analizando los efectos de los compuestos inorgánicos en organismos vivos y el papel de los metales en procesos bioquímicos. La obvia participación de metales y metaloides varía desde ser elementos estructurales en moléculas biológicas hasta participar en actividades enzimáticas y funciones regulatorias.

Los fundamentos: Iones metálicos en sistemas biológicos

Los sistemas biológicos a menudo utilizan las propiedades únicas de los iones metálicos. Estos metales, usualmente metales de transición, participan en roles de enlace, catalíticos y electrónicos esenciales para la vida. Por ejemplo, el hierro, cobre, zinc, manganeso y molibdeno juegan roles importantes en muchos procesos biológicos.

Fe, Cu, Zn, Mn, Mo

En humanos y otros organismos, estos iones metálicos a menudo se unen a proteínas para formar metaloproteínas, que luego participan en varios procesos fisiológicos.

Ejemplos de metaloproteínas

  • Hemoglobina: Contiene hierro y es responsable de transportar oxígeno en la sangre.
  • Citocromos: Estos también contienen hierro y juegan un papel en la transferencia de electrones.
  • Anhidrasa carbónica: Contiene zinc y actúa como un catalizador en la conversión de dióxido de carbono en bicarbonato y protones.

Visualización de metaloproteínas

Considere una representación simplificada de una molécula de hemoglobina con un átomo de hierro en su centro:

Fe

Función de los metales en la funcionalidad enzimática

Las enzimas son catalizadores biológicos que aceleran las reacciones químicas en el cuerpo. Muchas enzimas requieren la presencia de iones metálicos para funcionar adecuadamente. Estos iones metálicos pueden estabilizar cargas negativas o participar directamente en reacciones químicas. Un ejemplo de esto es la enzima nitrogenasa, que ayuda a convertir nitrógeno atmosférico N 2 en amoníaco NH 3, un proceso vital para la nutrición de las plantas.

N 2 + 8H + + 8e - + 16ATP → 2NH 3 + H 2 + 16ADP + 16Pi

Ejemplo visual: Diagrama del sitio activo

Imagine cómo un ion metálico es parte del sitio activo de una enzima:

Metal

Transporte y almacenamiento de oxígeno

El papel de los iones metálicos en el transporte de oxígeno es vital. El átomo de hierro de la hemoglobina se une con oxígeno, lo que permite que los glóbulos rojos transporten oxígeno por todo el cuerpo. La mioglobina, otra proteína que contiene hierro, almacena oxígeno en los músculos, asegurando que tengamos un suministro adecuado durante actividades agotadoras.

Procesos de transferencia de electrones

La transferencia de electrones es otra área importante en la química bioinorgánica. Las proteínas de transferencia de electrones, como los citocromos, contienen hierro que oscila entre estados reducidos y oxidados. Estos procesos son esenciales en la respiración celular y la fotosíntesis, que son necesarias para la producción de energía en los organismos vivos.

Fe 2+ ⇌ Fe 3+ + e -

Ilustración de transferencia de electrones

Aquí hay un diagrama de transferencia de electrones entre iones metálicos:

Fe 2+ Fe 3+

Química bioinorgánica ambiental y medicinal

Más allá de los procesos naturales, la química bioinorgánica también se extiende a los campos ambientales y medicinales. Por ejemplo, la toxicidad de metales pesados (como el plomo o el mercurio) se estudia bajo la química bioinorgánica ambiental. En el campo médico, el papel de los complejos metálicos como fármacos o agentes de diagnóstico es un campo emergente. El fármaco basado en platino cisplatino se utiliza ampliamente en el tratamiento del cáncer.

Conclusión

En general, la química bioinorgánica es importante para comprender el papel vital de los metales en la biología. Ya sea durante actividades enzimáticas, transporte de oxígeno o transporte de electrones, los iones metálicos son esenciales. A medida que avanza la investigación, seguimos descubriendo interacciones emocionantes entre compuestos inorgánicos y sistemas biológicos, prometiendo avances en medicina y ciencia ambiental.


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