Pregrado
  1. Química general  1.1. Introducción a la Química  1.2. Estructura atómica  1.2.1. Partículas subatómicas  1.2.2. Modelo Atómico  1.2.3. Números cuánticos  1.2.4. Configuración Electrónica  1.2.5. Tendencias periódicas  1.2.6. Isotopes and their applications  1.3. Enlace químico  1.3.1. Enlace iónico  1.3.2. Enlaces covalentes  1.3.3. Enlace Metálico  1.3.4. Hibridación  1.3.5. Geometría molecular y teoría VSEPR  1.3.6. Polaridad del enlace y momento dipolar  1.4. Estequiometría  1.4.1. Concepto de mol  1.4.2. Fórmula empírica y molecular  1.4.3. Reactante limitante y reactante en exceso  1.4.4. Porcentaje de Rendimiento y Pureza  1.4.5. Cálculo de dilución  1.5. Estados de la materia  1.5.1. Leyes de los Gases  1.5.2. Materia y Fuerzas Intermoleculares  1.5.3. Estructuras Sólidas y Cristalinas  1.5.4. Diagrama de fases  1.5.5. Plasma y fluido supercrítico  1.6. Reacciones químicas  1.6.1. Tipos de Reacciones Químicas  1.6.2. Balanceo de ecuaciones químicas  1.6.3. Reacciones termoquímicas  1.6.4. Perfiles de energía de reacción  1.7. Soluciones y mezclas  1.7.1. Unidades de concentración  1.7.2. Propiedades del síndrome  1.7.3. Solubilidad y Reglas de Solubilidad  1.7.4. La ley de Henry y la ley de Raoult  1.7.5. Coeficiente de partición  1.8. Equilibrio químico  1.8.1. La ley de acción de masas  1.8.2. El principio de Le Chatelier  1.8.3. Cociente de reacción  1.8.4. Para usar esta calculadora en línea para la constante de equilibrio, ingrese la constante de equilibrio (Eq.) y presione el botón de calcular. Aquí es cómo se puede explicar el cálculo de la constante de equilibrio con los valores de entrada dados -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Equilibrio ácido-base  1.9. Ácidos y bases  1.9.1. Definiciones de Arrhenius, Brønsted–Lowry y Lewis  1.9.2. pH y pOH  1.9.3. Titulación ácido-base  1.9.4. Solución Buffer  1.9.5. Indicador ácido-base  1.9.6. Polyprotic Acids and Bases  1.10. Electroquímica  1.10.1. reacciones redox  1.10.2. Celdas Galvánicas y Electrolíticas  1.10.3. Ecuación de Nernst  1.10.4. Electrólisis  1.10.5. Leyes de Faraday de la electrólisis  1.11. Termodinámica  1.11.1. Leyes de la Termodinámica  1.11.2. Entalpía, entropía y energía libre de Gibbs  1.11.3. Espontaneidad de las reacciones  1.11.4. Ciclos termodinámicos (Ley de Hess, ciclo de Carnot)  1.12. Cinética  1.12.1. La ley de velocidad y el orden de reacción  1.12.2. Energía de Activación y Catalizador  1.12.3. Teoría de colisiones  1.12.4. Mecanismo de reacción  1.12.5. Teoría del estado de transición
  2. Química orgánica  2.1. Estructura y relaciones  2.1.1. Hibridación en Compuestos de Carbono  2.1.2. Resonancia y aromatización  2.1.3. Orbitales moleculares  2.1.4. Efectos inductivo y mesomérico  2.2. Hidrocarburos  2.2.1. Hidrocarburos  2.2.2. Alqueno  2.2.3. Alquinos  2.2.4. Compuestos aromáticos  2.2.5. Cicloalcanos y Conformación  2.3. Grupo Funcional  2.3.1. Alcoholes y fenoles  2.3.2. Éteres y epóxidos  2.3.3. Aldehídos y cetonas  2.3.4. Ácidos carboxílicos y derivados  2.3.5. Aminas  2.3.6. Ésteres y amidas  2.3.7. Tioles y sulfuros  2.4. Estereoscópico  2.4.1. Isomería en Estereoquímica  2.4.2. Quiralidad y actividad óptica  2.4.3. Análisis estructural  2.4.4. Diastereómeros y Enantiómeros  2.5.1. Reacciones de sustitución  2.5.2. Reacciones de eliminación  2.5.3. Reacciones de adición  2.5.4. Reacciones radicales  2.5.5. Reacciones de reordenamiento  2.5.6. Reacciones Pericíclicas  2.6. Espectroscopía y análisis estructural  2.6.1. Espectroscopía Infrarroja  2.6.2. Espectroscopía por resonancia magnética nuclear  2.6.3. Espectrometría de masas  2.6.4. Espectroscopia UV-visible  2.6.5. Cristalografía de rayos X  2.7. Química de polímeros  2.7.1. Polímeros de Adición y Condensación  2.7.2. Mecanismo de polimerización  2.7.3. Polímero biodegradable  2.7.4. Polímeros conductores e inteligentes
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Ligandos y compuestos de coordinación  3.1.2. Teoría del campo cristalino  3.1.3. Teoría de Orbitales Moleculares en Compuestos de Coordinación  3.1.4. Distorsión de Jahn–Taylor  3.2. Química del grupo principal  3.2.1. Metales alcalinos y alcalinotérreos  3.2.2. Halógenos y Gases Nobles  3.2.3. Los metales de transición y sus complejos  3.2.4. Lantánidos y Actínidos  3.3. Solid state chemistry  3.3.1. Redes cristalinas y celdas unitarias  3.3.2. Defectos en sólidos  3.3.3. Propiedades eléctricas y magnéticas  3.3.4. Superconductividad  3.4. Química bioinorgánica  3.4.1. Iones metálicos en biología  3.4.2. Reacciones enzimáticas con metales  3.4.3. Intoxicación por metales y desintoxicación  3.4.4. Metaloproteínas y Metaloenzimas
  4. Química física  4.1. Química Cuántica  4.1.1. Dualidad onda-partícula  4.1.2. Ecuación de Schrödinger  4.1.3. Números Cuánticos y Orbitales  4.1.4. Espectroscopía atómica y molecular  4.2. Mecánica estadística  4.2.1. Distribución de Maxwell–Boltzmann  4.2.2. Funciones de partición  4.2.3. Estadísticas de Bose-Einstein y Fermi-Dirac  4.3. Termodinámica química  4.3.1. Energía Libre de Gibbs  4.3.2. Transición de fase  4.3.3. Eficiencia termodinámica  4.4. Química de superficies  4.4.1. Absorción y Catálisis  4.4.2. Coloides y Emulsiones
  5. Química Analítica  5.1. Métodos clásicos  5.1.1. Análisis Gravimétrico  5.1.2. titrímetro  5.2. Métodos instrumentales  5.2.1. Cromatografía  5.2.2. Espectroscopía  5.2.3. Métodos electroanalíticos  5.2.4. Difracción de rayos X
  6. Química Industrial  6.1. Petroquímica  6.2. Principios de ingeniería química  6.3. Química Verde  6.4. Farmacéuticos y Síntesis de Medicamentos
  7. Bioquímica  7.1. Carbohidratos  7.2. Proteínas y enzimas  7.3. Lípidos y membranas  7.4. Ácidos nucleicos  7.5. Metabolismo y Bioenergética  7.6. Cinética enzimática y mecanismo

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Carbohidratos


Los carbohidratos son una de las principales clases de biomoléculas esenciales para los procesos bioquímicos de los organismos vivos. Desempeñan funciones importantes en el almacenamiento de energía, la integridad estructural y la comunicación celular. En términos simples, los carbohidratos son moléculas de azúcar que pueden existir solas o vinculadas juntas en complejos más grandes. En este documento, exploraremos las complejidades de los carbohidratos y su importancia en la bioquímica.

¿Qué son los carbohidratos?

Los carbohidratos pueden definirse como compuestos orgánicos compuestos por átomos de carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O) que ocurren en una proporción específica. La fórmula general de los carbohidratos es Cn(H2O)m. Esta fórmula indica que los carbohidratos son esencialmente hidratos de carbono, aunque la estructura real puede variar ampliamente.

Clasificación de los carbohidratos

Los carbohidratos pueden clasificarse según su estructura y complejidad:

Monosacáridos

Los monosacáridos son la forma más simple de carbohidratos, consistiendo en unidades de azúcar únicas. Son los bloques de construcción para carbohidratos más complejos. Los monosacáridos más comunes incluyen glucosa, fructosa y galactosa. Los monosacáridos pueden clasificarse según el número de átomos de carbono que tienen:

  • Tríosa: 3 átomos de carbono (por ejemplo, gliceraldehído)
  • Tetrosa: 4 átomos de carbono (por ejemplo, eritrosa)
  • Pentosa: 5 átomos de carbono (por ejemplo, ribosa, arabinosa)
  • Hexosa: 6 átomos de carbono (por ejemplo, glucosa, fructosa)
Ejemplo de una molécula de glucosa:
C₆H₁₂O₆C₆H₁₂O₆
C Hey

Disacáridos

Los disacáridos consisten en dos unidades de monosacáridos enlazadas por un enlace glucosídico. Los ejemplos comunes incluyen sacarosa (azúcar de mesa), lactosa (azúcar de leche) y maltosa. Los disacáridos a menudo se descomponen en sus componentes monosacáridos a través de procesos enzimáticos durante la digestión.

Ejemplo de formación de molécula de sacarosa:
C₁₂H₂₂O₁₁C₁₂H₂₂O₁₁
C Hey H

Polisacárido

Los polisacáridos son carbohidratos complejos formados por largas cadenas de unidades de monosacáridos. Pueden ser lineales o ramificados y cumplen diversas funciones como el almacenamiento de energía y proporcionar soporte estructural. Ejemplos notables incluyen almidón, glucógeno y celulosa.

Representación de polisacáridos:

Los polisacáridos pueden clasificarse aún más según su función y estructura:

  • Polisacáridos de almacenamiento: El almidón y el glucógeno son responsables del almacenamiento de energía en plantas y animales respectivamente.
  • Polisacáridos estructurales: Estos incluyen la celulosa en las plantas y la quitina en el exoesqueleto de los artrópodos.

Funciones de los carbohidratos

Fuente de energía

Los carbohidratos sirven como la principal fuente de energía para las células. Durante la respiración celular, la glucosa se descompone metabólicamente para formar ATP, que es la moneda energética de las células. La ecuación de la respiración celular es:

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + Energía (ATP)C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + Energía (ATP)

Componentes estructurales

Los carbohidratos son componentes principales del marco estructural en las células. Por ejemplo, la celulosa proporciona rigidez a las paredes celulares de las plantas, mientras que la quitina contribuye a la fuerza de los exoesqueletos de los insectos.

Señalización celular

Algunos carbohidratos están involucrados en el reconocimiento celular y la señalización. Las glucoproteínas y los glucolípidos en la membrana celular sirven como sitios receptores para hormonas y ayudan en la comunicación entre células.

Fibra dietética

La fibra dietética, compuesta principalmente de carbohidratos complejos, ayuda en el proceso de digestión. Ayuda a mantener la salud intestinal y contribuye a controlar los niveles de azúcar en sangre.

Visualización de estructuras de carbohidratos

Usemos ejemplos para mostrar la complejidad y diversidad de las estructuras de carbohidratos. Estas visualizaciones muestran las formas lineales y cíclicas de los carbohidratos, demostrando su diversidad.

Forma lineal

La forma lineal de un carbohidrato generalmente representa la forma de cadena abierta de un monosacárido, como la glucosa:

Forma cíclica

Los monosacáridos como la glucosa también existen en formas cíclicas, que son más comúnmente encontradas en la naturaleza:

Hey

Metabolismo de carbohidratos

El metabolismo de los carbohidratos involucra varias rutas bioquímicas que convierten estas moléculas en energía, otras biomoléculas y productos de desecho. Exploremos algunos de los procesos principales:

Glucólisis

La glucólisis es la ruta metabólica a través de la cual la glucosa se convierte en piruvato, produciendo ATP y pequeñas cantidades de NADH. Este proceso ocurre en el citoplasma y es el paso inicial tanto en la respiración aeróbica como en la anaeróbica.

Ciclo de Krebs

Conocido también como el ciclo del ácido cítrico, el ciclo de Krebs es una serie de reacciones que descomponen el piruvato en dióxido de carbono, liberando electrones en los transportadores de electrones NADH y FADH2.

Cadena de transporte de electrones

La cadena de transporte de electrones ubicada en la membrana mitocondrial utiliza electrones de NADH y FADH2 para sintetizar ATP mediante fosforilación oxidativa.

En resumen, los carbohidratos son integrales en los procesos biológicos de la vida, proporcionando tanto los medios estructurales como la energía necesaria para la supervivencia. Entender los carbohidratos enriquece nuestro conocimiento de las reacciones bioquímicas y sus aplicaciones en una variedad de campos, incluyendo la medicina y la nutrición.


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