Repaso de Bioquímica: Agua, pH, Equilibrio y Aminoácidos

Conjunto de tarjetas de estudio en formato pregunta y respuesta sobre las notas de clase de bioquímica, abarcando agua, pH, curvas de titulación, aminoácidos y enlaces peptídicos.

¿Qué representan los diagramas (a) y (b) en relación con la molécula de agua y sus cargas parciales?

Representan la distribución de cargas parciales en la molécula de agua, donde el oxígeno atrae los electrones con mayor fuerza ($\delta^-$ o $2\delta^-$) y los hidrógenos presentan carga parcial positiva ($\delta^+$).

¿Cómo se define la electronegatividad en la clase?

Es la capacidad de un átomo de atraer electrones compartidos.

¿Cuál es la concentración molar de agua pura ($[H_2O]$) utilizada para calcular la constante del producto iónico?

La concentración molar de agua pura es $55.5\,M$.

¿Cuál es el valor del producto iónico del agua ($K_w$) en soluciones acuosas a $25\,^\circ C$?

$K_w = [H^+][OH^-] = 1.0 \times 10^{-14}\,M^2$.

¿Cuál es la concentración de iones $[H^+]$ y $[OH^-]$ en una solución a pH neutro a $25\,^\circ C$?

$[H^+] = [OH^-] = 10^{-7}\,M$.

¿Cuál es la expresión matemática empleada para calcular el pH a partir de la concentración de iones hidrógeno?

$pH = \log\left(\frac{1}{[H^+]}\right) = -\log([H^+])$.

¿Qué denota el símbolo 'p' en términos como pH y $pK_a$?

El símbolo 'p' denota el 'logaritmo negativo de'.

¿Cuál es la relación matemática invariable entre pH y pOH en una solución acuosa?

$pH + pOH = 14$.

¿Qué información muestra esta gráfica de la escala de pH respecto a diferentes soluciones?

Muestra la escala de pH desde 0 ($HCl\,1\,M$) hasta 14 ($NaOH\,1\,M$), indicando acidez creciente hacia abajo y basicidad creciente hacia arriba, ubicando el valor neutro en pH 7.

¿Cómo se definen los ácidos y las bases en la constante de disociación?

Los ácidos son dadores de protones y las bases son aceptores de protones.

¿Qué es el $pK_a$ y cuál es su fórmula?

El $pK_a$ es el logaritmo negativo de la constante de disociación ácida $K_a$, expresado como $pK_a = \log\left(\frac{1}{K_a}\right) = -\log(K_a)$. Representa la constante de equilibrio para liberar un protón.

¿Qué punto clave de la titulación del ácido acético se destaca en esta curva cuando $[CH_3COOH] = [CH_3COO^-]$?

Destaca el punto medio de la titulación donde $pH = pK_a = 4.76$, el cual corresponde al centro de la región de amortiguación (buffering region).

¿Qué constituye una solución amortiguadora o buffer?

Un sistema en equilibrio compuesto por un ácido débil y su base conjugada que resiste cambios drásticos de pH.

¿Cuáles son los cuatro componentes unidos al carbono central (carbono $\alpha$) de un aminoácido?

Un grupo carboxilo ($-COO^-$), un grupo amino ($-NH_3^+$), un átomo de hidrógeno ($-H$) y una cadena lateral o grupo $R$.

¿Cuál de los estereoisómeros representados en la imagen se encuentra exclusivamente en las proteínas?

Únicamente se encuentran estereoisómeros del tipo L (L-Alanina).

¿Qué aminoácidos poseen grupos R aromáticos?

Fenilalanina (Phe, F), Tirosina (Tyr, Y) y Triptófano (Trp, W).

¿Qué aminoácidos poseen grupos R cargados positivamente a pH fisiológico?

Lisina (Lys, K), Arginina (Arg, R) e Histidina (His, H).

¿Qué aminoácidos poseen grupos R cargados negativamente a pH fisiológico?

Aspartato (Asp, D) y Glutamato (Glu, E).

¿Qué propiedad física característicamente exhibida por el triptófano y la tirosina se aprecia en este gráfico?

La capacidad de absorber luz en la región del espectro ultravioleta (alrededor de $280\,nm$), lo cual permite la caracterización de proteínas.

¿Qué estructura y enlace químico se forman a partir de la oxidación de dos moléculas de cisteína mostradas en la imagen?

Se forma cistina mediante la eliminación de $2H^+ + 2e^-$ y la creación de un enlace o puente disulfuro ($-S-S-$).

¿Mencione dos aminoácidos no estándar que funcionan como intermediarios en la biosíntesis de arginina y en el ciclo de la urea pero no se encuentran en proteínas.

La ornitina y la citrulina.

¿Qué es un Zwitterion?

Es un ion dipolar eléctricamente neutro que contiene al mismo tiempo un grupo cargado positivamente ($-NH_3^+$) y un grupo cargado negativamente ($-COO^-$).

¿Cuáles son los valores de $pK_1$, $pK_2$ y del punto isoeléctrico ($pI$) para el aminoácido glicina?

$pK_1 (-COOH) = 2.34$, $pK_2 (-NH_3^+) = 9.60$ y $pI = 5.97$.

¿Qué tipo de reacción química y qué enlace se generan entre los aminoácidos expuestos en el diagrama?

Una reacción de condensación (deshidratación) con eliminación de agua ($H_2O$) que da origen a un enlace peptídico.

¿Cómo se orienta convencionalmente una cadena peptídica desde sus extremos terminales?

Se orienta desde el extremo amino-terminal (N-terminal) a la izquierda hacia el extremo carboxilo-terminal (C-terminal) a la derecha.