Prof. univ.dr. RODICA MARIA ISAC
BIOFIZICANote de curs
ARAD 2009
Capitolul I BIOZIFICA MOLECULARA 1.1. APAapa este cel mai
important lichid pentru viata ; participa la organizareastructurala
a sistemelor vii participa la activitatea metabolica
a. dupa locul unde se gaseste in organism: o intracelulara o
extracelulara : - extravasculara - intravasculara ( circulanta ) b.
distributia tisulara in organism : tisulara cavitara ( LCR, umoarea
apoasa ...........etc. )
c. din punct de vedere chimic : o legata de structurile
moleculare - hidratare ( ex. : glucide, lipide, proteine ) d. dupa
provenienta : exogena endogena
Exemple de concentratii ale apei in organism : - plasma sanguina
: 93 % - hematiile : 60%
- tesutul muscular : 80% - tesutul embrionar: 97% Cantitatea de
apa din tesuturi depinde de raportul dintre :
Colesterol ( hidrofil ) / acizii grasi ( hidrofob ) = coeficient
lipocitic
Structura si proprietatile moleculei de apa :
-
2 atomi de H ( hidrogen ) + 1 atom de O ( oxigen ) = legaturi
covalente molecula de apa are 10 e ( electroni ) : - 8 e- pentru O
+ 2 e- pentru H structura spatiala tetraedica :
-
moment electric dipolar permanent :
-
legaturi coordinative ( punti de H ) cu alte molecule de apa :
a. nucleul atomului de H ( proton ) este slab ecranat ( 2 e- ) camp
electric puternic cu actiune asupra unui atom electronegativ =
legatura de H intre doua molecule de apa ; b. o molecula de apa
formeaza legaturi coordinative cu alte patru molecule de apa ;
c. legaturile de H stau la baza structurilor supramoleculare,
atat in stare solida si lichida ;
Proprietatile speciale ale apei datorita caracterului dipolar si
al legaturilor de H: a. densitatea maxima la 40 C ( ex. : volumul
ghetei > apa lichida ) b. caldura latenta de vaporizare >
> c. caldura specifica > > d. conductibilitatea termica
> > e. constanta dielectrica > ( ex. : disocierea
electrica) f. tensiunea superficiala > >
Structura supramoleculara a apei : 1. structura apei in stare
solida ( gheata ) : retele de prisme hexagonale : 1 molecula de apa
legaturi coordinative 4 molecule 2. structura apei in stare lichida
: a. model de ciorchine = monomeri b. model in retea c. model
dinamic = legaturi coordinative
Constanta dielectrica :
F=
qq 1 1 22 4 0 r d0 = constanta dielectrica in vid r = constanta
dielectrica in mediu
Na +
Cl-
Valenta : 1
valenta : 1, 3, 4, 5, 7
Modificarea structurii apei in prezenta solvitilor : 1.
electroliti : in apa disociaza ioni ( + ) si ( - ) ; E=q1 q 2 40 r
R
E = energia desfacerii legaturilor ionice q1 si q2 = sarcina
ionilor R = distanta dintre ioni
0 = permitivitatea vidului
r = permitivitatea mediului
Na+
-
+ H2O
2 . solviti capabili sa formeze legaturi de H : se incadreaza in
reteaua apei determinand modificari structurale mici ( ex. :
zaharoza ) ;
3. solviti fara moment dipolar permanent : - solvitii si apa vor
forma legaturi van der Waals ( ex. : molecule hidrofobe )
Deosebiri intre structura apei lichide si a apei solide : apa
lichida formeaza retea microcristalina cu defecte ; apa solida (
gheata ) formeaza o retea continua ; 3. apa lichida are un numar
mare de molecule interstitiale ce formeara monomeri care intra in
spatiile retelei microcristaline ( ex. : volumul scade : de la 00 C
la + 40 C ); 4. apa lichida are legaturi de H care se rup si se
formeaza mai frecvent
( ex. : catre 40 C aproximativ 50% din legaturile de H se desfac
si apa devine fluida ;
Proprietatile termice ale apei : 1. caldura specifica a apei ( C
) : C = 4,2 Kj .Kg 1Q m c
t=
Q = caldura t=T0 m = masa c = caldura specifica
Ex. : animalele la o greutate de 60 kg / 24 ore 2.500 Kcal T0
optima a corpului este de 370 C, peste 40 0 C proteinele se
denatureaza 2. caldura latenta : a. incalzirea de la 50 0 C la 40 C
: Q1 = mcgt = 1 . 0,5 . 50 = 25 cal b. topirea 1 g de gheata : Q2 =
mLt = 1 . 80 = 80 cal c. incalzirea 1 g de apa de la 00 C la 1000 C
: Q3 = mct = 1 . 1 . 100 = 100 cal d. transformarea 1 g apa la
starea de vapori : Q4 = mLf = 1 . 540 = 540 cal Grafic
::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
MODELE MEMBRANARE
