6.5: Comparación de las reacciones biológicas con las reacciones de laboratorio

Última actualización
Guardar como PDF

Page ID: 72607

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

El enfoque de este libro es la química orgánica en un contexto biológico. En diversos puntos de nuestra investigación de reactividad orgánica, sin embargo, también estaremos considerando algunas contrapartes de laboratorio no biológicas de las reacciones que ocurren en las células vivas. La razón de esto es doble: en primer lugar, a menudo resulta instructivo comparar y contrastar reacciones similares que tienen lugar en entornos muy diferentes, y a veces las similitudes son bastante llamativas. En segundo lugar, incluso aquellos que pretendan seguir una carrera en las ciencias de la vida o de la salud pueden beneficiarse de alguna exposición al tipo de desafíos en los que trabajan los químicos orgánicos o medicinales profesionales: si trabajas como biólogo para una compañía farmacéutica por ejemplo, podrás apreciar mejor el contribuciones de tus compañeros químicos si eres capaz de hacer la conexión intelectual entre las reacciones que están corriendo en matraces y las que están ocurriendo en las celdas que estás estudiando.

A continuación describimos brevemente las diferencias entre las reacciones de laboratorio y las biológicas:

Catalizadores: La gran mayoría de las reacciones orgánicas biológicas son catalizadas por enzimas. Si bien los químicos que sintetizan moléculas en el laboratorio a veces hacen uso de reacciones catalizadas por enzimas, es mucho más común usar catalizadores no biológicos (que a menudo contienen metales de transición), ácidos o bases como catalizadores, o ningún catalizador en absoluto.
Disolvente: Las reacciones orgánicas biológicas ocurren en el ambiente acuoso de la célula. En el laboratorio, las reacciones orgánicas pueden realizarse en una amplia variedad de disolventes, que van desde los muy no polares (como el hexano) hasta los muy polares, como el metanol, el agua o incluso los líquidos iónicos. Sin embargo, la mayoría de las veces, las reacciones de laboratorio se realizan en disolventes relativamente no polares como el éter dietílico o el diclorometano.
Mezcla de reactivos: El ambiente acuoso de una célula es una mezcla extremadamente compleja de miles de biomoléculas diferentes en solución a bajas concentraciones (generalmente nanomolares a milimolares), mientras que los componentes de una reacción de laboratorio generalmente han sido purificados, y están presentes en mucho más concentraciones.
Temperatura: Las reacciones biológicas tienen lugar dentro de un estrecho rango de temperatura específico del organismo: un poco demasiado frío y las enzimas que catalizan las reacciones están 'congeladas', un poco demasiado calientes y las enzimas vendrán desplegadas, o 'desnaturalizar'. Las reacciones de laboratorio pueden realizarse a una variedad de temperaturas, a veces a temperatura ambiente, a veces en el punto de ebullición del disolvente, y algunas veces a temperaturas muy bajas (como cuando un matraz de reacción se sumerge en un baño de hielo seco-acetona).
pH: Las reacciones biológicas se llevan a cabo en solución acuosa tamponada a un pH específico: aproximadamente pH 7 para la mayoría de los seres vivos. Por consiguiente, es poco probable que las especies altamente ácidas o básicas sean reactivos o intermedios en un mecanismo de reacción biológica. Las reacciones de laboratorio a menudo se llevan a cabo en presencia de ácidos o bases fuertes.