La bioquímica es el estudio de las moléculas y las reacciones químicas de la vida. Es la disciplina que emplea los principios y el lenguaje de la química a fin de explicar la biología a nivel molecular.
Los elementos químicos de la vida
Existen seis elementos no metálicos —oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, fósforo y azufre— que representan más de 97% del peso de la mayoría de los organismos. Todos estos elementos pueden formar enlaces covalentes estables. Las cantidades relativas de estos seis elementos varían en cada organismo. El agua es el principal componente de las células y representa un alto porcentaje (en peso) de oxígeno. El carbono es mucho más abundante en los organismos vivos que en el resto del universo.
La Macromoléculas
Las macromoléculas biológicas forman un polímero creado mediante la unión de muchas moléculas orgánicas más pequeñas, o monómeros, por medio de condensaciones (la remoción de los elementos del agua). Cada monómero incorporado a una cadena macromolecular se denomina residuo. En algunos casos, como en ciertos carbohidratos, un solo residuo se repite muchas veces; en otros casos, como en las proteínas y los ácidos nucleicos, una variedad de residuos están conectados en un orden particular. Cada residuo de un determinado polímero, se va agregando mediante la repetición de la misma reacción catalizada por una enzima. Así, todos los residuos en una macromolécula son alineados en la misma dirección, y los extremos de la macromolécula son químicamente diferentes.
Cuadro sintético sobre la Bioquímica
La célula es la unidad básica de la vida
Todos los organismos son unicelulares o están compuestos por muchas células. Las células existen en una variedad extraordinaria de tamaños y formas, pero todas se pueden clasificar como eucarióticas o procarióticas.
- Células procarióticas: características estructurales
los procariotas son organismos unicelulares. De todos los organismos vivos el que mejor se ha estudiado es la bacteria Escherichia coli. Este organismo ha servido durante medio siglo como un modelo de sistema biológico.
Los procariotas se han encontrado en casi todos los ambientes concebibles en la Tierra, desde fuentes de agua térmica sulfurosa, por debajo del lecho oceánico y hasta en el interior de células más grandes. Carecen de núcleo —su ADN está compactado en una región citoplasmática denominada región nucleoide. Muchas especies bacterianas cuentan sólo con 1000 genes.
La mayor parte de las bacterias carece de compartimientos internos definidos por membranas. Muchas bacterias poseen fibras de proteína llamadas fimbrias en su superficie externa; sirven como sitios de unión para las interacciones intercelulares. La mayoría de las bacterias también dispone de uno o más flagelos, que son estructuras largas y con apariencia de látigo que pueden girar como aspas de motor de un barco, y por lo tanto conducir a la bacteria a través de su ambiente acuoso.
2. Células eucarióticas: características estructurales
Los eucariotas incluyen plantas, animales, hongos y protistas. Los protistas son en su mayoría organismos pequeños y unicelulares que no encajan en alguna de las demás clases. Junto con las bacterias, estos cuatro grupos componen los cinco reinos de la vida de acuerdo con un esquema de clasificación popular. Otros esquemas conservan los cuatro reinos eucarióticos pero dividen a las bacterias en eubacterias y arqueobacterias.
Casi todas las células eucarióticas contienen compartimientos internos circunscritos por membranas llamados organelos. Las funciones específicas de los organelos se vinculan en forma estrecha con las propiedades y estructuras físicas.
- Contienen:
a- Núcleo
El núcleo es la estructura más evidente en una célula eucariótica. La estructura que lo define es una envoltura nuclear, una membrana con dos capas que se unen en los poros nucleares recubiertos de proteínas. La envoltura nuclear se continúa con el retículo endoplásmico (véase más adelante). El núcleo es el centro de control de la célula y contiene 95% de su ADN, el cual se halla estrechamente comprimido con proteínas cargadas positivamente llamadas histonas y enrolladas en una masa densa llamada cromatina. La replicación del ADN y la trascripción del ADN en ARN ocurren en el interior del núcleo. Muchos eucariotas presentan una masa densa en el núcleo llamada nucleolo. El nucleolo es el sitio principal de la síntesis de ARN y el sitio del ensamblado de los ribosomas a partir de sus subunidades.
b- El retículo endoplásmico y el aparato de Golgi
Una red de hojas de membrana y túbulos llamada retículo endoplásmico (RE) se extiende desde la membrana externa del núcleo. La región acuosa encerrada dentro del retículo endoplásmico se denomina lumen. En muchas células, parte de la superficie del retículo endoplásmicoestá cubierta por que se encuentran sintetizando activamente las proteínas.
En muchas especies, un complejo de sacos membranosos aplanados y llenos de líquido denominado aparato de Golgi se encuentra con frecuencia próximo al retículo endoplásmico y al núcleo. Las vesículas provenientes del retículo endoplásmico se fusionan con el aparato de Golgi. Los contenidos de las vesículas pueden ser modificados químicamente a medida que atraviesan las capas del aparato de Golgi. Entonces, los productos modificados se clasifican, se empacan en nuevas vesículas y se transportan a diferentes destinos específicos al interior o exterior de la célula.
c- Mitocondrias y cloroplastos
Las mitocondrias y los cloroplastos tienen funciones centrales en la transducción de energía. Las mitocondrias son los sitios principales del metabolismo oxidativo de la energía. Se encuentran en casi todas las células eucarióticas. Los cloroplastos son los sitios en los que se realiza la fotosíntesis en plantas y algas.
d- Vesículas especializadas
Las células eucarióticas contienen vesículas digestivas especializadas llamadas lisosomas. Estas vesículas están circundadas por una sola membrana que encierra un interior muy ácido. La acidez es mantenida por bombas de protones incrustadas en la membrana. Los lisosomas contienen una variedad de enzimas que catalizan la descomposición de macromoléculas celulares como proteínas y ácidos nucleicos. También pueden digerir grandes partículas como las mitocondrias excluidas y bacterias ingeridas por la célula.
e- El Citoesqueleto
El citoesqueleto es una especie de andamio de proteínas requerido para el sostén, organización interna e incluso movimiento de la célula. Algunas clases de células animales contienen un citoesqueleto denso, pero es mucho menos evidente en la mayoría de las demás células eucarióticas. El citoesqueleto está compuesto por tres tipos de filamentos de proteína: filamentos de actina, microtúbulos y filamentos intermedios. Los tres tipos están constituidos por moléculas individuales de proteína que se combinan para formar fibras parecidas a hilos delgados. 
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