Algunos bioelementos se disponen por medio de enlace, en torno al carbono y constituyen sustancias más complejas conocidas como




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BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS
Algunos bioelementos se disponen por medio de enlace, en torno al carbono y constituyen sustancias más complejas conocidas como CARBOHIDRATOS, LÍPIDOS, PROTEÍNAS, ÁCIDOS NUCLEICOS, que constituyen un grupo llamado biomoléculas orgánicas.
Estas constituyen la mayor parte de las células, algunas de ellas se necesitan para la integridad estructural, otras para suministrar energía y otras regulan el metabolismo. Los carbohidratos y los lípidos son las principales fuentes de energía química, las proteínas son elementos estructurales y también funcionan como enzimas (catalizadores) y reguladores de procesos celulares. Los ácidos nucleicos son de capital importancia en el almacenamiento y transferencia de la información genética.

LOS CARBOHIDRATOS (HIDRATOS DE CARBONO, GLÚCIDOS O AZÚCARES ES LO MISMO)
Son compuestos que contienen tres tipos de elementos químicos: Carbono, Hidrógeno y Oxígeno, comúnmente se les conoce como azúcares, se encuentran en todos los seres vivos cumpliendo funciones tales como:

  1. Energética rápida (La glucosa puede ser utilizada rápidamente, es una de las razones por la cual puede ser suministrada por la sangre o vía intravenosa, otras moléculas deben ser digeridas antes de ser utilizadas).

  2. Energética de reserva: El Almidón es un glúcido que sirve de reserva energética, las papas o tubérculos tienen una gran cantidad de almidón, como la planta tiene que fotosintetizar, cuando no lo puede hacer utiliza el almidón de su tubérculo). En el caso de los animales se utiliza el glucógeno del cual se obtiene glucosa.

  3. Estructural: La corteza de los árboles esta formada por celulosa y el papel que se extrae de ellas también (esta corteza alguna vez fueron células, al morir estas dejan sus paredes firmes de celulosa).

  4. Informativa: Permiten que las células se reconozcan entre ellas.


Estructura general de los glúcidos
Están formados por un esqueleto de carbono que puede ser de 3 a 8.
Los glúcidos se clasifican en 3 grupos dependiendo de cuantas unidades posean, en MONOSACÁRIDO, DISACÁRIDOS Y POLISACÁRIDOS.
LOS MONOSACÁRIDOS:

La fórmula general es: (CH2O)n donde n indica el número de carbonos (siendo n mayor o igual a 3).

Algunos ejemplos:

GLÚCIDO

Nº de C

Observaciones

Glucosa

6 (hexosa)

Es el más abundante en la sangre 1 g/l., es de gran importancia para las neuronas.

Galactosa

6 (hexosa)

Forma con la glucosa la lactosa, glúcido de la leche.

Fructosa

6 (hexosa)

Se encuentra en la fruta, junto con la glucosa forma el azúcar de mesa (sacarosa)

***= Poli: Muchos; Mero: Partes.

LOS DISACÁRIDOS


  1. Están formados por la unión de dos monosacáridos.

  2. Se unen por un enlace covalente denominado, GLUCOSÍDICO, el que al formarse libera una molécula de agua, este enlace se rompe mediante una reacción química llamada HIDRÓLISIS (hidro: agua; lisis: romper, romper mediante una molécula de agua) donde la molécula de agua que se perdió al formarse el enlace se agrega para romperlo, si te das cuenta es lo inverso.

  3. Algunos ejemplos son:




DISACÁRIDO

COMPOSICIÓN

OBSERVACIÓN

SACAROSA

Glucosa + Fructosa

Se transporta en la savia de las plantas, es el azúcar de mesa

LACTOSA

Glucosa + Galactosa

Azúcar de la leche de los mamíferos

MALTOSA

Glucosa + Glucosa

Se encuentra libre en el grano de cebada, la cual se utiliza para hacer café o cerveza.

LOS POLISACÁRIDOS


Están formados por muchos monosacáridos. Son polímeros de los monosacáridos, algunos de ellos funcionan como reserva energética por ejemplo en las plantas el polímero de reserva energética es el almidón y en los animales el glucógeno, otros tienen un papel estructural en Las plantas como el almidón.

Algunos ejemplos:

POLISACÁRIDO

MONOSACÁRIDO

OBSERVACIÓN

ALMIDÓN

GLUCOSA

Tiene como función la reserva energética (sus depósitos se encuentran en semillas y tubérculos (por ejemplo la papa)

GLUCÓGENO

GLUCOSA

Su función es de reserva energética, se encuentra en los animales.

CELULOSA

GLUCOSA

Su función es estructural, se encuentra formando parte de la pared celular de las células vegetales

QUITINA

GLUCOSA

Esta presente en el exoesqueleto de artrópodos (tipo de invertebrado),



PROTEÍNAS

Son compuestos formados básicamente por C – H – O – N – S. Las proteínas son macromoléculas formadas por unidades básicas o monómeros llamadas aminoácidos (aa). Cuando existen más de 100 aminoácidos son llamados proteínas, menos de 100 son péptidos.
Sus propiedades son:

    • Compuestos sólidos

    • Solubles en agua

    • Tienen un elevado punto de fusión.


Existen 20 aminoácidos en la naturaleza. La mayor parte de tu cuerpo está formado de proteínas y las necesitas para crecer, moverte y defenderte de las enfermedades, entre tantas otras funciones.
Las proteínas presentan 4 tipos diferentes de estructura:

Estructura Primaria: se presenta como un filamento en un solo plano, como las que forman el cabello.

Estructura Secundaria: las proteínas de estructura primaria se disponen espacialmente como las fibras de colágeno (como una espiral).

Estructura terciaria: la proteína de estructura secundaria se enrolla sobre sí misma, quedando dispuesta en una conformación espacial globular. Este tipo de proteína es más compleja y no soluble en agua. Ejemplo de ellas son la mioglobina y algunas enzimas.

Estructura Cuaternaria: es la más compleja de las estructuras proteicas. Son proteínas terciarias enrolladas formando un ovillo. Pueden ser varias cadenas unidas como la hemoglobina.

Los aa se unen entre sí mediante enlaces los cuales se producen entre el grupo carboxilo terminal de uno y el grupo amino del aminoácido siguiente. Este enlace se conoce como enlace peptídico.
Cuando los enlaces se destruyen se dice que la proteína pierde su conformación o su estructura, proceso que se conoce como desnaturalización.

A continuación se exponen algunos ejemplos de proteínas y las funciones que desempeñan:

  1. Estructural : Algunas proteínas constituyen estructuras celulares.

- Ciertas glucoproteínas forman parte de las membranas celulares y actúan como receptores o facilitan el transporte de sustancias.

- Las arañas y los gusanos de seda segregan fibroina para fabricar las telas de araña y los capullos de seda, respectivamente.

  1. Enzimática: Las proteínas con función enzimática son las más numerosas y especializadas. Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas del metabolismo celular. (Ej: Amilasa salival)

  2. Hormonal: Controlan las funciones celulares.

- La insulina y el glucagón (regulan los niveles de glucosa en sangre) o las hormonas segregadas por la hipófisis como la del crecimiento o la calcitonina (que regula el metabolismo del calcio).

  1. Defensiva: Las inmunoglogulinas actúan como anticuerpos frente a posibles antígenos.

La trombina y el fibrinógeno contribuyen a la formación de coágulos sanguíneos para evitar hemorragias.

  1. Transporte:La hemoglobina transporta oxígeno en la sangre de los vertebrados.

  2. Contráctil: La actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracción muscular.


LÍPIDOS
Son una familia bastante heterogénea de compuestos orgánicos, formados principalmente por C, H y O unidos por enlaces covalentes apolares, que casi lo único que tienen en común es su gran insolubilidad en agua (hidrofóbicas). Esta propiedad permite a los lípidos ser extraídos desde los tejidos y órganos mediante solventes orgánicos apolares (éter, benceno, bencina, cloroformo, acetona, etc.).

Además no forman polímeros y presentan en su estructura una menor proporción de oxígeno que los carbohidratos.

Funciones de lípidos:

· Forman parte de las membranas celulares.

· Regulan la actividad de las células y tejidos (Hormonas y Prostaglandinas).

· Constituyen las principales formas de almacén de energía en los seres vivos.

· Constituyen las vitaminas liposolubles (A, D, E, K)
Debido a su heterogeneidad existen varios modos de clasificar a los lípidos, siendo el más aceptado el que los agrupa en su capacidad de ser o no saponificables (hidrólisis alcalina):

  • Ácidos Grasos * Saturados (Enlaces simples)

* Insaturados (Enlaces dobles)


  • Lípidos Saponificables * Acilglicéridos (Mono, Di, Tri)

(posee ácidos grasos en su estructura) * Fosfolipidos



  • Lípidos Insaponificables * Terpenos

(no poseen ácidos grasos en su estructura) * Esteroides


Los Ácidos Grasos

Son moléculas que en general, no se encuentran libres en la célula debiendo obtenerlos por hidrólisis desde los lípidos saponificables, en donde están almacenados.

Presentan un grupo carboxilo polar e hidrofílico (-COOH) unido a una cadena hidrocarbonada apolar e hidrofóbica (que puede ser saturada o insaturada). Es esta doble naturaleza la que permite considerarlos moléculas anfipáticas.
Algunos ácidos grasos contienen dobles enlaces entre los carbonos del hidrocarburo (insaturaciones), que causan que la cadena se flexione e impide que las moléculas se empaqueten fuertemente entre sí y que solidifiquen a la temperatura ambiente (menor punto de fusión).Por lo tanto los ácidos grasos que poseen dobles enlaces se denominan insaturados a diferencia de los que presentan enlaces simples denominados saturados, los cuales al tener un mayor punto de fusión hace que sean sólidos a temperatura ambiente.
LOS ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS Y DE CADENA CORTA SON MÁS FLUIDOS
Lípidos Saponificables

I.- Acilglicéridos: También llamados glicéridos. Son lípidos constituidos por una molécula de glicerol a la cual se le pueden unir; uno (monoglicérido), dos (diglicéridos) o tres moléculas de ácidos grasos (triglicéridos). Los triglicéridos se clasifican según su estado físico, en aceites y grasas.

a) Aceites: Son líquidos a temperatura ambiente pues los ácidos grasos presentes en el lípido son del tipo insaturado y de cadena corta. Son de origen vegetal.

b) Grasas: Son sólidos a temperatura ambiente pues los ácidos grasos presentes en el lípido son del tipo saturado y de cadena larga. Son de origen animal.
Un triglicérido se forma a partir de una molécula de glicerol más tres ácidos grasos del tipo saturado. El enlace se llama tipo éster o estérico y el proceso, esterificación o condensación, el cual da como resultado la liberación de 3 moléculas de agua por triglicérido. De derecha a izquierda se indica la hidrólisis, si se realiza en un medio alcalino se obtendrá jabón y el proceso se denomina saponificación.

Funciones de los glicéridos:

Reserva energética: A diferencia de muchas plantas, los animales sólo tienen una capacidad limitada para almacenar carbohidratos. En los vertebrados, cuando los azúcares que se ingieren sobrepasan las posibilidades de utilización o de transformación en glucógeno, se convierten en grasas. De modo inverso, cuando los requisitos energéticos del cuerpo no son satisfechos por la ingestión inmediata de comida, el glucógeno y posteriormente la grasa son degradados para llenar estos requerimientos.

Las grasas y los aceites contienen una mayor proporción de enlaces carbono-hidrógeno ricos en energía que los carbohidratos y, en consecuencia, contienen más energía química. En promedio, las grasas producen aproximadamente 9,3 kilocalorías por gramo, en comparación con las 3,79 kilocalorías por gramo de carbohidrato, o las 3,12 kilocalorías por gramo de proteína.
· Aislantes térmicos contra las bajas temperaturas. Esta capa está particularmente bien desarrollada en los mamíferos marinos.
· Amortiguador: Grandes masas de tejido graso rodean a algunos órganos como, por ejemplo, a los riñones de los mamíferos, y sirven para protegerlos de una conmociónfísica. Estos depósitos de grasa permanecen intactos, aun en épocas de inanición.
· Jabones: A mediados del siglo pasado, el jabón se fabricaba hirviendo grasa animal con lejía (hidróxido de potasio). Los enlaces que unen a los ácidos grasos y la molécula de glicerol se hidrolizaban y el hidróxido de potasio reaccionaba con el ácido graso para producir jabón.
· Lípidos de membrana: Familia de lípidos anfipáticos que por sus particulares propiedades físicas son adecuados para estructurar membranas celulares. Se trata de lípidos polares que, en presencia de agua, espontáneamente adoptan la estructura de bicapas lipídicas. Cumplen con ese requisito los fosfoglicéridos y los esfingolípidos.

Lípidos insaponificables

a) Terpenos: Son lípidos que resultan de la unión de muchas unidades pequeñas, llamadas isoprenos. Son terpenos las vitaminas liposolubles;

A: que participa de la fisiología de la visión, al formar parte de la rodopsina, un pigmento fotosensible presente en los bastones retinianos.

E: es un antioxidante intracelular que impide el deterioro prematuro de los tejidos.

K: forma parte de una enzima que interviene en la coagulación sanguínea
b) Esteroides: Son una familia de lípidos que presentan en su estructura un conjunto de cuatro anillos fusionados llamado esterano.

Pertenecen a este grupo de lípidos el colesterol, la vitamina D, los ácidos biliares, las hormonas de la corteza suprarrenal (aldosterona, cortisol y andrógenos corticales), las hormonas sexuales femeninas (progesterona y estrógenos) y masculina (testosterona).



ÁCIDOS NUCLEICOS

Son biomoléculas orgánicas que contienen siempre C, H, O, N y P, estructurados en unidades básicas llamadas nucleótidos.

a) Un nucleótido contiene tres componentes: una pentosa (ribosa ó desoxirribosa), un fosfato, y una base nitrogenada (Adenina, Citosina, Guanina, Timina ó Uracilo).




DNA

RNA

Tamaño

- Muy grande

- Pequeño

Estructura

- Bicatenario (doble cadena)(excepto en ciertos virus)

- Monocatenario (1 cadena)(excepto en ciertos virus)

Disposición

- Abierta (eucariotas)
- Circular (procariotas)

- Abierta (normalmente)

Tipo de pentosa

- Desoxirribosa

- Ribosa

Bases nitrogenadas

- A, C, G, T

- A, C, G, U

Función

-Duplicación (reproducción)
- Transcripción (formación de RNA)
- Almacenamiento de la información genética

- Traducción (formación de proteínas)

 




b) DNA: ácido desoxirribonucléico. Es el material genético (en algunos virus puede ser RNA) de todos los organismos. Presenta una estructura primaria: la secuencia de bases del polinucleótido, que se agrupan funcionalmente formando genes, con grupos de bases que se expresan, y grupo que no lo hacen. Cuando dos hebras de DNA se emparejan de forma antiparalela, estableciendo puentes de hidrógeno entre sus bases complementarias (A-T y C-G), y se enrollan en una doble hélice en molécula abierta (eucariotas) ó circular (procariotas), el DNA adquiere su estructura secundaria (modelo de Watson & Crick). Finalmente, el DNA se empaqueta asociándose con proteínas (normalmente histonas), en cinco niveles:


1º) Collar de perlas, formando la fibra de cromatina
2º) Enrollamiento en solenoide.
3º) Bucles de solenoides.
4º) Rosetas y rodillos.
5º) Cromosoma (sucesión de rodillos).

c) RNA: Ácido ribonucléico. Es un polinucleótido monocatenario (excepto en algunos virus) de ribosa, que se dispone en estructura primaria, aunque a veces forma estructura secundaria de doble hélice formando plegamientos con la misma cadena. Su función es traducir la información genética de los genes (DNA) a proteínas, a través del código genético. Para ello presenta tres tipos básicos de molécula:

• RNAt (de transferencia ó soluble), • RNAm (mensajero) • RNAr (ribosómico)



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