BIOMOLÉCULAS
Las biomoléculas son las moléculas constituyentes
de los seres vivos. Los seis elementos químicos o bioelementos más
abundantes en los seres vivos son el carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre (C,H,O,N,P,S) representando alrededor del 99% de la masa
de la mayoría de las células, con ellos se crean
todo tipos de sustancias o biomoléculas (proteínas, aminoácidos, neurotransmisores). Estos
seis elementos son los principales componentes de las biomoléculas debido a que:
1.
Permiten la formación de enlaces
covalentes entre ellos, compartiendo electrones,
debido a su pequeña diferencia de electronegatividad. Estos enlaces son muy estables, la fuerza de
enlace es directamente proporcional a las masas de los átomos unidos.
2.
Permiten a los átomos de carbono la
posibilidad de formar esqueletos tridimensionales –C-C-C- para formar
compuestos con número variable de carbonos.
3.
Permiten la formación de enlaces
múltiples (dobles y triples) entre C y C; C y O; C y N. Así como estructuras
lineales, ramificadas, cíclicas, heterocíclicas, etc.
4.
Permiten la posibilidad de que con pocos elementos se den una enorme
variedad de grupos funcionales (alcoholes, aldehídos,
cetonas, ácidos, aminas, etc.) con
propiedades químicas y físicas diferentes.
CLASIFICACIÓN DE LAS BIOMOLÉCULAS
BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS
C, H, O, N, S, P, B, Halógenos.
Al
unirse dan lugar a:
Glúcidos, azúcares o Carbohidratos o
hidratos de carbono:
Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos (del griego σάκχα “azúcar") son biomoléculas compuestas
por carbono, hidrógeno y oxígeno, cuyas principales
funciones en los seres vivos son el prestar energía inmediata y estructural. La glucosa y
el glucógeno son
las formas biológicas primarias de almacenamiento y consumo de energía; la celulosa cumple
con una función estructural al formar parte de la pared de las células vegetales,
mientras que la quitina es
el principal constituyente del exoesqueleto de
los artrópodos.
SINÓNIMOS:
·
Carbohidratos o hidratos de carbono: Ha habido intentos para sustituir
el término de hidratos de carbono.
Desde 1996 el
Comité Conjunto de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (International Unión of Pure and
Applied Chemistry) y de la Unión Internacional de Bioquímica y
Biología Molecular (International Unión of Biochemistry and Molecular Biology)
recomienda el término carbohidrato y
desaconseja el de hidratos de
carbono.
·
Glúcidos: Este nombre proviene de que pueden considerarse derivados de la glucosa por polimerización y
pérdida de agua.
El vocablo procede del griego "glycýs", que
significa dulce.
·
Azúcares: Este término sólo puede usarse para los monosacáridos (aldosas y cetosas) y
los oligosacáridos inferiores (disacáridos).
En singular (azúcar)
se utiliza para referirse a la sacarosa o azúcar de mesa.
·
Sacáridos: Proveniente del griego σάκχαρον que significa "azúcar".
Es la raíz principal
de los tipos principales de glúcidos (monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos).
Lípidos o Grasas:
Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas (la mayoría biomoléculas)
compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno,
aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno.
Tienen como característica principal el ser hidrófobas (insolubles en agua) y solubles en disolventes
orgánicos como la bencina, el benceno y el cloroformo.
En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son
sólo un tipo de lípidos procedentes de animales.
Los lípidos cumplen funciones diversas
en los organismos
vivientes, entre ellas la de reserva energética (como los triglicéridos),
la estructural (como los fosfolípidos de las bicapas)
y la reguladora (como las hormonas esteroides).
¿Qué función desempeñan los lípidos en el organismo?
Principalmente las tres siguientes:
Principalmente las tres siguientes:
- Función de reserva energética: Los lípidos son la principal fuente de energía de los animales ya que un gramo de grasa produce 9,4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que las proteínas y los glúcidos sólo producen 4,1 kilocalorías por gramo.
- Función estructural: Los lípidos forman las bicapas lipídicas de las membranas celulares. Además recubren y proporcionan consistencia a los órganos y protegen mecánicamente estructuras o son aislantes térmicos como el tejido adiposo.
- Función catalizadora, hormonal o de mensajeros químicos: Los lípidos facilitan determinadas reacciones químicas y los esteroides cumplen funciones hormonales.
¿Qué tipos de grasas intervienen en la alimentación?
Recordemos, las grasas son lípidos saponificables simples, sólidos a temperatura ambiente o líquidos en cuyo caso se llaman aceites. Puede ser:
Recordemos, las grasas son lípidos saponificables simples, sólidos a temperatura ambiente o líquidos en cuyo caso se llaman aceites. Puede ser:
- Grasas saturadas: Son aquellas grasas que están formadas por ácidos grasos saturados (tienen todos los enlaces completos por H). Aparecen por ejemplo en el tocino, en el sebo, etcétera. Este tipo de grasas es sólido a temperatura ambiente. Son las grasas más perjudiciales para el organismo.
- Grasas insaturadas: Son grasas formadas por ácidos grasos insaturados (tienen uno o más enlaces sin completar con H) como el oleico o el palmítico. Son líquidas a temperatura ambiente y comúnmente se les conoce como aceites. Pueden ser por ejemplo el aceite de oliva o el de girasol. Son las más beneficiosas para el cuerpo humano.
Existe una regla en la dieta para el consumo de las grasas: “Las de origen
vegetal son más beneficiosas que las de origen animal, y las poliinsaturadas
son más beneficiosas que las saturadas”. Hay unas grasas beneficiosas para el
organismo porque disminuyen el nivel del llamado “colesterol malo”. El colesterol
es un lípido presente en el plasma sanguíneo y en los tejidos de los
vertebrados, su exceso se asocia con enfermedades cardiovasculares. Es
transportado por dos proteínas LDL (Lipoproteína de baja densidad) y HDL
(Lipoproteína de alta densidad). Nos referimos a los aceites llamados “omega-3”
y “omega-6”. El efecto beneficioso es debido a que con su ingesta disminuye la
concentración de LDL y aumenta la de HDL (con las grasas saturadas se produce
el efecto contrario). Las lipoproteínas de alta densidad (HDL) pueden retirar
el colesterol de las arterias y transportarlo al hígado para su excreción. Las
lipoproteínas de baja densidad (LDL) transportan el colesterol a las arterias,
si su nivel es más alto que el de HDL el colesterol tenderá a fijarse en las arterias,
de ahí que se les conozca como “colesterol bueno” al HDL y “colesterol malo” al
LDL.
PROTEÍNAS O PRÓTIDOS:
Las proteínas o prótidos son moléculas
formadas por cadenas lineales de aminoácidos.
El término proteína proviene
de la palabra francesa protéine y ésta del griego πρωτεῖος (proteios), que significa 'prominente,
de primera calidad'.
Por sus propiedades físico-químicas, las proteínas se pueden clasificar en
proteínas simples (holoproteidos), que por hidrólisis dan
solo aminoácidos o sus derivados; proteínas
conjugadas (heteroproteidos) que por hidrólisis dan
aminoácidos acompañados de sustancias diversas, y proteínas derivadas,
sustancias formadas por desnaturalización y desdoblamiento de las
anteriores. Las proteínas son necesarias para la vida, sobre todo por su
función plástica (constituyen el 80% del protoplasma deshidratado
de toda célula), pero también por sus funciones biorreguladoras (forman
parte de las enzimas)
y de defensa (los anticuerpos son proteínas).
Las proteínas desempeñan un papel fundamental para la vida y son las biomoléculas más
versátiles y diversas. Son imprescindibles para el crecimiento del organismo y
realizan una enorme cantidad de funciones diferentes, entre las que destacan:
·
Estructural. Esta es la función más
importante de una proteína (Ej. colágeno)
·
Inmunológica (anticuerpos)
·
Enzimática (Ej. sacarosa y pepsina)
·
Contráctil (actina y miosina)
·
Homeostática: colaboran en el
mantenimiento del pH (ya
que actúan como un tampón químico)
·
Transducción de señales (Ej. rodopsina)
·
Protectora o defensiva (Ej. trombina y fibrinógeno)
Las proteínas están formadas por aminoácidos.
Las proteínas de todos los seres vivos están determinadas mayoritariamente
por su genética (con excepción de algunos péptidos antimicrobianos de síntesis no ribosomal),
es decir, la información
genética determina en gran medida qué proteínas tiene una célula,
un tejido y un organismo.
Las proteínas se sintetizan dependiendo de cómo se encuentren regulados
los genes que
las codifican. Por lo tanto, son susceptibles a señales o factores externos. El
conjunto de las proteínas expresadas en una circunstancia determinada es
denominado proteoma.
ENZIMAS:
Las enzimas son moléculas de
naturaleza proteica y estructural que catalizan reacciones químicas, siempre que sean termodinámicamente
posibles: una enzima hace que una reacción química que es energéticamente
posible (ver Energía libre de Gibbs), pero que
transcurre a una velocidad muy baja, sea cinéticamente favorable, es
decir, transcurra a mayor velocidad que sin la presencia de la enzima. En
estas reacciones, las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en
moléculas diferentes denominadas productos. Casi todos los procesos en
las células necesitan
enzimas para que ocurran a unas tasas significativas. A las reacciones mediadas
por enzimas se las denomina reacciones enzimáticas.
Debido a que las enzimas son extremadamente selectivas con sus sustratos y su velocidad crece sólo con
algunas reacciones, el conjunto (set)
de enzimas sintetizadas en una célula determina
el tipo de metabolismo que tendrá cada célula. A su
vez, esta síntesis depende de la regulación de la expresión génica.
ÁCIDOS NUCLEICOS:
Los ácidos nucleicos son grandes polímeros formados
por la repetición de monómeros denominados nucleótidos,
unidos mediante enlaces fosfodiéster. Se forman, así, largas
cadenas; algunas moléculas de ácidos nucleicos llegan a alcanzar tamaños
gigantescos, con millones de nucleótidos encadenados. Los ácidos nucleicos
almacenan la información genética de los organismos
vivos y son los responsables de la transmisión hereditaria.
Existen dos tipos básicos, el ADN y el ARN.
VITAMINAS:
Las vitaminas (del latín vita (vida)
el griego αμμονιακός, ammoniakós "producto libio,
amoníaco", con el sufijo latino una "sustancia") son compuestos heterogéneos
imprescindibles para la vida, que al ingerirlos de forma equilibrada y en dosis
esenciales promueven el correcto funcionamiento fisiológico. La mayoría de las
vitaminas esenciales no pueden ser sintetizadas (elaboradas) por el organismo,
por lo que éste no puede obtenerlas más que a través de la ingesta equilibrada
de vitaminas contenidas en los alimentos naturales. Las vitaminas son nutrientes que
junto con otros elementos nutricionales actúan como catalizadoras de todos los
procesos fisiológicos (directa e indirectamente). Las frutas y verduras son
fuentes importantes de vitaminas.
Las vitaminas son precursoras de coenzimas, (aunque no son propiamente enzimas) grupos prostéticos de las enzimas. Esto significa, que la molécula de la vitamina, con un pequeño cambio en su estructura, pasa a ser la molécula activa, sea ésta coenzima o no.
BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
En las moléculas inorgánicas no van a ver o no están formados de cadenas de
carbono e hidrógeno.
Éstas forman Sales Inorgánicas:
H2O Agua
CO2
Dióxido de Carbono
HPO4 Fosfato
(HCO4-) Bicarbonato
(NH4+) Amonio
