Biomoleculas :

Una célula viva está constituida básicamente por cuatro elementos (C, H, O y N) los cuales combinados entre sí, dan origen a un gran número de compuestos. La sustancia más abundante en la célula viva es el agua y llega a representar más del 70% de su peso. Esta molécula es de gran importancia pues la mayor parte de las reacciones intracelulares se llevan a cabo en ambiente acuoso y todos los organismos se han diseñado alrededor de las propiedades del agua, tales como su carácter polar, su capacidad para formar enlaces de hidrógeno y su alta tensión superficial.

Si se deja de lado el agua, casi todas las moléculas en la célula son compuestos carbonados asociados a otros elementos, entre otros se consideran los carbohidratos, lípidos, proteínas y los ácidos nucleicos.

Carbohidratos:

Glúcidos

1. Concepto

- Biomoléculas orgánicas formadas por C, H y O

- Químicamente se pueden definir como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas

- Funciones biológicas: energética y estructural

- Se pueden clasificar en glúcidos sencillos (monosacáridos), que no se pueden descomponer por hidrólisis en otros glúcidos, y complejos que sí se pueden descomponer.

2. Monosacáridos

a. Concepto y clasificación

- Azúcares sencillos, no hidrolizables, de 3 a 7 átomos de C (triosas, tetrosas, pentosas, hexosas).

b. Propiedades físicas

- Sólidos, blancos, cristalizables. Solubles en agua (compuestos polares). Generalmente dulces.

c. Principales monosacáridos

Triosas

- Gliceraldehído y dihidroxiacetona – importantes intermediarios metabólicos

Pentosas

- Ribosa – componente de ribo nucleótidos (ATP, nucleótidos del ARN).

- Desoxirribosa (falta un –OH en el carbono 2) – componente de desoxirribonucleótidos (nucleótidos del ADN).

Hexosas:

- Glucosa – función energética: principal combustible metabólico. Componente de polisacáridos estructurales y energéticos.

- Galactosa – Combustible metabólico. Forma parte de la lactosa (azúcar de la leche).

- Fructosa – Combustible metabólico. Forma parte de la sacarosa. Aparece en frutas y líquidos seminales.

3. Estructura de las pentosas y hexosas en disolución

- Estructura lineal (proyección de Fischer). No explica el comportamiento de los monosacáridos en disolución.

- Estructura cíclica (proyección de Haworth) Formación de un hemiacetal (aldosas) o hemicetal (cetosas) intramolecular (entre un grupo carbonilo y otro hidroxilo).

Disacáridos

a. Concepto

- Oligosacáridos formados por la unión de dos monosacáridos mediante un enlace O-glucosídico que se produce al interaccionar un grupo OH de cada uno de los monosacáridos.

b. Propiedades

- Cristalizables, dulces, solubles.

- Mediante hidrólisis se desdoblan en monosacáridos.

c. Principales disacáridos

- Maltosa (glucosa - glucosa). Producto de la hidrólisis del almidón y el glucógeno.

- Celobiosa (glucosa - glucosa). Producto de la hidrólisis de la celulosa.

- Lactosa (glucosa - galactosa). Combustible metabólico. Se encuentra en la leche.

- Sacarosa (glucosa - fructosa). Combustible metabólico. Azúcar común que se extrae de la caña de azúcar y de la remolacha azucarera.

Polisacáridos

a. Concepto

- Macromoléculas formadas por polimerización* de monosacáridos unidos entre sí mediante enlaces

O-glucosídicos.

Un polímero es una macromolécula formada por la repetición de una subunidad básica conocida como monómero.

b. Propiedades

- Peso molecular elevado (son macromoléculas).

- Hidrolizables (por hidrólisis generan monosacáridos)

- No dulces. Insolubles

c. Principales polisacáridos

- El almidón y el glucógeno actúan como reservas energéticas y son hidrolizados en glucosas cuando ésta es necesaria.

- La celulosa y la quitina son polisacáridos estructurales.

Almidón

- Polímero de la glucosa. Presenta dos formas estructurales: amilasa (forma helicoidal no ramificada) y amilopectina (forma helicoidal ramificada).

- Reserva energética en vegetales. Aparecen formando gránulos característicos: amiloplastos. Abundante en la patata y en muchas semillas.

Glucógeno

- Semejante a la amilopectina pero con más ramificaciones.

- Reserva energética en animales. Se acumula en el hígado y en los músculos.

- Celulosa

- Polímero de la glucosa. Estructura lineal no ramificada. Es la molécula más abundante en la naturaleza.

- Quitina

 - Polímero de un derivado de la glucosa: la N-acetilglucosamina

 - Función estructural: principal componente de la pared celular de los hongos y del exoesqueleto de artrópodos.

Lipidos :

1. Concepto

- Biomoléculas orgánicas formadas por C, H y O; en algunos casos también P y N.

- Químicamente heterogéneos.

- Insolubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos apolares.

- Presentan un brillo característico y son untuosos al tacto.

2. Ácidos grasos

a. Concepto

- Ácidos monocarboxílicos de cadena larga (14 - 22C, siempre nº par). Los ácidos grasos son componentes de muchos lípidos y precursores de otros.

b. Tipos

Saturados

- No presentan dobles enlaces en la cadena hidrocarbonada.

- Puntos de fusión más altos que los insaturados del mismo número de carbonos. Son más abundantes en grasas de animales.

- Palmítico (16C), Esteárico (18C).

Insaturados

- Presentan uno o más dobles enlaces en la cadena hidrocarbonada.

- Puntos de fusión más bajos que los saturados del mismo número de carbonos. Predominan en  Grasas de origen vegetal.

Saponificación

- Hidrólisis de un éster en un medio alcalino (éster + álcali → jabón + alcohol).

- Jabón: sal del ácido orgánico que resulta de la hidrólisis en medio alcalino de un éster.

Clasificación

a. Lípidos saponificables (lípidos complejos)

- Esteres formados por un alcohol y ácidos grasos.

Grasas neutras (acilglicéridos)

Estructura

- Glicerina + 1-3 ácidos grasos. Los más importantes son los triacilglicéridos (triglicéridos).

Ceras

Estructura

- Monoalcohol de cadena larga + ácido graso. Moléculas fuertemente hidrófobas.

Funciones

- Estructural y protectora. Forman la película que impermeabiliza la superficie de las hojas y frutos de las plantas.

Lípidos no saponificables (lípidos simples)

- No contienen ácidos grasos y no son ésteres. Constituyen un grupo de moléculas con gran actividad biológica que desempeña funciones muy variadas.

Esteroides

Estructura

- Derivados del esterano (hidrocarburo policíclico). Se diferencian unos de otros en el número y posición de dobles enlaces y en el tipo.

1. ConceptoProteínas

- Biomoléculas orgánicas formadas por C, H, O, N y S. También pueden aparecer otros elementos en menores proporciones.

- Constituyen un 50% del peso seco de un organismo.

- Son específicas de cada especie e incluso de cada organismo.

- Biológicamente muy activas. Desempeñan una gran diversidad de funciones.

2. Aminoácidos

a. Concepto (α-aminoácidos)

- Parte común: carbono α, grupo α-amino, grupo α-carboxilo y H–. Parte variable: radical.

. El enlace peptídico

- Enlace entre el grupo α-carboxilo de un aminoácido y el α-amino de otro, liberándose una molécula de agua.

- La unión de dos aminoácidos mediante un enlace peptídico se denomina dipéptido.

. Estructura

- La función de las proteínas está relacionada con su estructura tridimensional. Se pueden distinguir cuatro niveles de complejidad estructural creciente:

a. Estructura primaria

- Cada proteína se caracteriza por el número, tipo y orden de los aa que la componen.

- Esta secuencia de acondiciona los niveles estructurales siguientes.

Estructura secundaria

- Todos los enlaces de la cadena polipeptídica, excepto los enlaces peptídicos, permiten la rotación de la molécula.

Estructura terciaria (Globular)

- Replegamiento tridimensional de una proteína con estructura secundaria. Determina la actividad de la proteína.

Estructura cuaternaria (Proteínas oligoméricas)

- Proteínas oligoméricas, formadas por la asociación de varias subunidades proteicas iguales o diferentes mediante enlaces débiles.

Desnaturalización y renaturalización

- Pérdida de la actividad de una proteína al perder su estructura terciaria por algún cambio en el medio

(temperatura, pH, salinidad, composición, radiaciones, ...).

Ácidos nucleicos

1. Concepto

- Biomoléculas constituidas por C, H, O, N y P. Son macromoléculas formadas por la polimerización de nucleótidos.

Componentes de los nucleótidos

a. Pentosas

- Ribosa (ARN) y desoxirribosa (ADN)

b. Bases nitrogenadas

- Compuestos heterocíclicos de C y N de carácter básico

Bases pirimidínicas

- Citosina (ARN y ADN), Uracilo (ARN) y Timina (ADN)

Bases púricas

- Adenina (ARN y ADN) y Guanina (ARN y ADN)

c. Ácido fosfórico - (H3PO4)

3. Nucleósidos

a. Concepto

- Pentosa + Base nitrogenada unidos m.

b. Nomenclatura

- Ribonucleósidos: adenosina, guanosina, citidina y uridina.

Nucleótidos

a. Concepto

- Nucleósido + A.ortofosfórico. Ésteres fosfóricos de los nucleósidos.

. Nomenclatura

- Ribo nucleótidos: AMP (adenosina monofosfato), GMP, CMP Y UMP.

- Desoxirribonucleótidos: dAMP (desoxiadenosina monofosfato), dGMP, dCMP Y dTMP.

Enlace fosfodiéster

- Es el enlace que sirve de unión entre los nucleótidos de un ácido nucleico. El mismo grupo fosfato esterifica al –OH en posición 3’ de un nucleótido y al –OH en posición 5’ de otro nucleótido.

Nucleótidos no nucleicos

ATP

- Moléculas con una elevada energía química potencial debido a los enlaces entre los grupos fosfato.

NADPH (agente reductor)

- Coenzimas de las deshidrogenasas que intervienen en las reacciones metabólicas en las que hay  transferencia de protones y electrones (reacciones de óxido-reducción).

Ácido DesoxirriboNucleico (ADN)