BIOMOLECULAS Las biomoléculas son
las moléculas constituyentes
cuatro bioelementos más
abundantes
en
el carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O)
de los
los
seres
seres
y nitrógeno (N),
vivos. vivos
Los son
representando
alrededor del 99% por ciento de la masa de la mayoría de las células. Se pueden clasificar en: a) Biomoléculas inorgánicas: agua y sales minerales b)
Biomoléculas
orgánicas : glúcidos
proteínas y ácidos nucleicos.
(hidratos
de
carbono),
lípidos,
BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS EL AGUA
El agua es la sustancia más abundante en la biosfera, dónde la encontramos en sus tres estados y es además el componente mayoritario de los seres vivos, pues entre el 65 y el 95% del peso de la mayor parte de las formas vivas es agua. El agua es el principal e imprescindible componente del cuerpo humano. El ser humano no puede estar sin beberla más de cinco o seis días sin poner en peligro su vida. El cuerpo humano tiene un 75 % de agua al nacer y cerca del 60 % en la edad adulta. Aproximadamente el 60 % de este agua se encuentra en el interior de las células (agua intracelular). El resto (agua extracelular) es la que circula en la sangre y baña los tejidos.
Propiedades del agua
Acción disolvente
El agua es el líquido que más sustancias disuelve, por eso decimos que es el disolvente universal. Esta propiedad, muy importante para la vida, se debe a la polaridad de la molécula de agua y su capacidad para interaccionar con otras sustancias que presenten grupos polares o con carga iónica (alcoholes, azúcares con grupos -OH, aminoácidos y proteínas con grupos que presentan cargas positivas y negativas), lo que da lugar
a disoluciones moleculares . También las moléculas de agua pueden disolver sustancias salinas que se disocian formando disoluciones iónicas . La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones: Ser el medio donde ocurren las reacciones del metabolismo. Servir como sistema de transporte. Alta tensión superficial Gran calor específico
También esta propiedad está en relación con los puentes de hidrógeno que se forman entre las moléculas de agua. El agua puede absorber grandes cantidades de "calor" que utiliza para romper los puentes de hidrógeno por lo que la temperatura se eleva muy lentamente. Esto permite que el citoplasma acuoso sirva de protección ante los cambios de temperatura. Así se mantiene la temperatura constante. Elevado calor de vaporización
Sirve el mismo razonamiento, también los puentes de hidrógeno son los responsables de esta propiedad. Para evaporar el agua, primero hay que romper los puentes y posteriormente dotar a las moléculas de agua de la suficiente energía cinética para pasar de la fase líquida a la gaseosa. Para evaporar un gramo de agua se precisan 540 calorías, a una temperatura de 20º C. La “irregularidad” en la densidad del agua
En estado líquido, el agua es más densa que en estado sólido. Por ello, el hielo flota
en el agua. Esto es debido a que los puentes de hidrógeno formados a temperaturas bajo cero unen a las moléculas de agua ocupando mayor volumen.
Funciones del agua
Las funciones del agua se relacionan íntimamente con las propiedades anteriormente descritas. Se podrían resumir en los siguientes puntos:
1. Soporte o medio donde ocurren las reacciones metabólicas. 2. Amortiguador térmico. 3. Transporte de sustancias. 4. Lubricante, amortiguadora del roce entre órganos. 5. Favorece la circulación y turgencia. 6. Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos. 7. Puede intervenir como reactivo en reacciones del metabolismo, aportando
hidrogeniones o hidroxilos al medio.
SALES MINERALES Son elementos que el cuerpo requiere en cantidades pequeñas y su función es reguladora y se pueden encontrar en los seres vivos en tres formas: Precipitados, Disueltas en forma de iones o asociadas a otras moléculas. Precipitadas.- Se forman por la unión de un ácido con una base liberando agua por lo tanto van a formar precipitados, de formas de estructura duras, dándoles protección al ser que los posee
Disueltas.- al disolverse las sales en agua manifiestan cargas positivas y negativas por las que pueden realizar las siguientes funciones: ·
Mantener el grado de grado de salinidad.
·
Amortiguar cambios de pH, mediante el efecto tampón.
·
Controlar la contracción muscular
·
Producir gradientes electroquímicos
·
Estabilizar dispersiones coloidales.
Asociadas a otras moléculas.- al asociarse a otras les permite realizar funciones como transportar oxigeno
Función de las sales minerales Al igual de las vitaminas, no aportan energía sino que cumplen otras funciones: •
Forman parte de la estructura ósea y dental (calcio, fósforo, magnesio y flúor).
•
Regulan el balance del agua dentro y fuera de las células (electrolitos). También conocido como proceso de Ósmosis.
•
Intervienen en la excitabilidad nerviosa y en la actividad muscular (calcio, magnesio).
•
Permiten la entrada de sustancias a las células (la glucosa necesita del sodio para poder ser aprovechada como fuente de energía a nivel celular).
•
Colaboran en procesos metabólicos (el cromo es necesario para el funcionamiento de la insulina, el selenio participa como un antioxidante).
•
Intervienen en el buen funcionamiento del sistema inmunológico (zinc, selenio, cobre).
•
Además, forman parte de moléculas de gran tamaño como la hemoglobina de la sangre y la clorofila en los vegetales
BIOMOLECULAS ORGANICAS También se las conoce como Principios inmediatos están combinados con C, H, O.
Dentro de las Biomoléculas orgánicas encontramos a los Glúcidos, Lípidos, Ácidos Grasos.
Glúcidos Los glúcidos son biomoléculas formadas básicamente por carbono (C),hidrógeno (H) y oxígeno (O). Reciben también el nombre de azúcares, carbohidratos o hidratos de carbono. La importancia biológica principal de este tipo de moléculas es que actúan como reserva de energía o pueden conferir estructura, tanto a nivel molecular (forman nucleótidos), como a nivel celular (pared vegetal) o tisular (tejidos vegetales de sostén, con celulosa).
Combustible: los monosacáridos se pueden oxidar totalmente, obteniendo unas 4 KCal/g. Reserva energética: el almidón y el glucógeno son polisacáridos que acumulan gran cantidad de energía en su estructura, por lo que sirven para guardar energía excedente y utilizarla en momentos de necesidad. Formadores de estructuras: la celulosa o la quitina son ejemplos de polisacáridos que otorgan estructura resistente al organismo que las posee. CLASIFICACION DE LOS GLÚCIDOS
Monosacáridos
Tetrosas (Triosa) Pentosa (Ribosa) Hexosa (Manosa)
Disacáridos
Maltosa Lactosa Celobiosa Sacarosa Isomaltosa
Polisacáridos
Almidón Glucógeno Celulosa
MONOSACARIDOS
Tetrosas.-
Las tetrosas son monosacáridos (glúcidos simples) formados por una cadena de cuatro átomos de carbono.
Ribosa.- La ribosa es una pentosa o monosacárido de cinco átomos de carbono de alta relevancia biológica en los seres vivos al constituir uno de los principales
componentes del ácido ribonucleico en su forma cíclica, y de otros nucleótidos no nucleicos como el ATP.
Manosa.-
La manosa es un azúcar simple o [monosacárido] de 6 átomos de
carbono, que se encuentra formando parte de algunos polisacáridos de las plantas (como el manano, el glucomanano, etc.), y en algunas glucoproteínas animales. Dentro de la manosa encontramos a la glucosa que es la primera fuente de energía, es el segundo compuesto orgánico más abundante de la naturaleza, el primer compuesto es la celulosa.
DISACARIDOS Los disacáridos son un tipo de glúcidos formados por la condensación (unión) de dos azúcares monosacáridos iguales o distintos mediante un enlace O-glucosídico (con pérdida de una molécula de agua)
Principales disacáridos Los principales disacáridos de interés biológico son los siguientes: •
Maltosa: Se encuentra libre de forma natural en la malta, de donde recibe el
nombre y forma parte de varios polisacáridos de reserva (almidón y glucógeno), de los que se obtiene por hidrólisis. La malta se extrae de los granos de cereal, ricos en almidón, germinados. Se usa para fabricar cerveza, whisky y otras bebidas. La molécula tiene características reductoras.
•
Lactosa o azúcar de la leche: Se encuentra libre en la leche de los mamíferos.
Gran parte de la población mundial presenta la llamada “intolerancia a la lactosa”, que es una enfermedad caracterizada por la afectación más o menos grave de la mucosa intestinal que es incapaz de digerir la lactosa.
•
Sacarosa o azúcar de caña y remolacha: Es el azúcar que se obtiene
industrialmente y se comercializa en el mercado como edulcorante habitual. Además, se halla muy bien representada en la naturaleza en frutos, semillas, néctar, etc. No posee carácter reductor debido a que los carbonos anoméricos están unidos entre sí.
•
Celobiosa: Presente en la molécula de celulosa y no se encuentra libre.
•
Isomaltosa: Está presente en los polisacáridos “almidón” y “glucógeno” y no se
halla libre.
POLISACARIDOS Los polisacáridos son biomoléculas formadas
por
la
unión
de
más
de
10 monosacáridos. Se encuentran entre los glúcidos, y cumplen funciones diversas, sobre todo de reservas energéticas y estructurales Almidón.- es el principal polisacárido1 de reserva de la mayoría de los vegetales, y la fuente de calorías más importante consumida por el ser humano.
Es un constituyente imprescindible en los alimentos en los que está presente, desde el
punto de vista nutricional. Gran parte de las propiedades de la harina y de los productos de panadería y repostería pueden explicarse conociendo las características del almidón.
Glucógeno.-
El
glucógeno
representa
la
principal
forma
de almacenamiento de carbohidratos tanto en animales como en las plantas. Cuando existe una disminución significativa de glucosa en sangre, el glucógeno es degradado por medio de una serie de enzimas para cubrir las necesidades energéticas de nuestro organismo.
Celulosa.-Es el primer compuesto orgánico más abundante de la naturaleza. La celulosa es la sustancia que más frecuentemente se encuentra en la pared de las
células vegetales, constituye la materia prima del papel y de los tejidos de fibras
naturales. También se utiliza en la fabricación de explosivos (el más conocido es la nitrocelulosa o "pólvora para armas"), celuloide, seda artificial, barnices y se utiliza como aislamiento térmico y acústico, como producto derivado del papel reciclado triturado.
Lípidos Proviene de la palabra LYPOS, los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas (la mayoría biomoléculas) compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor
medida oxígeno,
contener fósforo, azufre y nitrógeno.
aunque Tienen
como
ser hidrófobas (insolubles en agua)
ACIDOS GRASOS
también característica
pueden principal
el
Un ácido graso es una Biomoléculas de naturaleza lipídica formada por una larga cadena hidrocarbonada lineal, de diferente longitud o número de átomos de carbono, en cuyo extremo hay un grupo carboxilo (son ácidos orgánicos de cadena larga). Cada átomo de carbono se une al siguiente y al precedente por medio de un enlace covalente sencillo o doble.
Esto puede generar la enfermedad de arteriosclerosis GRASAS.- cadena alifática al final de la cadena. Se forman en 2 grupos: SATURADOS .- reino animal (estos son sólidos.) •
Aceite de coco, aceite de cacao (reino vegetal)
•
Sebo de manteca Esto es el colesterol malo.
INSATURADOS.- reino vegetal (estos son líquidos) •
Aceite de soya
•
Aceite de coco
•
Aceite de almendras
•
Aceite de oliva Esto es colesterol bueno.
ACIDOS GRASOS ISATURADOS Oleico, linoleico, araquidónico
PROTEÍNAS PROTOS .- C, H, O, N, S, FE.CU, P. Unidad por enlaces peptídicos (AMINOACIDOS) FORMA PARTE DE: UÑAS TEJIDOS MUSCULOS TENDONES PIEL ETC.
FUNCIONES : Metabólicas y Reguladores
Son la base, estructura .ADN. 1gr es igual a 4 calorías Se dividen en:
HALOPROTEINAS (AMINOACIDOS) 1) GLOBULARES (esféricas)
PROTOMINAS.- están asociadas al ADN son solubles en agua
HISTONAS.- son básicas de peso molecular algo mayor y constituyen junto a los ácidos nucleicos los cromosomas.
PROLAMINAS. - Saludables en agua (semillas vegetales son ricas en pro lamina)
GLUTENINAS.- Son saludables en agua pero son saludables en ácidos y bases diluidas.
ALBUMINAS.- Presentan todos los aminoácidos desempeñan funciones nutritivas y sirven de transporte de sustancias.
GLOBULINA.- proteínas saludables en disoluciones salinas, actúan como anticuerpos.
2) FILAMENTOS O ESTRUCTURALES (son lineales)
COLAGENO.- Son las proteínas más abundantes en mamíferos, se encuentran en tejido conjuntivo, cartilaginoso y óseo tienen en función estructural.
QUERATINA.- son proteínas ricas en cisteínas tienen función protectora y estructural. Ejemplo ALFAQUERATINA
MIOSINA Y ACTINA .- Se encuentran en el musculo se encarga de la regulación y contracción del musculo.
ELASTINA.- se encuentran en el tejido conjuntivo forman parte de los tendones, ligamentos y vasos sanguíneos.
FIBROINAS. - Tienen función estructural y resistencia mecánica.
HETEROPROTEINAS (AMINOACIDOS) y otras moléculas no proteínas
GRUPO PROTESTICO GLUCOPROTEINAS NUCLEOPROTEINAS FOSFOPROTEINAS LIPOPROTEINAS
GLUCO PROTEINAS .- su grupo prostético es un glúcido desempeñan función encima ticas hormonales de coagulación o de transporte. Ejemplo INMUNO GLOBULINA.
NUCLEOPROTEINAS .- son las proteínas cuyo grupo proteico es el ácido nucleico ejemplo histona y protaminas.
FOSFOPROTEINAS .- su grupo prostético es el ácido fosfórico ejemplo Caseína (leche) Vitelina (huevo).
LIPOPROTEINAS .- Es grupo proteico es un lípido y generalmente está en un ácido graso.