BIOMOLECULAS
BIOMOLECULAS 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, Hidrogeno, Oxígeno, Nitrógeno, existen macromoléculas y polímeros, representando alrededor del 99 % de la masa de la mayoría de las células, con ellos se crean todo tipos de sustancias o biomoléculas (proteínas). Las biomoléculas se clasifican, atendiendo a su composición: las biomoléculas inorgánicas son las que no están formadas por cadenas de carbono e hidrógeno, como son el agua, las sales minerales o los gases. Las moléculas orgánicas están formadas por cadenas de carbono y se denominan glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Biomolécula Inorgánica EL AGUA La vida se apoya en el comportamiento anormal del 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. En las medusas, puede alcanzar el 98% del volumen del animal y en la lechuga, el 97% del volumen de la planta. Estructuras como el líquido interno de animales o plantas, embriones o tejidos conjuntivos suelen contener gran cantidad de agua. Otras estructuras, como semillas, huesos, pelo, escamas o dientes poseen poca cantidad de agua en su composición. El agua fue además el soporte donde surgió la vida. Molécula con un extraño comportamiento que la convierten en una sustancia diferente a la mayoría de los líquidos, posee unas extraordinarias propiedades físicas y químicas que son responsables de su importancia biológica. Durante la evolución de la vida, los organismos se han adaptado al ambiente acuoso y han desarrollado sistemas que les permiten aprovechar las inusitadas propiedades del agua. SALES MINERALES Además del agua existen otras biomoléculas inorgánicas como las sales minerales. En función de su solubilidad en agua se distinguen dos tipos: insolubles y solubles.
1. Sales insolubles en agua Forman estructuras sólidas, que suelen tener función de sostén o protectora, como:
Esqueleto interno de vertebrados, en el que encontramos: fosfatos, cloruros, y carbonatos de calcio. Caparazones de carbonato cálcico de crustáceos y moluscos. Endurecimiento de células vegetales, como en gramíneas (impregnación con sílice). Otolitos del oído interno, formados por cristales de carbonato cálcico (equilibrio). 2. Sales solubles en agua Se encuentran disociadas en sus iones (cationes y aniones) que son los responsables de su actividad biológica. Desempeñan las siguientes funciones: Funciones catalíticas. Algunos iones, como el Cu+, Mn 2+, Mg2+, Zn+,...actúan como cofactores enzimáticos. Funciones osmóticas. Intervienen en los procesos relacionados con la distribución de agua entre el interior celular y el medio donde vive esa célula. Los iones de Na, K, Cl y Ca, participan en la generación de gradientes electroquímicos, imprescindibles en el mantenimiento del potencial de membrana y del potencial de acción y en la sinapsis neuronal. Función tamponadora. Se lleva a cabo por los sistemas carbonato-bicarbonato, y también por el monofosfato-bifosfato.
La mioglobina tiene como núcleo central al Fe Se las encuentra en 3 formas; precitadas, disueltas en forma de iones y asociadas a otras moléculas. Precipitados; se forman ácidos y más base y son estructuras muy duras como en las conchas. Disueltas en forma de iones; cumple funciones como mantener el grado de salinidad a amortiguar cambios de pH o efecto tampón, controlar la contracción muscular, producir gradientes electroquímicas, estabilizar dispersiones coloidales. Asociadas a otras moléculas; la hemoglobina tiene que transportar sangre y se junta al Hierro para cumplir esta función. Biomoléculas orgánicas o principios inmediatos Están formados por C,H,O y donde se encuentran los glúcidos o carbohidratos o hidratos de carbono o azucares. GLÚCIDOS
Son moléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Son las principales moléculas de reserva energética que se localizan en casi todos los seres vivos, aunque ésta no es su única función, ya que algunos presentan función
estructural. Son moléculas muy diversas que se forman de la unión de moléculas más pequeñas llamadas azúcares o monosacáridos. Hay tres tipos principales de glúcidos que se clasifican según el número de unidades de azúcares que constituyen la molécula. Así podemos distinguir tres grupos: •
Monosacáridos.
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Disacáridos.
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Polisacáridos.
MONOSACÁRIDOS •
Son los azúcares más sencillos formados por una unidad de azúcar. La proporción carbono, hidrógeno y oxígeno es 1:2:1, y su fórmula química general es CnH2nOn, siendo n un número de átomos de carbono superior a 3 e inferior a 8.
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Se les ha denominado clásicamente como hidratos de carbono. Se nombran mediante el sufijo "-osa" y un prefijo que indica el número de átomos de carbono de la molécula (tri, tetra, penta, hexa, etc.). Así un monosacarido de 6 átomos de carbono es una hexosa.
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Son solubles en agua y su función biológica está relacionada con la obtención de energía, pues son la principal fuente de energía en los organismos. Los monosacáridos son la unidad estructural de los disacáridos y de los polisacáridos, pudiendo combinarse de formas muy variadas dando lugar a una enorme diversidad de moléculas.
Ejemplos: •
Tetrosas
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Pentosa
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Hexosas
DISACÁRIDOS Son glúcidos que se originan de la unión de dos moléculas de monosacárido iguales o distintos. En el proceso de formación se libera una molécula de agua y se forma un enlace O-glicosídico. Son moléculas solubles en agua, aunque su solubilidad es algo menor que la de los monosacáridos. Los disacáridos suelen ser moléculas de reserva energética que se utilizan cuando se necesita un aporte rápido de energía. Los más importantes son: • Lactosa. Es el azúcar de la leche. Está formado por glucosa y galactosa. • Sacarosa. Es el azúcar de mesa obtenido de la remolacha y de la caña de azúcar. Está formado por glucosa y fructosa. También es abundante en la miel. • Maltosa. Se obtiene de la hidrolisis del almidón del trigo y cebada. Está formado por dos unidades de glucosa.
POLISACÁRIDOS Son los glúcidos más complejos de todos. Estan constituidos por la unión de más de 100 monosacáridos por enlaces glucosídicos. Forman macromoléculas enormes. Al igual que los disacáridos se nombran por su nombre común. Son moléculas muy poco solubles en agua o incluso insolubles debido a su enorme tamaño. Sus funciones principales son servir de reserva energética (almidón y glucógeno) y la formación de estructuras celulares fundamentales para algunos seres vivos como los vegetales. Los más importantes son: • Almidón. Es el polisacárido de reserva en las células vegetales. Se almacena en tubérculos y semillas principalmente. • Glucógeno. Es el polisacárido de reserva en las células animales y de los hongos. • Celulosa. Es un polisacarido estructural que forma la pared celular de las células vegetales. LÍPIDOS
Son biomoléculas insolubles en agua y otros disolventes polares, que poseen brillo y tacto untuoso. Son insolubles en agua y producen calóricas y 1gr de grasas produce 9 cal y se oxida en las mitocondrias. Desde el punto de vista de la estructura química es un grupo muy heterogéneo y diverso. Debido a este hecho presentan múltiples funciones: • Reserva energética. • Estructural. • Reguladora.