biomolÉculas carbohidratos y lípidos. contenido objetivos de la clase identificar las...

BIOMOLÉCULASCarbohidratos y

Lípidos

Contenido

Objetivos de la clase

Identificar las características estructurales y funcionales de las biomoléculas como parte de los seres vivos

Definir el concepto de carbohidratos y lípidos

Explicar las características estructurales y funcionales de azúcares y lípidos

Objetivos de laboratorio

Comprobar cualitativamente la presencia de carbohidratos y lípidos en material orgánico, macroscópicamente y microscópicamente

Manejar correctamente el microscopio óptico compuesto

Organización de la materia orgánica

La estructuración de las células y su actividad metabólica dependen de las características de las moléculas que las constituyen.

Una célula está estructurada de organelos, estos

de moléculas y estas a su vez de átomos.

Un tejido está formado por células que poseen variedad de organelos.

Los organelos están formados por moléculas y éstas a su vez de átomos

Moléculas biológicas Componentes característicos de la

célula Compuestos que contienen carbono Estables, gran variedad, diversidad

de formas, tamaños y funciones Existen cuatro tipos de moléculas

presentes en los organismos vivos Carbohidratos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos

CARBOHIDRATOS

PROTEÍNAS ÁCIDOS

NUCLEICOS

LÍPIDOS

Forman polímeros

Aprox. 80-90% del peso seco de la célula

No forman polímeros

Moléculas biológicas

CARBOHIDRATOS

CARBOHIDRATOS

Término que se utilizó para referirse a sustancias que existen en forma natural y con una composición química de acuerdo a la fórmula (CH2O)n o sea carbono- hidrato

Sin embargo, químicamente son derivados aldehídicos o cetónicos de alcoholes superiores polivalentes o sustancias que producen estos compuestos por hidrólisis

CARBOHIDRATOS

Fórmula general (CH2O)n Solubles en agua Funciones: reserva de energía y

estructurales Incluyen:

Monosacáridos o azúcares simples Disacàridos Oligosacáridos Polisacáridos

La palabra “sacárido” deriva del griego SAKCHAR, “azúcar”, “dulzura”.

Monosacáridos Llamados azúcares simples, no pueden ser

hidrolizados en moléculas más sencillas

Estos pueden ser:1. Según el número de átomos de

carbonos que poseen: Triosas 3 C Tetrosas 4 C Pentosas 5 C Hexosas 6 C Heptosas 7 C

2. Según contengan en su estructura el grupo ALDEHIDICO ó CETONICO:

Aldosas (grupo aldehídico)

Cetosas (grupo cetónico)El término

OSA= nomenclatura

de carbohidratos.

Ciclación de los monosacáridosEn la naturaleza los monosacáridos existen de forma cíclica.

IMPORTANCIA BIOLÓGICA DE LOS AZÚCARES

Nuestro organismo únicamente utiliza los D-carbohidratos

Carbohidrato metabólicamente más activo: GLUCOSA

Otras hexosas se isomerizan a glucosa

Los carbohidratos proporcionan 4.3 Kcal por gramo

Glucosa: Monosacárido más importante en nuestro metabolismo, es una aldohexosa(6 carbonos).Las formas en las que se puede representar son:

Fuente de energía de primera mano

Está presente en polisacáridos –glucógeno y almidón

Isómeros a y b de la glucosa

Cuando la glucosa forma anillos, el grupo OH del carbono 1, puede observarse orientado

hacia abajo (isómero a)

hacia arriba (isómero b)

DisacáridosSon azúcares compuestos de 2 residuos de

monosacáridos unidos por un enlace glucosídico Este enlace se forma por una reacción de

deshidratación y se rompe por hidrólisis

Disacáridos importantesLACTOSA: galactosa +

glucosa Enlace β (14)Presente en la

leche de los mamíferos

MALTOSA:glucosa + glucosa

Enlace α (14)Disacárido producto de la hidrólisis del almidón y del glucógeno

SACAROSA: glucosa +

fructosa Enlace α (12)

Llamada también Sucrosa o azúcar de

mesa

Oligosacáridos OLIGO: pocos Cadenas cortas de 3 -

14 residuos de monosacáridos unidos mediante enlace glucosídico.

En membrana celular sirven como moléculas de señalización, unidos a lípidos y proteínas

oligosacáridos

Polisacáridos

POLI: muchos Polímeros de azúcares simples unidos por enlace glucosídico

Sustancias de peso molecular muy alto

Forman dispersiones coloidales en agua

Funciones de los polisacáridosFunción Ejemplo de

polisacáridosOrganismos que los poseen

Almacenamiento energético

AlmidónGlucógeno

Vegetales (plastidios)Animales (gránulos)Hongos

Estructural CelulosaQuitina

Glucosaminogli-canos

Vegetales (pared)Animales (exoesqueleto)Hongos (pared)Animales (matriz extracelular)

Glucógeno Forma como se almacena la energía química

de carbohidratos en hígado y músculos de los animales

Constituido por monómeros de Glucosa unidas por enlaces glucosídicos a (14)

Posee puntos de ramificación cada 11 a 18 unidades de glucosa (con enlaces α (16).

Almidón Forma como se almacena la energía química de

los azúcares en amiloplastos de los vegetales Contiene dos polímeros distintos : amilosa y

amilopectina

Amilosa: polímero lineal de glucosas con enlaces α(14) en forma de hélices, representa un 25% del almidón total.

Gránulos de Almidón

Amilopectina: polímero similar al glucógeno con puntos de ramificación cada 24 a 30 unidades

Reacción del Lugol : Este método se usa para identificar polisacáridos. El almidón en contacto con unas gotas de Reactivo de Lugol, solución de I2 y de KI (disolución de yodo y yoduro potásico) toma un color azul-violeta característico.

Celulosa Polímero lineal de glucosa unida por enlaces b

(14) Estructura las paredes de células vegetales Es un polisacárido indigerible por los animales y

constituye la fibra dietética

Otros polisacáridos estructurales

Quitina: constituye la pared celular de hongos, cubierta externa de insectos, arañas y crustáceos. No ramificado, formado por el azúcar N-acetilglucosamina

Glucosaminoglucanos: Forma parte de la matriz extracelular que rodea a las células

LÍPIDOS El término lípidos del griego lipos, que

significa “grasa”.

Moléculas no polares presentes en la naturaleza casi o totalmente insolubles en agua

Son solubles en solventes orgánicos no polares, como el éter y el alcohol

Conformados por carbono, hidrógeno, oxígeno, algunas veces fósforo

LÍPIDOS

Algunos de ellos deben ingerirse en la dieta (nutricionalmente esenciales) y otros pueden ser sintetizados por el organismo

Proporcionan mayor energía por gramo que los glúcidos (carbohidratos)

Funciones de los lípidos Componentes de las membranas

biológicas Forma de almacenamiento de carbono y

energía, > energía por gramo comparado a carbohidrato

Precursores de otras importantes sustancias

Constituyen barreras aislantes para evitar golpes térmicos, eléctricos y físicos.

Cubiertas protectoras que mantienen equilibrio hídrico

Algunos son vitaminas y hormonas.

LÍPIDOS

Simples: Esteres de ácidos

grasos con diversos alcoholes.

Grasas: ésteres de ácidos grasos con el glicerol, una grasa en estado líquido se conoce como aceite.

Ceras: ésteres de ácidos grasos con alcoholes monohídricos de peso molecular más elevado.

Compuestos:Esteres de ácidos grasos que contienen otros grupos químicos además de un alcohol y del ácido graso.

Otros

Los lípidos pueden clasificarse según su composición en:

Clasificación de los lípidos

Tipo de lípidos Ejemplos

Simples Ácidos grasosMono, di y triacilglicerolesCeras

Complejos Fosforilados (Glicerofosfolípidos y esfingofosfolípidos)Glucolípidos (Cerebrósidos y gangliósidos

Otros tipos Esteroides (colesterol y derivados)

LÍPIDOS SIMPLES

Ácidos grasosMoléculas

anfipáticasconstituidas por:

Una cadena hidrocarbonada (extremo hidrofóbico)

Un grupo carboxilo (extremo hidrofílico)

TIPOS DE ÁCIDOS GRASOS Saturados: carecen

de dobles enlaces (sólidos a temperatura ambiente)

Insaturados: poseen uno o más dobles enlaces (líquidos a temperatura ambiente)

ACIDOS GRASOSSATURADOS

ACIDOS GRASOSINSATURADOS

Triacilgliceroles Llamados triglicéridos En animales se almacena

dentro de células del tejido adiposo (adipocitos) y están formados en su mayoría por ácidos grasos saturadosLos lípidos se

colorean selectivamente de rojo-anaranjado con el colorante Sudán IV.

Micrografía electrónica de barrido que permite apreciar el arreglo de los adipocitos en el tejido adiposo

En plantas están formados en su mayoría por ácidos grasos insaturados, Las grasas líquidas a temperatura ambiente se denominan aceites.

Grasas neutras animal -triglicéridos Son ésteres del alcohol glicerol (posee 3

átomos de carbono) y ácidos grasos

Un ácido graso: Monoacilgliceroles Dos ácidos grasos: Diacilgliceroles Tres ácidos grasos: Triacilgliceroles (forma

como se encuentran las grasas en animales)

LÍPIDOS COMPLEJOS

Lípidos Fosforilados ó Fosfolípidos

Su principal función es constituir las membranas celulares

Tienen carácter anfipático porque poseen un grupo fosfato

Se clasifican en:• Glicerofosfolípidos cuando posee ácidos

grasos unidos al alcohol glicerol• Esfingofosfolípidos cuando posee ácidos

grasos unidos al alcohol esfingosina

Moléculas anfipáticas constituyentes de membranas

Posee solo dos cadenas de ácido graso-diacilglicerol-un hidroxilo está unido a un grupo fosfato que le da alta propiedad hidrofílica a un extremo

FOSFOLÍPIDOS

GlicerofosfolípidosDerivados del

ácido fosfatídico que posee: GlicerolDos ácidos grasosGrupo fosfato

Ejemplos:FosfatidiletanolaminaFosfatidilcolinaFosfatidilserinaFofatidiltreoninaFosfatidilinositol

ESFINGOFOSFOLÍPIDOS

Contienen el alcohol esfinfosina

Un ácido grasoAcido fosfóricoAlcohol aminado

como colina

Ejemplo: esfingomielina, presente en la vaina de mielina de los nervios de conducción rápida

GLUCOLÍPIDOSEl alcohol presente es

la esfingosinaPresentes en

membranas celularesSon anfipáticosPoseen carbohidratos

cerebrósidos (un sólo monosacárido) y gangliósidos (más de un monosacárido o un azúcar ácido)

OTROS TIPOS DE LÍPIDOS

Esteroides Los esteroides se

construyen alrededor de un esqueleto de cuatro anillos de hidrocarburo

El más importante es el colesterol

Colesterol

ColesterolEs componente

de membranas celulares de animales y precursor de hormonas como: testosterona, progesterona y estrógenos

TODO EN EXCESO ES DAÑINOGLICEMIA = DIABETESCOLESTEROL TRIGLICÉRIDOS = INFARTOS, PRESIÓN ALTA

TODO EN EXCESO ES DAÑINOGLICEMIA = DIABETESCOLESTEROL TRIGLICÉRIDOS = INFARTOS, PRESIÓN ALTA

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