Biomoléculas: Proteínas, polisacáridos, ácidos nucleicos y lípidos.

HIDRATOS DE CARBONO

Son compuestos esenciales de los organismos vivos y son la clase más abundante de moléculas biológicas.

•Los carbohidratos o sacáridos (del griego: sakcharón, azúcar)

Son compuestos en los que n átomos de carbono parecen estar hidratados con n moléculas de agua

El nombre carbohidratos significa literalmente hidratos de carbono y proviene de su composición química, que para muchos de ellos es (C·H2O)n , donde n 3.

Las unidades básicas de los carbohidratos son los monosacáridos

Los oligosacáridos contienen de dos a diez unidades de monosacáridos unidas covalentemente

•Por su parte, los polisacáridos están constituidos por gran número de unidades de monosacáridos unidos covalentemente

La glucosa es el monosacárido más abundante; tiene 6 átomos de carbono y es el combustible principal para la mayoría de los organismos

Clasificación Monosacáridos

número de átomos de carbono naturaleza química de su grupo carbonilo

Si éste es aldehído el monosacárido recibe el nombre genérico de aldosa, y si es cetónico el monosacárido se le designa como cetosa.

NATURALEZA QUÍMICA DE SU GRUPO CARBONILO

•La combinación de ambas nomenclaturas anteriores permite denominar con el término aldohexosa a un azúcar (-osa) de seis átomos de carbono (-hex-), cuyo carbono carbonílico es una aldosa (aldo-).

aldo

3 átomos de C triosa C3H6O3

cetoaldo

4 átomos de C tetrosa C4H8O4

cetoaldo

5 átomos de C pentosa C5H10O5

cetoaldo

6 átomos de C hexosa C6H12O6

ceto

La D-Glucosa se cicla por reacción del hidroxilo del carbono 5 (C-5) con el grupo carbonilo del aldehido, dando lugar a un anillo hexagonal de piranosa, por similitud con el anillo de pirano

La presencia de cinco o de seis carbonos en la cadena proporciona a estos compuestos la posibilidad de formar estructuras de anillo muy estables

Los disacáridos y polisacáridos se forman por reacciones decondensación, en las que las unidades de monosacárido se unencovalentemente con la eliminación de una molécula de agua.

Los Disacáridos

•Son dímeros formados por dos moléculas de monosacáridos, iguales o diferentes, unidas mediante enlace glucosídico.

O

CH2OH

O

O

CH2OH

1* 4 *

Enlace (1,4)Enlace (1,1)

1*1*O

CH2OH

O

CH2OH

O

Glúcidos unidos por dos monosacáridos. Blancos, dulces y solubles en agua.

Glúcidos complejos formados por centenares o millares de monosacáridos. Poco solubles en agua, no dulces.

•Es la principal reserva de hidratos de carbono que sintetizan las plantas y es también la principal fuente de glucosa para la alimentación de los animales

Funciones fisiológicas de los carbohidratos

•Son piezas fundamentales de muchas rutas metabólicas esenciales para la obtención de energía

•La glucosa actúa en el organismo como combustible energético de uso rápido

•Algunos monosacáridos y disacáridos como la fructosa o la sacarosa son responsables del sabor dulce de muchos frutos, con lo que se hacen más atractivos a los agentes dispersantes de las semillas

•Los polisacáridos como almidón o glucógeno tienen funciones de reserva energética en plantas

•Polisacáridos tienen funciones estructurales. Ya hemos citado el caso de la celulosa, principal componente de las paredes celulares vegetales

LÍPIDOS

Las grasas y los aceites contienen mayor energía química que loscarbohidratos Las grasas producen 9,3 kilocalorías por gramoLos carbohidratos producen 3,79 kilocalorías por gramo

Los lípidos suponen una media del 40% de los requerimientos energéticos de los seres humanos (aunque no se aconseja que este valor sobrepase el 30%), y muchos animales.

Las plantas los utilizan como reserva energética en las semillas, pero no dependen de ellos como fuente energética.

Clasificación de los lípidos

SaponificablesContienen ácidos grasos

NO saponificablesNO contienen ácidos grasos

Acil glicéridosCerasFosfolípidosGlucolípidos

TerpenosEsteroidesProstaglandinas

simples

complejos

ÁCIDOS GRASOS

SE CONOCEN UNOS 70 ÁCIDOS GRASOS QUE SE PUEDEN CLASIFICAR EN DOS GRUPOS

Los ácidos grasos saturados sólo tienen enlaces simples entre los átomos de carbono.

Son ejemplos de este tipo de ácidos el mirístico (14C);el palmítico (16C) y el esteárico (18C) .

Los ácidos grasos insaturados tienen uno o varios enlaces dobles en su cadena y sus moléculas presentan codos, con cambios de dirección en los lugares dónde aparece un doble enlace.

Son ejemplos el oléico (18C, un doble enlace) y el linoleíco (18C y dos dobles enlaces).

Estos compuestos tienen la particularidad de ser anfipáticos, es decir tienen una parte polar y otra apolar (o no polar), con lo cual pueden interactuar con sustancias de propìedades dispares.

La cadena alifática apolar y por tanto, soluble en disolventes orgánicos (lipófila)

SOLUBILIDAD Moléculas anfipáticas

grupo carboxilo polar soluble en agua (hidrófilo).

Lípidos simples

Acilglicéridos

Son lípidos simples formados por la esterificación de una,dos o tres moléculas de ácidos grasos con una molécula de glicerina. También reciben el nombre de glicéridos o grasas simples

Según el número de ácidos grasos, se distinguen tres tipos de estos lípidos:

•los monoglicéridos, que contienen una molécula de ácido graso

•los diglicéridos, con dos moléculas de ácidos grasos

•los triglicéridos, con tres moléculas de ácidos grasos.

Clasificación.

Atendiendo a la temperatura de fusión se clasifican en:

A) Aceites. ácidos grasos Insaturados o de cadena corta o ambas. Líquidos

B) Mantecas. Ácidos grasos saturados e insaturados. Semisólida

C) Sebos. Ácidos grasos saturados. Sólidos

Las ceras son ésteres de ácidos grasos de cadena larga, con alcoholes

también de cadena larga.

En general son sólidas y totalmente insolubles en agua. Todas las funciones

que realizan están relacionadas con su impermeabilidad al agua y con su

consistencia firme.

Pelo , la piel,las hojas, frutos, están cubiertas de una capa cérea protectora.

Una de las ceras más conocidas es la que segregan las abejas para

confeccionar su panal.

Lípidos simples

Ceras

cera de abeja

Lípidos complejos

Son lípidos saponificables en cuya estructura molecular además de carbono, hidrógeno y oxígeno, hay también nitrógeno,fósforo, azufre o un glúcido.

Son las principales moléculas constitutivas de la doble capa lipídica de la membrana, por lo que también se llaman lípidos de membrana. Son tammbién moléculas anfipáticas.

Fosfolípidos Glicolípidos

Fosfolípidos

Se caracterizan por presentar un ácido ortofosfórico en su zona polar.

Son las moléculas más abundantes de la membrana citoplasmática.

Glucolípidos

Son lípidos complejos que se caracterizan por poseer un glúcido.

Se encuentran formando parte de las bicapas lipídicas de las membranas de todas las células, especialmente de las neuronas.

Se sitúan en la cara externa de la membrana celular, en donde realizan una función de relación celular, siendo receptores de moléculas externas que darán lugar a respuestas celulares.

Los glucolípidos son lípidos con azúcar, el tercer carbono de la molécula de glicerol no está ocupado por un grupo fosfato, sino por una cadena decarbohidrato corta.

Importantes componentes de las membranascelulares.

Función de reserva. Son la principal reserva energética del organismo.

Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas.

Función biocatalizadora. En este papel los lípidos favorecen o facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta función las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.

Función transportadora. El tranporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de destino se raliza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los proteolípidos.

Funciones de los lípidos

Aminoácidos y

Proteínas

Composición química de una célula bacteriana

% del peso total celular

Tipos de cada molécula

Agua 70 1

Iones inorgánicos 1 20

Otras pequeñas molec. 0,2 ~300

Macromoléculas:

Proteínas

Ácidos nucleicos

Polisacários

Lípidos, Carbohidratos

26 ~ 3000

PROTEINAS

SON POLIMEROS DE RESIDUOS DE AA, UNIDOS POR UN TIPO ESPECIAL DE ENLACE COVALENTE (ENLACE PEPTIDICO)

PRIMER AA AISLADO: 1920 A PARTIR DE LA GELATINAMAS RECIENTE: 1935 TREONINA HIDROLIZADO DE FIBRINA

20 AA SON LOS MAS COMUNES EN LAS PROTEINASSUS NOMBRES SE DERIVAN DE LA FUENTE DE AISLAMIENTO:

ASPARAGINA (ESPARRAGO) TIROSINA (QUESO EN GRIEGO TYRUS) GLICINA (DULCE EN GRIEGO GLYCOS)

EL AMINOACIDO

LA FORMULA GENERAL DE UN AMINOÁCIDO ES

H

NH2 C COOH

R

átomo carbono α

grupo aminogrupo carboxilo

grupo cadena lateral

LOS AA SE DIFERENCIAN POR SUS CADENAS LATERALES(ESTRUCTURA, TAMANO, CARGA ELECTRICA, ETC..)

Nomenclatura

A pH 7 tanto el grupo amino como el carboxilo

están ionizados

H

NH3 C COO

R

+

CLASIFICACIÓN DE LOS AA

R

GRUPOS R: NO POLARES HIDROFOBICOS (ESTABILIZAN LAS PROTEINAS)

CADENA AROMATICAS HIDROFOBICAS AUNQUE PUEDEN INTERACCIONAR IMPORTANCIA EN ABSORCION

FORMAN ENLACES DE H CON EL AGUA : MAS SOLUBLES EN AGUA E HIDROFILICOS QUE LOS AA NO POLARES

LA CISTEINA SE REDUCE A CISTINA (DIMERO DE CISTEINA UNIDOS POR PUENTES DISULFURO) QUE TIENEN GRAN IMPORTANCIA EN LOS PLEGAMIENTOS