BIOMOLECULAS

Las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los seres vivos. Los cuatro bioelementos más abundantes en los seres vivos son el carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N), representando alrededor del 99 por ciento de la masa de la mayoría de las células.

Estos cuatro elementos son los principales componentes de las biomoléculas debido a que:

1.- Permiten la formación de enlaces covalentes entre ellos, compartiendo electrones, debido a su pequeña diferencia de electronegatividad.

2.- Permiten a los átomos de carbono la posibilidad de formar esqueletos tridimensionales –C–C–C– para formar compuestos con número variable de carbonos.

3.- Permiten la formación de enlaces múltiples (dobles y triples) entre C y C, C y O, C y N, así como estructuras lineales ramificadas cíclicas, heterocíclicas, etc.

4.- Permiten la posibilidad de que con pocos elementos se den una enorme variedad de grupos funcionales (alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos, aminas, etc.) con propiedades químicas y físicas diferentes.

Se pueden clasificar en:

a) Biomoléculas inorgánicas: agua y sales minerales

b) Biomoléculas orgánicas: glúcidos (hidratos de carbono), lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

BIOMOLECULAS INORGANICAS

• EL AGUA  
  
  

 Molécula formada por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno (H2O). Es esencial para la supervivencia de todas las formas de vida conocidas. El 60% del peso de un hombre adulto es agua. El agua del cuerpo humano se encuentra en un 63% en el interior de las células y en un 37% en el exterior de las células.

El agua es la única sustancia que existe a temperaturas ordinarias en los tres estados de la materia. Existe en estado sólido como hielo, encontrándose en los glaciares y casquetes polares, y en forma de nieve, granizo y escarcha. Como líquido se halla en las nubes de lluvia formadas por gotas de agua, en forma de rocío en la vegetación, y en océanos, mares, lagos, ríos, etc. Como gas, o vapor de agua, existe en forma de niebla, vapor y nubes.

A pesar de que el agua de los mares y océanos pareciera ser de color azul o azul-verdoso, el agua es incolora. El color observado es el resultado de fenómenos de difusión, absorción, y sobretodo reflexión/refracción de la luz que penetra la superficie marina y oceánica.

• SALES MINERALES 

 

Las sales minerales son biomoléculas inorgánicas que aparecen en los seres vivos de forma precipitada, disuelta en forma de iones o asociada a otras moléculas.

Precipitadas

Las sales se forman por unión de un ácido con una base, liberando agua. En forma precipitada forman estructuras duras, que proporcionan estructura o protección al ser que las posee. Ejemplos son las conchas, los caparazones o los esqueletos.

 

 Disueltas

Las sales disueltas en agua manifiestan cargas positivas o negativas. Los cationes más abundantes en la composición de los seres vivos son Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺... Los aniones más representativos en la composición de los seres vivos son Cl^-, PO₄^3-, CO₃^2-... Las sales disueltas en agua pueden realizar funciones tales como:

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. BIOMOLECULAS ORGANICAS  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. Disacáridos. 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. 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. 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. Entre los monosacáridos más importantes distinguimos: Glucosa Es una hexosa que es la fuente principal de energía de todos los seres vivos. Fructosa Es una hexosa común en las células vegetales. Abunda en muchos frutos. Ribosa y su derivado desoxirribosa Son pentosas que forman parte de los ácidos nucleicos ARN y ADN respectivamente.   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. 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. Se pueden clasificar en: Acilglicéridos. Son moléculas que estructuralmente poseen ácidos grasos y glicerina, que se unen por una reacción de esterificación. Son moléculas mucho más energéticas que los azúcares que forman los aceites y sebos o mantecas. Su función es la de reserva energética a largo plazo. Los más importantes son los triglicéridos que resultan de la unión de tres ácidos grasos con la glicerina.   Fosfolípidos. Son moléculas que poseen ácidos grasos en su estructura. Tienen función estructural y forman la base de todas las membranas celulares, en las que se organizan formando bicapas. ÁCIDOS NUCLEICOS       Están formadas por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. Son macromoléculas formadas por la unión mediante enlaces fosfodiéster de unidades más pequeñas llamadas nucleótidos. Son las moléculas más grandes que se conocen.   Los nucleotidos están formados por tres componentes: Una molécula de ácido fosfórico. Una pentosa. Que puede ser ribosa o desoxiribosa. Una base nitrogenada (adenina, guanina, citosina, timina, uracilo).   Hay dos tipos de ácidos nucleicos atendiendo a la pentosa y las bases nitrogenadas que constituyen los nucleótidos: Ácido desoxirribonucleico o ADN. Los nucleótidos tienen como pentosa desoxirribosa y como bases nitrogenadas adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). Su estructura está formada por dos cadenas de nucleótidos unidos entre sí, que forman una doble hélice. Ácido ribonucleico o ARN. Los nucleótidos tienen como pentosa ribosa y como bases nitrogenadas adenina (A), guanina (G), citosina (C) y uracilo (U). La molécula es lineal formada por una sola cadena de nucleótidos.  Las funciones de los ácidos nucleicos son: El ADN es la molécula portadora de la información genética de un individuo. Dirige la síntesis proteíca y por otro lado transmite la información a las generaciones futuras. El ARN es el transmisor de la información necesaria para la síntesis de proteínas. PROTEÍNAS   Son las biomoléculas más abundantes en los seres vivos. Estan formadas por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Son macromoléculas que están formadas por unidades más sencillas llamadas aminoácidos. Los aminoácidos son moléculas orgánicas que tienen un grupo funcional amino y un grupo funcional carboxilo terminal (ácido), del que deriva su nombre aminoácido. El grupo amino siempre se localiza en el segundo átomo de carbono. Una proteína no es más que una o varias secuencias lineales de aminoácidos que se unen entre sí por el para originar un peptído o proteína. Atendiendo a la estructura distinguimos dos tipos de proteínas: Globulares. Son solubles en el citoplasma celular y tienen función catalizadora. Fibrosas. Son muy insolubles y por ello tienen función estructural. Las funciones de las proteínas son:   Función Descripción Ejemplos Estructural Forman estructuras celulares básicas en todas las células y organismos que sirven de protección o como soporte para otras biomoléculas y estructuras. Queratina (epidermis), elastina (tendones), histonas (cromosomas). Reserva Algunas sirven para almacenar aminoácidos que sirvan para formar nuevas proteínas durante el desarrollo de un ser vivo Ovoalbumina (clara de huevo), lactoalbumina (leche), gliadina (semilla de trigo) Tranportadora Son capaces de transportar sustancias (oxígeno, lípidos, etc.) de un lugar a otro Hemoglobina (sangre de vertebrados), hemocianina (sangre de moluscos) Defensa Son capaces de defender a un ser vivo neutralizando sustancias extrañas o reparando lesiones Inmunoglobulinas, trombina (coagulación) Contractil Participan en el movimiento de los seres vivos además de formar estructuras diseñadas para poderse mover en organismos unicelulares (cilios y flagelos). Actina, miosina, tubulina, etc. Regulado Algunas son capaces de regular y controlar procesos metabólicos. Insulina, hormona del crecimiento, etc. Catalítica Muchas de ellas controlan la velocidad de las reacciones químicas que se producen en un ser vivo. Catalasa, lipasa, peptidasas, etc.