COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MATERIA VIVIENTE
I. BIOELEMENTOS (Elementos biogenésicos).
Los
BIOELEMENTOS.- son elementos químicos que forman parte de la materia viva.
Según su variabilidad cuantitativa y a su dispersión en los distintos tipos de
moléculas biológicas se distinguen dos grupos: Bioelementos primarios y
Bioelementos secundarios.
·
BIOELEMENTOS
PRIMARIOS (Organogénicos).- Son imprescindibles para formar los principales tipos de
moléculas biológicas (carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). En
este grupo tenemos C, O, N, H, P y S que constituyen el 96 – 99% del contenido
en peso.
·
BIOELEMENTOS
SECUNDARIOS (Oligogénicos).- Son elementos que se encuentran en menor cantidad y de manera
constante en los seres vivos, y resultan absolutamente imprescindible para el
desarrollo de la actividad vital, por ejemplo Na, Cl, K, Mg, Fe, ETC.
constituyen el 1 - 4% del contenido en peso.
Los bioelementos que se encuentran en
proporciones inferiores al 0.1% se denominan OLIGOELEMENTOS.
II. BIOMOLÉCULAS
Son aquellas organizaciones que integran la
materia viva, se clasifican en:
I. Biomoléculas Inorgánicas: Agua, Sales disueltas y precipitadas,
Elementos conjugados y los gases.
II. Biomoléculas Orgánicas: Carbohidratos, Lípidos, Proteínas y
Ácidos nucleicos y vitaminas.
BIOMOLÉCULAS
INORGÁNICAS
1. EL
AGUA.- Es
la biomolécula más importante y abundante de la materia viva. Constituye
aproximadamente 70% o más de la masa de un organismo vivo. Se considera el
medio acuoso en donde se originó la vida.
FUNCIONES
DEL AGUA EN LOS SERES VIVOS.
·
Actúa
como el principal disolvente biológico.
·
Previene
los cambios bruscos de temperatura.
·
Actúa
como vehículo para la distribución de nutrientes por el organismo.
·
Participa
activamente en la mayor parte de reacciones biológicas.
·
Sirve
como medio de lubricación en diversas regiones del organismo.
2.
SALES DISUELTAS Y
PRECIPITADAS
a)
SALES DISUELTAS.- Se encuentra disueltas en
medio acuoso en forma de iones. Ejemplo:
* CATIONES: Na, K+, Ca – 2
*ANIONES: Cl -, HCO3-, PO4-3,
SO-24
Regulan el equilibrio ácido base del
organismo.
b) SALES
PRECIPITADAS.-
Se encuentran precipitadas en le citoplasma y en la superficie de las células,
forman estructuras sólidas y rígidas. Ejemplo:
·
El
Ca3 (PO4)2 (fosfato cálcico) forma los huesos.
·
CaCO3
(carbonato cálcico) forma el caparazón de los moluscos y los crustáceos, y
dentina de los dientes.
·
Si
O2 (sílice) forma espículas de algunas esponjas.
3. ELEMENTOS
CONJUGADOS.-
son moléculas inorgánicas combinadas con algunas moléculas orgánicas. Ejemplo:
§ El Mg+2 es
componente esencial en la clorofila y muchas enzimas.
§ El Fe+2 es
componente esencial de la hemoglobina y las enzimas que participan en la
respiración.
§ El yodo que es componente
esencial de la tiroxina
§ El cobalto que es componente
esencial de la vitamina B12
§ El cobre que es componente
esencial de la hemocianina.
BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS
GLÚCIDOS
I. ETIMOLOGÍA.
Son llamados así por
derivar del término griego “Glykos”: Dulce a que debido la mayoría de ellos tiene
sabor dulce, antiguamente eran llamados hidratos de carbono o carbohidratos,
debido a que la proporción de hidrógeno y oxígeno es similar al agua (CH2O)n
pero como no se encuentran formando agua este nombre induce a un ERROR.
II. CARACTERÍSTICAS:
Entre las más
importantes tenemos:
t Son compuestos
ternarios (C, H, O) aunque a veces puede contener N, P, y/o S. (glúcidos
complejos)
t Se encuentran
formados por monómeros MONOSACÁRIDOS.
t Cuando sus
unidades monoméricas se unen lo hacen a través de enlaces glucosídicos.
t Son producidas
por los organismos productores.
III.
FUNCIONES
A)Energética.- Son la principal forma de combustible utilizable por la mayoría
de organismos debido a que sus enlaces
se rompen fácilmente (oxidación) y liberan grandes cantidades de energía (1 gramo de glucosa
proporciona 3. 79 Kcal).
B)Estructural.- Una gran parte de glúcidos constituyen estructuras de sostén y
protección, como es el caso de la pared celular de células vegetales, algas
(celulosa), hongos (quitina).
El exoesqueleto de los artrópodos que da
soporte a los órganos internos se encuentra formado por quitina.
C)Almacenamiento.- Como por ejemplo en los animales el glucógeno, que se almacenan en
el hígado y en los músculos y el almidón
que es el azúcar de reserva de los vegetales, el cual se almacena en los
tallos, raíces, semillas.
IV. CLASIFICACIÓN:
Desde el punto de vista
se considera dos grupos:
A)
MONOSACÁRIDOS:
§ Son cristalinos,
de sabores dulces e hidrosolubles.
§ Son los azúcares
más simples y por los general responden a la fórmula (CH2O)n,
donde n = # de átomos de carbono así tenemos: 3 £ n £ 7
bonos
|
Categoría
|
Ejemplos
|
4
|
Tetrosa
|
Eritrosa, Treosa
|
5
|
Pentosa
|
Arabinosa, Ribosa, Ribulosa, Xilosa, Xilulosa, Lixosa
|
6
|
Hexosa
|
Alosa, Altrosa, Fructosa, Galactosa, Glucosa, Gulosa, Idosa, Manosa,
Sorbosa, Talosa, Tagatosa
|
7
|
Heptosa
|
Sedoheptulosa, Manoheptulosa
|
Según su estructura química pueden presentar en la cadena
carbonada al grupo funcional aldehído y pertenecer a las aldosas o el grupo
cetónico y pertenecer a las cetosas.
TETROSAS.
D-Eritrosa
D-Treosa
PENTOSA
1.
Ribosa (Aldopentosa) Es
componente de los nucleótidos del ARN y el ATP.
2.
Desoxirribosa (Aldopentosa) Es
componente de los nucleótidos del ADN y se le considera como un monosacárido
derivado de la ribosa.
3.
Ribulosa (Cetopentosa) Es
la encargada de captar el CO2 de la atmósfera durante la
fotosíntesis
D-Ribosa
|
D-Arabinosa
|
D-Xilosa
|
D-Lixosa
|
HEXOSAS:
1.
Glucosa (Dextrosa). Es
una aldosa y es el monosacárido más importante y abundante en el cuerpo de los
seres vivos debido a que proporciona la mayor cantidad de energía. Se encuentra
libre en la uva, miel, frutos, raíces, orina y en pequeñas cantidades en la
sangre humana (1gr. De glucosa por litro). Si llega a encontrarse en exceso
(más de 1,6 gr. Por litro) pasa a la orina y se presencia puede ser un
indicador de Diabetes.
Se puede fermentar
(respiración anaeróbica) y dar origen al acido láctico, alcohol etílico y CO2.
-D-glucopiranosa
2.
Fructuosa (Levulosa) Es el
azúcar presente en las frutas y miel de abeja, se considera el monosacárido mas
dulce. Su polímero toma el nombre de inulina forma parte del azúcar de mesa.
Ciclación de la fructosa (forma furanosa)
3.
Galactosa (Aldohexosa) Es
el azúcar de la leche formada en las glándulas mamarias.
4.
Manosa: Presente en la
pared celular de los vegetales.
D-Alosa
|
D-Altrosa
|
D-Glucosa
|
D-Manosa
|
D-Gulosa
|
D-Idosa
|
D-Galactosa
|
D-Talosa
|
Heptosas
La sedoheptulosa tiene la misma estructura que la fructosa, pero
con un carbono adicional. La sedoheptulosa se encuentra en las zanahorias. La
manoheptulosa es un cetoazúcar de 7 carbonos que posee la configuración de la manosa
y se encuentra en los aguacates.
D-Sedoheptulosa
|
D-Manoheptulosa
|
Azúcar-alcoholes, Aminoazúcares, y Ácidos urónicos
Los azúcares pueden ser modificados en el laboratorio o por
procesos naturales para producir compuestos que retienen la configuración de
los sacáridos, pero con grupos funcionales diferentes. Los azúcar-alcoholes,
también llamados polioles, alcoholes polihídricos, o polialcoholes,
corresponden a las formas hidrogenadas de las aldosas y cetosas. Por ejemplo,
glucitol (sorbitol), tiene la misma forma lineal que la glucosa, pero el grupo
aldehído (-CHO) se reemplaza con -CH2OH. Otros
azúcar-alcoholes comunes incluyen los monosacáridos eritritol y xilitol, y los
disacáridos lactitol y maltitol. Los azúcar-alcoholes tienen aproximadamente la
mitad de las calorías que otros carbohidratos y se usan frecuentemente en
productos "sin azúcar" o de bajas calorías.Xilitol, que tiene los
grupos hidroxilos con la orientación de la xilosa, es un ingrediente común en
dulces y chicles "sin azúcar" porque tiene aproximadamente la dulzura
de la sucrosa y solamente el 40% de las calorías. Aunque este azúcar-alcohol
parece ser inofensivo para los humanos, una dosis pequeña de xilitol puede
causar insuficiencia hepática y muerte en los perros.
Los aminoazúcares o amino-sacáridos reemplazan un
grupo hidroxilo con un grupo amino (-NH2). La
glucosamina es un aminoazúcar que se usa para regenerar el cartílago y para
reducir el dolor y la progresión de la artritis.
Los ácidos urónicos tienen un grupo carboxilo (-COOH) en el carbono
que no es parte del anillo. Los nombres de los ácidos urónicos retienen la raíz
de los monosacáridos, pero el sufijo -osa cambia a -urónico.
Por ejemplo, el ácido galacturónico tiene la misma configuración
que la galactosa, y la configuración del ácido glucurónicocorresponde
a la glucosa.
Glucitol o
Sorbitol
(un azúcar alcohol) |
Glucosamina
(un aminoazúcar) |
Ácido glucurónico
(un ácido urónico) |
B)
OLIGOSACARIDOS:
Se encuentran formados
por la unión de 2 a 10 monosacáridos unidos por un enlace llamado glucosídicos
donde por cada enlace se forma y libera una molécula de agua.
B.1. DISACARIDOS: Están formado por 2 monosacáridos la
mayoría de ellos responden a la fórmula. C12H22O11
a) Sacarosa: “Azúcar de caña” (Glucosa + fructuosa) presenta enlace a 1,2 es el
azúcar de uso comercial, se encuentra almacenado en frutos y tallos (caña de
azucar).
b) Lactosa: “Azúcar de leche”
(Glucosa + galactosa) presenta enlace b 1,4 Esta presente sólo
en mamíferos pues se encuentra en la leche (forma el 5% de la leche humana y de
vaca).
c) Maltosa: “Azúcar de malta” (glucosa + glucosa) presenta enlaces a 1,4.
Conocido como azúcar de
malta. Se encuentra en los grados germinados de los cereales, en el que se
forma por la acción de la enzima diastasa sobre el almidón.
d)
Trehalosa “Azúcar de la hemolinfa de
los insectos” (glucosa + glucosa), a 1,1 Es el principal azúcar que forma parte de la
hemolinfa de insectos.
e)
Celobiosa: (glucosa + glucosa) con en
lace b (1,4) Es un anómero de la
maltosa, se encuentra presente en la pared celular de vegetales.
Trisacáridos
La rafinosa (o melitosa) es un trisacárido que se encuentra en
muchas plantas leguminosas y crucíferas como los frijoles (judías), guisantes,
col, y brócoli. La rafinosa está formada por una molécula de galactosa
conectada a una de sucrosa por un enlace glicosídico 1α→6. Este sacárido es indigestible por los seres humanos y se
fermenta en el intestino grueso por bacterias que producen gas. Tabletas que
contienen la enzima alfa-galactosidasa, como el suplemento farmacéutico Beano, se usan frecuentemente
para ayudar a la digestión y para evitar el meteorismo y flatulencias. La
enzima se deriva de variedades comestibles del hongo Aspergillus niger.
Rafinosa
C)
POLISACÁRIDOS:
Son aquellos que están
formados por más de 10 unidades de monosacáridos por lo tanto son de alto peso molecular.
Son los más abundantes en la naturaleza. Se caracterizan por no ser dulces,
insolubles en agua y no cristalizables.
a) Almidón: Es el polisacárido de reserva en vegetales se encuentra en raíces,
tallos y frutos. Resulta de la polimerización de moléculas de glucosa.
Se encuentra formado por
2 cadenas de glucosa, una lineal (amilosa) y otra ramificadas (amilopectina)
b) Glucógeno: Es un polímero de glucosa con enlaces a 1,4 y a 1,6. Se
encuentra como material de reserva en el hígado y los moluscos en animales.
Cuando el cuerpo requiere de glucosa se hidrolisa el glucógeno almacenado, con
una enzima llamada glucógeno hidrolasa.
La cadena de
glucosa es mucho mas ramificada que la amilopectina
Glucógeno
|
c) Celulosa Es un polímero lineal de glucosas de enlaces b 1,4 que lo hace
indigerible al hombre. Se encuentra formado por la pared celular de las células
vegetales y algas.
Celulosa
|
d) Quitina: Es un polisacárido estructural que forma parte del exoesqueleto de
artrópodos (insectos, arácnidos, crustáceos, quilópodos y diplópodos). También
se encuentra en la pared celular de los hongos. Está formado por una cadena
lineal del azúcar N-Acetíl glucosamina unidos por enlaces b 1,4
Quitina
|
Amilosa
|
Amilopectina
|
Las cadenas laterales
se agrupan dentro de la molécula de amilopectina
|
E. Dextranos
Los
dextranos son polisacáridos semejantes a la amilopectina, pero las cadenas
principales están formadas por enlaces glicosídicos 1α→6 y las
cadenas laterales tienen enlaces 1α→3 o 1α→4. Las bacterias bucales producen dextranos que se adhieren a los
dientes formando placa dental. Los dextranos tienen usos comerciales en la
producción de dulces, lacas, aditivos comestibles, y voluminizadores del plasma
sanguíneo.
Dextranos
|
Inulina
Algunas
plantas almacenan los hidratos de carbono no solamente como almidón sino
también como inulina. Las inulinas se encuentran en muchos vegetales y frutas
incluso las cebollas, ajo común, plátanos, papa de Jerusalén, y jícama. Las
inulinas, tambien llamadas fructanos, son polímeros formados por cadenas de
fructosa con una glucosa terminal. La oligofructosa tiene la misma estructura que la
inulina, pero las cadenas tienen diez o menos unidades de fructosa. La
oligofructosa tiene aproximadamente el 30 o el 50 por ciento de la dulzura del
azúcar común.
La inulina es menos soluble que la oligofructosa y tiene una
textura cremosa que se siente como grasa en la boca. La inulina y la
oligofructosa son indigestibles por las enzimas en los intestinos humanos, pero
son totalmente fermentadas por los microorganismos intestinales. Los ácidos
grasos de cadena corta y el lactato producido por la fermentación contribuyen
1.5 kcal por gramo de inulina u oligofructosa. La inulina y la oligofructosa se
usan para reemplazar la grasa y el azúcar en alimentos como los helados,
productos lácteos, dulces, y repostería.
Inulina n =
aprox. 35
|
Agar y Carragenanos
El agar, o agar-agar, se extrae de
algas y se usa como espesante en muchos productos alimenticios por sus
propiedades gelificantes. El agar es un polímero de la agarobiosa, un
disacárido compuesto de D-galactosa y 3,6-anhidro-L-galactosa.
Los geles de agar refinado se usan para hacer culturas de bacterias o tejidos
celulares, y para electroforesis de ácidos desoxirribonucleicos (ADN). Los carragenanos son varios polisacáridos que también
se derivan de las algas. Los carragenanos se diferencian del agar porque sustituyen
algunos grupos hidroxilos con grupos sulfatos (-OSO3-). Los carragenanos también se usan para
espesar y gelificar productos alimenticios.
La agarobiosa es el disacárido principal del agar.
Ácido algínico, Alginatos
El
alginato se extrae de algas marinas, como el kelp gigante (Macrocystispyrifera).
Los constituyentes químicos del alginato consisten de secuencias distribuidas
al azar de ácidos β-D-manurónico y α-L-gulurónico con enlaces 1→4. Aunque los alginatos son insolubles en el agua, pueden absorber
una gran cantidad de agua y se usan como agentes gelificantes y espesadores.
Los alginatos se usan en la fabricación de textiles, papel, y cosméticos. El
alginato de sodio se usa en la industria alimentaria para aumentar la viscosidad
y como emulsificante. Los alginatos se encuentran en productos comestibles como
helados y también en alimentos dietéticos donde sirven para la supresión de
apetito. En odontología, los alginatos se usan para hacer impresiones dentales.
Ácido algínico
Galactomanano
Los
galactomananos son polisacáridos que consisten de una cadena de manosa con
grupos laterales de galactosa. Las unidades de manopiranosa están unidas por
enlaces 1β→4, y las unidades laterales de galactopiranosa se unen a la cadena
central con enlaces 1α→6. Los galactomananos se encuentran en varias gomas vegetales que
se usan para aumentar la viscosidad de productos alimenticios. Estas son las
proporciones approximadas de manosa a galactosa en varias gomas:
- Goma de Alholva (Fenogreco), manosa:galactosa 1:1
- Goma Guar, manosa:galactosa 2:1
- Goma de Tara, manosa:galactosa 3:1
- Goma de Algarrobo o Goma Garrofín, manosa:galactosa 4:1
Guar (Cyamopsistetragonolobus)
es una planta leguminosa que se ha cultivado tradicionalmente como forraje para
ganado vacuno. La goma guar se deriva del endospermo molido de las
semillas. Aproximadamente el 85% de la goma guar es guaran, un polisacárido soluble
en agua formado por cadenas lineales de manosa con enlaces 1β→4 a las cuales están conectadas unidades de galactosa con enlaces
1α→6. La proporción de manosa a galactosa es 2:1. La goma guar tiene
cinco u ocho veces más capacidad espesante que el almidón y por eso tiene
muchos usos en la industria farmacéutica, y también como estabilizador de
productos alimenticios y fuente de fibra dietética.
El guaran es el polisacárido principal de la goma guar.
Pectina
Las
pectinas son polisacáridos que sirven como cemento en las paredes celulares de
todos los tejidos de las plantas. La parte blanca de las cáscaras de limón o
naranja contienen aproximadamente 30% de pectina. La pectina es un éster
metilado del ácido poligalacturónico, y consiste de cadenas de 300 a 1000
unidades de ácido galacturónico conectadas por enlaces 1α→4. El grado de esterificación (GE) afecta las propiedades
gelificantes de la pectina. La estructura ilustrada aquí tiene tres metil
ésteres (-COOCH3) por cada dos grupos carboxilos (-COOH).
Esto corresponde a un 60% de esterificación o una pectina GE-60. La pectina es
un ingrediente importante para conservas de frutas, jaleas, y mermeladas.
La pectina es un polímero del ácido α-galacturonico con un número variable de metil ésteres.
Goma Xantana
La goma
xantana es un polisacárido con un esqueleto de β-D-glucosa como la celulosa, pero cada segunda unidad de glucosa
está conectada a un trisacárido de manosa, ácido glucurónico, y manosa. La
manosa más cercana a la cadena principal tiene un éster de ácido acético en el
carbono 6, y la manosa final del trisacárido tiene un enlace entre los carbonos
6 y 4 al segundo carbono de un ácido pirúvico. La goma xantana es producida por
la bacteria Xanthomonascampestris que se encuentra en vegetales
crucíferos como la col y coliflor. Las cargas negativas en los grupos carboxilos
de las cadenas laterales causan que las moléculas formen fluidos muy espesos al
ser mezclados con agua. La goma xantana se usa como espesante para salsas, para
prevenir la formación de cristales de hielo en los helados, y como sustitutos
de grasa con pocas calorías. La goma xantana frecuentemente se mezcla con la
goma guar porque la viscosidad de la combinación es mayor a la de las gomas
usadas solas.
Estructura de la Goma Xantana
Glucomanano
El
glucomanano es una fibra dietética que se obtiene de los tubérculos de Amorphophalluskonjac cultivada en Asia. La harina de los
tubérculos de konjac se usa para hacer tallarines o fideos muy bajos en
calorías, e.g., los fideos japoneses shirataki.
El glucomanano se usa en las dietas para reducir el hambre porque produce una
sensación de plenitud y crea soluciones muy viscosas que retardan la absorción
de los nutrientes de los alimentos. Un gramo de este polisacárido soluble puede
absorber hasta 200 ml de agua, por esto el glucomanano también se usa para
artículos absorbentes como pañales desechables y toallas sanitarias femeninas.
El polisacárido consiste de glucosa (G) y manosa (M) en una proporción 5:8 con
enlaces 1β→4. La unidad polimérica tiene el patrón molecular: GGMMGMMMMMGGM.
Cadenas cortas laterales de 11 a 16 monosacáridos ocurren a intervalos de 50 a
60 unidades de la cadena principal unidas por enlaces 1β→3. Grupos de acetato en el carbono 6 se encuentran en cada 9 a 19
unidades de la cadena principal. La hidrólisis de los grupos acetatos favorecen
la formación de enlaces de hidrógeno intermoleculares que son responsables por
la acción gelificante.
LÍPIDOS
I. CARACTERISTICAS
- Son biomoléculas
orgánicas insolubles en agua, pero solubles en compuestos orgánicos como éter,
benceno, cloroformo, alcohol, etc.
- Por lo general
son compuestos ternarios por estar formados por C, H y O pero pueden contener N
y P. La mayoría de ellos se encuentran formado por un ácido graso y alcohol
unidos por un enlace éster
ALCOHOL: En una cadena
carbonada que presenta al radical oxidrilo (-OH). Su variedad no es tan grande
como la de los ácidos grasos, su abundancia como constituyentes de molécula
lipídicas se puede clasificar en dos grupos:
a) Alcoholes de gran ubicuidad en lípidos. Existen dos: el
glicerol, llamado también glicerina o 1, 2, 3 – propanotriol. Y la esfingocina
o esfingol, alcohol básico estructural de las efingomielinas y los
glicolípidos. En las ceras encontramos al miricilo.
b) Alcoholes de abunancia relativa en lípidos. En este grupo
se incluyen en primer lugar a una serie
de alcoholes de cadena larga que se encuentran normalmente en ceras. El más
abundante es el alcohol cetílico. Debe destacarse la familia del inocitol, colina,
etanilamina y el aminoácido serina.
ÁCIDO GRASO: Es una cadena
hidrocarbonada que presenta al grupo funcional carboxilo (-COOH).
La cadena hidrocarbonada
puede presentar enlaces simples entre los carbonos y llamarse ácidos graso insaturado, esto es de
gran importancia pues si el lípido posee un ácido graso saturado forma lípidos sólidos llamados grasas, pero si
este es insaturado es un líquido como el
aceite.
Los ácidos grasos
según la presencia de enlaces simples o dobles en la cadena carbonada, se
clasifican saturados e insaturados:
ÁCIDOS
GRASOS SATURADOS
Son aquellos
ácidos grasos que carecen de dobles ligaduras en la cadena carbonada, además a
temperatura ambiente se encuentran en estado sólido. Los más importantes son el
palmítico, miristico.
ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS (No
Saturados)
Son aquellos
ácidos grasos que presentan uno o más dobles ligaduras en la cadena carbonada,
además a temperatura ambiente se encuentran en estado líquido, conocido como
aceite. El más importante es el palmitoleico, oleico, inoleico, linolenico.
II. FUNCIONES
- Energética.- Representa nuestra segunda fuente de energía después de los
carbohidratos
- Estructural.- Lo encontramos formando parte de la membrana celular
- Termoaislante.- Importante en animales de climas frígidos ya que esta evita que
los animales puedan perder calor.
- Son también
precursores de ciertas hormonas (sexuales)
y vitaminas (liposolubles)
III. CLASIFICACIÓN:
A) LÍPIDOS SIMPLES: Son aquellos que están constituidos por
sólo ácido graso y alcohol unidos entres sí por un enlace éster ellos tenemos
a:
1.- Glicéridos: Son lípidos simples que presentan como alcohol al
glicerol. Este último puede enlazarse a 3 ácidos grasos:
Triglicéridos = 1 Glicerol + 3 ácidos grasos
Los triglicéridos son la
más importante y principal forma de reserva de grasa en plantas y animales.
2.- Céridos: Llamados también ceras. Están formados por un alcohol de la
cadena larga con 1 grupo oxidrilo y por ello con un solo ácido graso.
Son ésteres de un ácido graso
de cadena larga. Sólidos a temperatura ambiente, poseen sus dos extremos
hidrófobos, lo que determina su función impermeabilizar y proteger. Entre las
más conocidas se encuentran la de abeja (ésteres del ácido palmítico con alcoholes
de cadena larga), la lanolina (grasa de lana de oveja), el aceite de
espermaceti (producido por el cachalote) y la cera de cornauba (extraído de una
palmera de Brasil).
En general en los animales se encuentran en la piel, recubriendo el pelo, plumas y exoesqueleto de insectos. En los vegetales forman películas que recubren hojas, flores y frutos. Actúa protegiendo, plumas, lanas, frutas, hojas, tallo, etc.
En general en los animales se encuentran en la piel, recubriendo el pelo, plumas y exoesqueleto de insectos. En los vegetales forman películas que recubren hojas, flores y frutos. Actúa protegiendo, plumas, lanas, frutas, hojas, tallo, etc.
B) LÍPIDOS COMPLEJOS: Son aquellos que están formados por un
lípido simple más otra molécula como fosfatos o glúcidos etc.
a)Fosfolípidos: Son lípidos que contienen además de ácidos grasos y un alcohol
un residuo de ácido fosfórico. Son los constituyentes más importantes del
sistema de membranas en la célula.
Ejemplos:
- La
Fosfatidiletanolamina (Cefalinas), presente en el cerebro y otros tejidos.
- La
Fosfatidilserina, abundante también en el cerebro.
- La
Fosfatidilcolina (Lecitina), presente en la yema del huevo.
b)Glicolípidos: Son lípidos que contienen además de ácidos grasos y un alcohol un
residuo de un glúcido. Tienen importancia en el tejido nervioso y en la
membrana celular, los más importantes son los gangliócidos, globócidos y
cerebrócidos.
C) DERIVADOS DE LÍPIDOS:
a) Esteroides: Son derivados del ciclopentanoperidrofenantreno. Más importantes
son el colesterol y ergosterol.
Los esteroides más característicos son:
a)Esteroles. De
todos ellos, el colesterol es el de
mayor interés biológico. Forma parte de las membranas biológicas a las que
confiere resistencia, por otra parte es el precursor de casi todos los demás
esteroides. Otros esteroles constituyen el grupo de la vitamina D o
calciferol, imprescindible en la absorción intestinal del calcio y su
metabolización.
Funciones:
- Es un precursor
de las hormonas sexuales (progesterona, testosterona).
- Es un precursor
de sales biliares (cólico, desoxicólico)
- Facilita la
absorción de vitaminas liposolubles (vitaminas A, D, E, K).
- Es precursor de
la vitamina D o colecalciferol (vitamina antirraquítica) en la piel humana.
Ergosterol: Presente en los vegetales y levaduras es importante por ser
precursor de la vitamina D o ergocalciferol.
PROTEÍNAS
I. CARACTERISTICAS:
Formado Por C, H, O, N; a veces S. Son
polímeros de aminoácidos de elevado peso molecular. El enlace característico es
el peptídico.
Aminoácidos:
Son las unidades básicas que forman las proteínas.
Su denominación responde a la composición química general que presentan, en la
que un grupo amino (-NH2) y otro carboxilo o ácido (-COOH) se unen a
un carbono (-C-). Las otras dos valencias de ese carbono
quedan saturadas con un átomo de hidrógeno (-H) y con un grupo químico variable
al que se denomina radical (-R).
En la
naturaleza existen unos 80 aminoácidos diferentes, pero de todos ellos sólo
unos 20 forman parte de las proteínas.
Los aminoácidos
que un organismo no puede sintetizar y, por tanto, tienen que ser suministrados
con la dieta se denominan aminoácidos esenciales; y aquellos que el
organismo puede sintetizar se llaman aminoácidos no esenciales.
1. Esenciales para
la nutrición: son aminoácidos que nuestro organismo
no lo pueda sintetizar, entonces lo debemos ingerir junto con los alimentos.
Ejemplos: Arginina, Metionina, Treonina,
Histidina, Isoleueina, Leucina, Lisina,
Triptofano, Valina, Fenilalanina.
2. No esenciales
para la nutrición: son aminoácidos que nuestro organismo
si lo pueden sintetizar. Ejemplos: Alanita,
Glutamina, Asparragina , Ácido
aspártico, Ácido glutámico, Prolina, Serina, Tirosina, Cisterna, Glicina.
Enlaces en las proteínas
Son las interacciones que se dan a través de las reacciones entre sus
componentes. Así tenemos el enlace más representativo al enlace peptídico, el
cuál se da entre el grupo carboxilo de un aminoácido con el grupo amino de otro
aminoácido.
Según la unión de aminoácidos, éstos pueden ir constituyendo a los
dipéptidos, tripéptidos, …………. polipéptidos.
Además del enlace peptídico, las proteínas también pueden presentar los
enlaces puente hidrógeno, fuerzas electrostáticas, fuerzas de Van Der Walls,
enlaces dipolo dipolo, puentes de bisulfuro, fuerzas hidrofóbicas.
a)Oligopéptidos.- si el nº de aminoácidos
es menor 10.
- Dipéptidos.- si el nº de aminoácidos es 2.
- Tripéptidos.- si el nº de aminoácidos es 3.
- Tetrapéptidos.- si el nº de aminoácidos es 4.
b) Polipéptidos o cadenas polipeptídicas.-
si el nº de aminoácidos es mayor 10.
El enlace peptídico es un enlace covalente y se
establece entre el grupo carboxilo (-COOH) de un aminoácido y el grupo amino
(-NH2) del aminoácido contiguo inmediato, con el consiguiente
desprendimiento de una molécula de agua.
II. FUNCIONES:
Las proteínas determinan la forma y la estructura de
las células y dirigen casi todos los procesos vitales. Las funciones de las
proteínas son específicas de cada una de ellas y permiten a las células
mantener su integridad, defenderse de agentes externos, reparar daños,
controlar y regular funciones, etc...Todas las proteínas realizan su función de
la misma manera: por unión selectiva a moléculas. Las proteínas estructurales
se agregan a otras moléculas de la misma proteína para originar una estructura
mayor. Sin embargo, otras proteínas se unen a moléculas distintas: los
anticuerpos a los antígenos específicos, la hemoglobina al oxígeno, las enzimas
a sus sustratos, los reguladores de la expresión génica al ADN, las hormonas a
sus receptores específicos, etc... A
continuación se exponen algunos ejemplos de proteínas y las funciones que
desempeñan:
Función ESTRUCTURAL
-Algunas proteínas
constituyen estructuras celulares:
- Ciertas glucoproteínas forman parte de las membranas celulares y actuan como receptores o facilitan el transporte de sustancias.
- Las histonas, forman parte de los cromosomas que regulan la expresión de los genes.
-Otras proteínas
confieren elasticidad y resistencia a órganos y tejidos:
- El colágeno del tejido conjuntivo fibroso.
- La elastina del tejido conjuntivo elástico.
- La queratina de la epidermis.
Las arañas y los gusanos de seda segregan fibroina para fabricar
las telas de araña y los capullos de seda, respectivamente.
Función ENZIMATICA
Las proteínas con
función enzimática son las más numerosas y especializadas. Actúan como
biocatalizadores de las reacciones químicas del metabolismo celular.
Función HORMONAL
-Algunas hormonas son de
naturaleza proteica, como la insulina y el glucagón (que regulan los niveles de
glucosa en sangre) o las hormonas segregadas por la hipófisis como la del
crecimiento o la adrenocorticotrópica (que regula la síntesis de
corticosteroides) o la calcitonina (que regula el metabolismo del calcio).
Función REGULADORA
Algunas proteínas
regulan la expresión de ciertos genes y otras regulan la división celular (como
la ciclina).
Función HOMEOSTATICA
Algunas mantienen el
equilibrio osmótico y actúan junto con otros sistemas amortiguadores para
mantener constante el pH del medio interno.
Función DEFENSIVA
·
Las inmunoglogulinas actúan
como anticuerpos frente a posibles antígenos.
·
La trombina y el fibrinógeno
contribuyen a la formación de coágulos sanguíneos para evitar hemorragias.
·
Las mucinas tienen efecto
germicida y protegen a las mucosas.
·
Algunas toxinas bacterianas,
como la del botulismo, o venenos de serpientes, son proteinas fabricadas con
funciones defensivas.
Función de TRANSPORTE
·
La hemoglobina transporta
oxígeno en la sangre de los vertebrados.
·
La hemocianina transporta
oxígeno en la sangre de los invertebrados.
·
La mioglobina transporta
oxígeno en los músculos.
·
Las lipoproteinas transportan
lípidos por la sangre.
·
Los citocromos transportan
electrones.
Función CONTRACTIL
·
La actina y la miosina
constituyen las miofibrillas responsables de la contracción muscular.
·
La dineina está relacionada con
el movimiento de cilios y flagelos.
III.
CLASIFICACIÓN:
HOLOPROTEÍNAS: Formadas solamente por aminoácidos
Globulares
·
Prolaminas: Zeína
(maíza),gliadina (trigo), hordeína (cebada)
·
Gluteninas:
Glutenina (trigo), orizanina (arroz).
·
Albúminas: Seroalbúmina
(sangre), ovoalbúmina (huevo), lactoalbúmina (leche)
·
Hormonas: Insulina,
hormona del crecimiento, prolactina, tirotropina
·
Enzimas: Hidrolasas,
Oxidasas, Ligasas, Liasas, Transferasas...etc.
Fibrosas
- Colágenos: en tejidos conjuntivos, cartilaginosos
- Queratinas: En formaciones epidérmicas: pelos, uñas, plumas, cuernos.
- Elastinas: En tendones y vasos sanguineos
- Fibroínas: En hilos de seda, (arañas, insectos)
HETEROPROTEÍNAS: Formadas por una fracción proteínica y por un
grupo no proteínico, que se denomina "grupo prostético
Glucoproteínas
- Ribonucleasa
- Mucoproteínas
- Anticuerpos
- Hormona luteinizante
Lipoproteínas
- De alta, baja y muy baja densidad, que transportan lípidos en la sangre.
ucleoproteínas
- Nucleosomas de la cromatina
- Ribosomas
Cromoproteínas
·
Hemoglobina,
hemocianina, mioglobina, que transportan oxígeno
·
Citocromos, que
transportan electrones
ENZIMAS
Son biocatalizadores o catalizadores de
naturaleza biológica que actúan acelerando una determinada reacción química.
CARACTERISTICAS
-
Son sensibles a variaciones de temperatura y pH.
-
Son específicos.
-
Son reutilizables.
MECANISMO DE
ACCIÓN ENZIMÁTICA
E + S ES E + P
- Reconocimiento entre la enzima y el sustrato
- Acoplamiento o la unión de la enzima del sustrato que se da por llave o cerradura.
- Acción catalítica, el sitio activo actúa sobre el sustrato acelerando su reacción.
- Liberación del producto.
APOENZIMA, COFACTOR Y
HOLOENZIMA
APOENZIMA: Es una enzima catalítica mente inactiva
COFACTOR: Sustancia que activa a la apoenzima para transformarlo en holoenzima.
Puede ser de naturaleza inorgánica como: Ca+2, Mg+2, Cu+2,
etc o de naturaleza orgánica (coenzima), ejm vitaminas del complejo “B” NAD,
FAD, ATP, etc.
HOLOENZIMA: Enzima cataliticamente activa
ÁCIDOS NUCLEICOS
I. CARACTERISTICAS
Formados por: C, H, O, N y P.
Se dice ácido porque el H3PO4, le da esa característica, Nucleico porque fue
encontrado por primera vez en el núcleo.
II. FUNCIONES:
-
Participa en la reproducción celular
-
Participa en la transmisión de caracteres hereditarios y la
expresión de los loe genes.
III. COMPONENTES :
- Bases nitrogenadas
-
Púrica, como la Guanina (G) y la
Adenina (A)
-
Pirimidíca, como la Timina (T), Citosina (C) y
Uracilo (U)
Constituyen el alfabeto
de los genes.
- Azúcar ( pentosa)
Constituyen
el esqueleto base de los ácidos nucleicos.
La Ribosa
es una pentosa estructural del ARN mientras que la Desoxiribosa del ADN
- Ac. Fosfórico
Ácido fosfórico, que en la
cadena de ácido nucleico une dos pentosas a través de una unión fosfodiester.
Esta unión se hace entre el C-3´ de la pentosa, con el C-5´ de la segunda.
- Nucleótido
Son las unidades básicas
de los ácidos nucleicos, químicamente formado por: un azúcar, una base y el ácido fosfórico.
IV.- CLASIFICACIÓN:
ADN (Ácido Desoxiribonucléico) .- Esta biomolécula se
caracteriza por presentar una doble cadena de polinucleótidos (bicatenario),
cuyo recorrido en sentido contrario (antiparalelas), cuyas bases nitrogenadas
se interconectan (complementarias), siendo su conformación en hélice (espiralados).
El ADN
procariótico se encuentra libre de proteínas histónicas y carente de envoltura
nuclear. El ADN eucariótico, está provisto de proteínas histónicas y no
histónicas, constituyendo la cromatina, la cuál durante la división celular se
condensa para formar a los cromosomas.
El ADN presenta
la capacidad de duplicarse, es decir, volver a formar nuevas cadenas, a partir
de las cadenas originales, esto es denominado síntesis o replicación del ADN.
El ADN está
sujeto a cambios estructurales de la información hereditaria que lleva a
manifestaciones poco comunes en los organismos. Estos cambios se dan por
factores internos como la radiación, agentes químicos, etc lo que se conoce
como mutación.
Está formado por la unión de
muchos desoxirribonucleótidos. La mayoría de las moléculas de ADN poseen dos
cadenas antiparalelas( una 5´-3´y la otra 3´-5´) unidas entre sí mediante las
bases nitrogenadas, por medio de puentes de hidrógeno.
La equivalencia de bases de
Chargaff,que dice que la suma de adeninas más guaninas es igual a la suma de
timinas más citosinas.
ARN (Acido Ribonucleico).- Se caracteriza por presentar una sola
cadena de polinucleótidos (monocatenario), con algunas secuencias repetidas que
motivan la formación de asas u horquillas. Existen tres tipos:
ARN(m)(mensajero).-Lleva la
información genética del ADN hacia los ribosomas.
ARN(t)
(transferencia) .- Transfiere los aminoácidos libres del citoplasma hacia los
ribosomas.
ARN(r) (ribosomal)
.- Indica los puntos catalíticos. Sitios
activos para la síntesis de proteínas.
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