Las Biomoleculas Tema unidad 1 del curso de Biología Martha Elena Carmona

Biomoleculas

biomoléculas• En los organismos se encuentran cuatro tipos diferentes de

moléculas orgánicas en gran cantidad: carbohidratos, lípidos, proteínas y nucleótidos

• Inorgánicas : Agua y Sales minerales

Bioelementos • Bioelementos primarios (C, H, O, N /// P, S)• - Principales constituyentes de las biomoléculas. En conjunto

95% de la materia viva (C 20 %, H 9.5%, O 62 % y N 2,5 %).

• Bioelementos secundarios (Na, K, Ca, Mg, Cl)• - En conjunto 4,5% de la materia viva.

Biomoleculas • Carbohidratos, compuestos de azúcares Lípidos, moléculas no

polares, muchas contienen ácidos grasos Proteínas, compuestas de aminoácidos Nucleótidos, moléculas complejas que desempeñan papeles centrales en los intercambios energéticos y que también pueden combinarse para formar moléculas muy grandes conocidas como ácidos nucleicos)

Biomoleculas • El Carbono es singularmente adecuado para este papel

central, por el hecho de que es el átomo más liviano capaz de formar múltiples enlaces covalentes. A raíz de esta capacidad, el carbono puede combinarse con otros átomos de carbono y con átomos distintos para formar una gran variedad de cadenas fuertes y estables y de compuestos con forma de anillo. Las moléculas orgánicas derivan sus configuraciones tridimensionales primordialmente de sus esqueletos de carbono. .

Carbohidratos • Los carbohidratos son la fuente primaria de energía química

para los sistemas vivos. Los más simples son los monosacáridos, como la glucosa principal fuente de elegía de la mayoría de heterótrofos, o ribosa azúcar de las nucleótidos. Los monosacáridos pueden combinarse para formar disacáridos como la lactosa componente de la leche o la maltasa componente del almidón que es un polisacárido. Para los sistemas vivos. Los más simples son los monosacáridos ("azúcares simples"). Los monosacáridos pueden combinarse para formar disacáridos ("dos azúcares") y polisacáridos (cadenas de muchos monosacáridos).

Lípidos • Son moléculas hidrofóbicas que, como los carbohidratos,

almacenan energía y son importantes componentes estructurales. Incluyen las grasas y los aceites, los fosfolípidos, los glucolípidos, las ceras, y el colesterol y otros esteroides

Estructura de lípidos

Las proteinas • Son moléculas muy grandes compuestas de cadenas largas de

aminoácidos, conocidas como cadenas polipeptídicas. A partir de sólo veinte aminoácidos diferentes usados para hacer proteínas se puede sintetizar una inmensa variedad de diferentes tipos de moléculas proteínicas, cada una de las cuales cumple una función altamente específica en los sistemas vivos.

El Carbono• Puede formar 4 enlaces covalentes con cuatro átomos

diferentes y entre si Una molécula orgánica deriva su configuración final de la dispo-sición de sus átomos de C, esqueleto. De la configuración de-pende las propiedades y función dentro de los sistemas vivos. Hidrocarburos, compuestos formados solo por C e H, estructuralmente son el tipo más simple de moléculas orgánicas

Los Grupos Funcionales • Determinan las propiedades químicas de las moléculas

orgánicas Unidos al esqueleto de C, reemplazando a uno o más de los H presentes en los hidrocarburos

Factor energetico• Los Enlaces covalentes que se encuentran comúnmente en las

moléculas orgánicas, son enlaces fuertes y estables, sus e se mueven alrededor de dos o más núcleos atómicos. Estos enlaces pueden romperse por fuentes de energía, kilocalorías, y después pueden volver a formar la misma molécula o una diferente, lo cual depende de varios factores: la temperatura, la presión y los átomos que estén disponibles. Dependiendo de las fuerzas relativas de los enlaces rotos y de los formados se liberará o se obtendrá energía del medio circundante.

Factor energetico • Los Enlaces covalentes que se encuentran comúnmente en las

moléculas orgánicas, son enlaces fuertes y estables, sus e se mueven alrededor de dos o más núcleos atómicos. Estos enlaces pueden romperse por fuentes de energía, kilocalorías, y después pueden volver a formar la misma molécula o una diferente, lo cual depende de varios factores: la temperatura, la presión y los átomos que estén disponibles. Dependiendo de las fuerzas relativas de los enlaces rotos y de los formados se liberará o se obtendrá energía del medio circundante. Los seres vivos utilizan enzimas para minimizar el uso de energía.

Carbohidratos • Los carbohidratos están formados por tres tipos de

compuestos: azúcares, almidones y celulosa. Los dos primeros sirven como fuente de energía mientras que el tercero es estructural. Estos se clasifican según el número de azúcares que contienen en: Monosacáridos, una unidad de azúcar, ribosa, glucosa, fructosa. Disacáridos, dos unidades de azúcar unidas covalentemente, sacarosa, maltosa, lactosa. Polisacáridos, más de dos unidades de azúcar, celulosa, almidón.

Los azucares simples -energía • como glucosa en vertebrados Sus componentes C H O.

Fórmula (CH 2 O) n Compuestos de C de 3 a 8 átomos, C 3 H 6 O 3 a C 8 H 16 O 8 . Se caracterizan por la presencia de grupos hidroxilo (OH) y un grupo aldehído, o cetona (carbonilo), que son muy solubles en agua. Los monosacáridos producen energía debido a su oxidación. Ocurre lo mismo que en el motor de un vehículo con los hidrocarburos;

Energía para los seres vivos • en el caso de las células, la molécula de glucosa más oxígeno

produce CO 2 más agua y energía. C 6 H 12 O 6 + O 2 = CO 2 + H 2 O + energía Lo contrario sucede en la fotosíntesis partiendo de CO 2 + H 2 O + energía solar se obtiene glucosa, de esta manera se almacena energía que es distribuida al resto de la planta

Como se forman los Disacaridos • Están formados por dos monosacáridos unidos entre si. Son

fuentes de energía. En la formación de un disacárido se pierde agua, debido a la combinación del grupo hidróxido del un monosacárido con el hidrógeno del otro, este proceso se llama condensación. Cuando se escinde en monosacáridos la molécula vuelve a añadirse, esto es hidrólisis. La hidrólisis libera E Sacarosa, (glucosa+fructosa) forma en la que el azúcar se transporta en las plantas Trehalosa, (glucosa+glucosa) azúcar en la sangre de insectos Lactosa, (glucosa+galactosa) azúcar en la leche

Polisacaridos • Se originan gracias a la unión de más de dos monosacáridos, el

número de estas pueden llegar a miles en una sola molécula, además poseen una arquitectura bastante compleja y diversa. Existen dos tipos: de almacenamiento y los estructurales.

Los polisacaridos • Polisacáridos de almacenamiento: Almidón y glucógeno

ALMIDON: es la forma habitual de almacenamiento de carbohidratos en las plantas, es una molécula de hasta 1000 unidades de glucosa alfa. Tiene dos formas: amilosa (más pequeña) y amilopectina.

Los Lípidos • Insolubles en agua Solubles en solventes orgánicos no polares

(cloroformo, éter y benceno) Función: Almacenamiento de e (grasa o aceite) estructural mensajeros químicos Las plantas no tienen limitación para almacenar almidón, mientras que los animales si sobrepasan su capacidad de almacenar glucógeno, este se transforma en grasa, que tienen mayor proporción de enlaces C-H y son más ricos en E que los carbohidratos

Los Lípidos • Las células los utilizan como combustible, componente de las

membranas y como bloques de construcción de compuestos lipídicos; también suelen ser mensajeros químicos. Alrededor del 80% de las grasas son consumidas como trigliceroles (1 molécula de glicerol más 3 ácidos grasos) Los alimentos animales son generalmente ricos en grasas saturadas y en colesterol, mientras que los vegetales son ricos en grasas insaturadas.

Otros Lípidos: Las Grasas Neutras• hidrofóbicas Son los lípidos más abundantes en los seres vivos,

estos compuestos almacenan el doble de energía por gramo que un carbohidrato. Están compuestas por un glicerol unido a ácidos grasos Glicerol es un alcohol de 3 átomos de C con un grupo hidroxilo (OH) cada uno. Ácido graso es una cadena larga y recta de C con un grupo carboxilo (COOH) en un extremo. Según cuantos ácidos grasos estén combinados con el glicerol estos pueden ser monoacilglicéridos o monoglicéridos (1 ácido graso), diacilglicéridos o diglicéridos (2 ácidos grasos) o triacilglicéridos o triglicéridos (3 ácidos grasos).

Los Fosfolípidos • Son lípidos anfipáticos que forman las membranas celulares.

Compuestos por glicerol más 2 ácidos grasos y 1 grupo fosfato, además puede estar unido a un compuesto orgánico como la colina. El tercer C del glicerol ocupado por grupo fosfato. Las dos cabezas de los fosfolípidos difieren física y químicamente, la parte donde se encuentra el grupo fosfato es hidrofílica, mientras que los ácidos grasos son hidrofóbicos. Esta propiedad anfipática de los fosfolípidos les da la capacidad de semipermeabilidad a las células.

Esteroides • insolubles en agua, tienen 4 anillos de C unidos y varios tienen

una cola. Muchos poseen el grupo funcional OH. El colesterol está en la memb., da rigidez y evita su congelamiento. Otros ejemplos de esteroides son las hormonas sexuales y las de la corteza adrenal PIGMENTOS Los carotenos son pigmentos vegetales de color rojizo y amarillento, se encuentran dentro de los lípidos ya que no son hidrosolubles y tienen una consistencia aceitosa.

Proteínas • Biomoléculas más abundantes (constituyen hasta el 50% o

más del peso seco). Estructuradas básicamente por C, O, H y N; también con P, Fe, Mg, etc. Constituidas por grandes cadenas de aminoácidos (cadenas polipeptídicas) Existen 20 tipos de aa que en diversidad de combinaciones o asociados a diversos radicales o moléculas dan una variedad enorme de proteínas que cumplen roles específicos en los seres vivos: enzimas, hormonas,

Los aminoacidos • Unidades estructurales de las proteínas Los aa se caracterizan

por poseer un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH 2 ) unidos a una cadena estructural de C y también con un H. Los aa se unen entre si por enlaces peptídicos. El enlace peptídico lo forma el N del grupo amino de un aa con el C del grupo carboxilo de otro. Dipéptido, dos aa; tripéptido, tres aa; etc. Hasta 10 aa se llama oligopéptido, si es superior se llama polipéptido. Cuando son más de 100 aa es proteína.

Inorgánicas • Las sales minerales• Sales con función estructural• - Aparecen precipitadas formando estructuras esqueléticas,

como el carbonato de calcio (caparazones• calcáreos) o el fosfato de calcio (esqueleto de vertebrados

Inorgánicos • Sales con función reguladora• - Se encuentran ionizadas, disueltas en un medio acuoso.

Sales • Fenómenos osmóticos• - Osmosis: difusión a través de una membrana semipermeable

(solo permite el paso del disolvente).• - Medios hipertónico (el de mayor concentración), hipotónico

(el de menor) o isotónico (cuando los dos• medios separados por la membrana semipermeable tienen la

misma concentración de solutos).• - A través de una membrana semipermeable el agua pasa

siempre del medio hipotónico al hipertónico

Referencias • Leicach. S. "Biomoleculas: estructura y rol metabólico".

Segunda edición. • Curtis H. - Barnes N. "Biología". Sexta edición en español.