UNIDAD IILA QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS

“Biomoléculas orgánicas y sus funciones”

Texto Ángeles Gama

Adaptado por C.D.E.E. Sandra Vázquez Coria

EXISTEN 4 GRANDES GRUPOS

CARBOHIDRATOS

• También se les conoce como glúcidos o hidratos de carbono

• En su formación intervienen átomos como el carbono, hidrógeno y oxígeno, los dos últimos en la misma proporción que el agua.

• Se originan durante la fotosíntesis, mediante la cuál se captura energía luminosa solar para convertirla en energía química, que queda contenida en los carbohidratos.

SE DIVIDEN EN

MONOSACÁRIDOS

• Conocidos también como azúcares simples, siendo los más importantes la

• Glucosa

• Fructuosa

• Galactosa

• Ribosa

• Desoxirribosa

• Los monosacáridos son dulces y solubles en agua.

OLIGOSACÁRIDOS

• Son carbohidratos que provienen de la unión de algunos monosacáridos; se considera en este grupo a los que tienen de 2 a 10 de éstos.

• Los disacáridos resultan de la unión de 2 monosacáridos mediante un enlace glucosídico como la sacarosa o azúcar de caña, formada por glucosa y fructuosa, que es muy útil en la alimentación humana

• La lactosa o azúcar de leche que se forma con los monosacáridos: glucosa y galactosa.

• la maltosa resulta de la unión de dos unidades de glucosa y proviene de los vegetales ,el ganado vacuno se alimenta de ella de agua entre ellas.

POLISACÁRIDOS

• Se forman de la unión de muchos monosacáridos, sobre todo glucosas en forma lineal o ramificada.

• Algunos llegan a tener varios miles de unidades de glucosa como la celulosa.

• Los polisacáridos son insolubles en agua pero algunos como el almidón, con agua caliente forman una solución coloidal conocida como engrudo.

• Otros polisacáridos importantes son el glucógeno o almidón animal, la quitina, los mucoplisacáridos, etc.

glucosa

glucosaglucosa glucosa

glucosa

glucosa

• Los carbohidratos pueden ser convertidos por los organismos en otros productos para participar en su metabolismo, pero también pueden ser convertidos en grasas y a la inversa: las proteínas y las grasas pueden ser convertidas en carbohidratos en la mayoría de los animales.

FUNCIONES DE LOS CARBOHIDRATOS

• Productor de energía: como azúcar y almidón (=reserva)

• Estructural: pared de células vegetales (celulosa)

• Reservorio de energía ( Hígado y músculo) de uso rápido en organismos animales, incluyendo al hombre ( glicógeno)

• Forman parte de otros componentes muy importantes de la célula, como los ácidos nucleicos, además de la ribosa y desoxirribosa.

• La glucosa y la fructuosa son los monosacáridos más importantes utilizados como combustibles en el proceso respiratorio.

• El almidón y el glucógeno son empleados por plantas y animales respectivamente como almacén de energía.

• La celulosa es un polisacárido de sostén que se encuentra en las partes duras de los vegetales.

• La quitina forma parte del exoesqueleto de los artrópodos y de las paredes celulares de los hongos.

• Los mucoplisacáridos están presentes en cartílagos, huesos y tendones. También tienen funciones de protección, pues impiden la deshidratación de las superficies donde se encuentran. También intervienen en la formación de una sustancia tipo gel que lubrica las articulaciones óseas.

• Los lípidos son biomoléculas orgánicas compuestas por átomos de C, H, y O, pero además pueden presentar en su composición átomos de N y P, y en menor proporción S.

• Los lípidos constituyen un grupo complejo, cuyas sustancias tienen en común el ser, untuosas al tacto, insolubles en agua y solubles en disolventes no polares.

LÍPIDOS

Su grupo funcional es el carboxilo.

CLASIFICACIÓN

• La clasificación de los lípidos siempre es problemática debido a la heterogeneidad que presenta este grupo respecto a sus características.

• Existen distintos tipos de clasificación, por ejemplo, cuando se quiere resaltar su importancia biológica se clasifican en:

• En otras ocasiones, se clasifican según su estructura molecular, dividiéndose en:

• La principal diferencia entre los lípidos saponificables y los insaponificables estriba en que los primeros contienen ácidos grasos en su estructura molecular, mientras que los lípidos insaponificables carecen de ellos.

• Los ácidos grasos tienen un comportamiento de ácidos moderadamente fuertes, que les permite realizar reacciones de esterificación y de saponificación.

• Mediante hidrólisis los esteres se rompen liberando el ácido graso y el alcohol

ESTERIFICACIÓN

• La saponificación es una reacción típica de los ácidos grasos en la cual reaccionan con álcalis o bases obteniéndose un sal del ácido graso, denominada jabón.

SAPONIFICACIÓN

• La saponificación consiste en el rompimiento de los enlaces entre los ácidos grasos y el glicerol mediante la adición en caliente de un álcali fuerte, como sosa o potasa, con lo que se forma una sal sódica o potásica con propiedades detergentes (jabones).

• Los lípidos saponificables se clasifican del siguiente modo:

Simples

Complejos

ácidos grasos, acilglicéridos y céridos

fosfolípidos y los glucolípidos

• Un ejemplo de lípidos saponificables son los aceites, tanto vegetales (aceite de oliva, de

girasol, de soja, etc.) como animales (aceites de hígado de pescado). Son acilglicéridos que se

encuentran en estado líquido a temperatura ambiente. Las células mediante la esterificación

fabrican estas grasas para acumularlas en el citoplasma (a modo de grandes gotas debido a su

insolubilidad) como sustancias de reserva: En el momento en que necesiten de su utilización, las

hidrolizan descomponiéndolas en glicerol y ácidos grasos, de los que obtendrán energía.

Los lípidos insaponificables son:

• isoprenoides

• esteroides

• prostaglandinas.

• Un ejemplo de lípidos isoprenoides son los carotenoides. Se trata de pigmentos vegetales que

generalmente se localizan en los cloroplastos donde forman parte constitutiva de los

fotosistemas, por lo tanto, están implicados en la captación de la energía luminosa, por lo que

juegan un papel importante, junto a la clorofila, en el proceso fotosintético.

Ácidos grasos

Lípidos con Ácidos grasos(saponificación)

Lípidos sin Ácidos grasos(insaponificación)

saturados

insaturados

simples

complejos

ceras

triglicéridos

fosfoglicéridos

esfingolípidos

esteroides

isoprenoides

prostaglandinas

• Algunos ácidos grasos no pueden ser sintetizados por el cuerpo humano y deben ser ingeridos con el alimento. (Ácidos grasos esenciales). Ya que algunas vitaminas son solubles en grasa y solo pueden ser ingeridas con la grasa, no es posible evitar del todo la ingestión de grasa.

• El grupo de lípidos mas abundantes en los seres vivos son los triglicéridos que se componen exclusivamente de carbono, hidrógeno y oxígeno.

• Pueden tener ácidos grasos como ácido palmítico, esteárico y oleico.

FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS

• Función de reserva. Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo de grasa produce 9'4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que proteínas y glúcidos sólo producen 4'1 kilocaloría/gr.

• Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren órganos y le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo de pies y manos.

• Función biocatalizadora. En este papel los lípidos favorecen o facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos.

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

• Función Térmica: aislante de la temperatura corporal.

PROTEÍNAS

• Son compuestos formados por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno; pueden también

contener azufre, fósforo y rara veces algún elemento metálico (calcio,yodo,etc).

• Su molécula es gigantesca y muy compleja (macromolécula) ; está formada por moléculas más

sencillas llamadas aminoácidos

• A pesar que se conocen muchos aminoácidos en la formación de proteínas que se encuentran

en los seres vivos, intervienen solo 20 aminoácidos distintos.

• Los aminoácidos están compuestos por un grupo funcional amino y uno carboxilo, un

hidrógeno y un grupo distintivo llamado R unidos a un mismo carbono denominado carbono-a.

El carbono-a recibe este nombre por ser el carbono adyacente al carbono del grupo carboxilo, y

el grupo diferenciador de los distintos aminoácidos (R) se denomina cadena lateral.

AMINOÁCIDOS ESCENCIALES

• Son indispensables para el crecimiento y la conservación del equilibrio nitrogenado, necesario para la síntesis de tejidos, hormonas, enzimas, etc. y son:

• Argininia

• Histidina

• Fenilanina

• Metionina

• Leucina

• Isoleucina

• Valina

• Lisina

• Treonina

• Triptofano

• Deben obtenerse directamente de los alimentos debido a que el organismo del hombre no tiene la capacidad metabólica para sintetizarlos.

• Freír o cocer en exceso un alimento puede destruirlos.

• Se encuentran en alimentos de origen animal que contienen proteínas completas como leche, huevos, carne, pescado, etc.

• Las proteínas de origen vegetal contiene bajas proporciones de aminoácidos esenciales o carecen de estos.

AMINOÁCIDOS NO ESENCIALES

• Pueden sintetizarse a partir de precursores metabólicos que existen en el organismo cuando no están incluidos en los alimentos que se ingieren.

FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS

• Función protectora, como sucede con la colágena y la elastina de algunos tejidos, o como la queratina de garras, uñas y pelo.

• Función reguladora, al formar parte de las hormonas que se sintetizan en diversas glándulas.

• Función transportadora, como en el caso de la hemoglobina, que se combina con los gases de la respiración. También participan en el proceso de coagulación sanguínea.

• Función contráctil, participan en la contracción muscular (miosina y actina)

• Son inmunitarias, participan en la formación de anticuerpos.

• Son catalíticas, porque participan en las reacciones de los procesos vitales como las enzimas.

• Son informativas, porque sus diferencias estructurales son mas marcados cuanto mas alejados se encuentren los individuos en términos evolutivos.

BIBLIOGRAFÍA Y WEBGRAFÍA

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• Gama Ángeles, Biología I un enfoque constructivista, Pearson Perentice Hall, México 2007 pp.54-63

• GLÚCIDOS : CONCEPTO Y FUNCIONES GENERALES. MONOSACÁRIDOS : NATURALEZA QUÍMICA ; HEMIACETAL INTRAMOLECULAR Y CICLACIÓN DE LA MOLÉCULA. ENLACE GLICOSÍDICO : DISACÁRIDOS Y POLISACÁRIDOS. http://www.loyolaescolapios.es/apuntes/biologia/2bacbio/2glucidos.pdf

• Consultado 12 de julio 2009 (lectura 2)

• Sergio D. Ifrán - Nancy E. Fernández – Silvia Márquez, COMPOSICION QUIMICA DE LOS SERES VIVOS, www.genomasur.com/lecturas/Guia02-1.htm, Consultado el 12 de julio 2009

• Vázquez C, Rosalino, Biología, Grupo Patria Cultural, México D.F. 2006