Biomoléculas

1- Definición.

2- Identificación de las más importantes.

Hidratos de Carbono o Carbohidratos:

a) Definir e indicar que elementos químicos lo conforman.

b) Importancia Biológica.

c) Clasificación:

Glúcidos No Hidrolizables: Clasificación según el número de Carbonos (Cite

Ejemplos) y según grupo funcional.

a) Glucosa:

Estructura lineal y cíclica.

Definición.

b) Fructosa:

Estructura lineal y cíclica.

Definición.

1- Las biomoléculas, son todas las moléculas que intervienen en la

estructura y funcionamiento del organismo vivo; ya sean grandes moléculas

poliméricas (macromoléculas) o sus intermediarios metabólicos.

2- Las biomoléculas se agrupan en siete categorías siendo al mismo

tiempo importantes componentes en la dieta: carbohidratos, proteínas, lípidos,

agua, iones (minerales: forman parte de la dieta y de la materia viva,

ingresando al organismo como sales y una vez disueltas en el organismo, se

ionizan y son considerados como iones), vitaminas y ácidos nucleicos.

Hidratos de Carbono o Carbohidratos

a) Los hidratos de Carbono, Carbohidratos o azúcares, son moléculas

biológicas formadas por Carbono, Hidrogeno y Oxígeno y se encuentran en

todas las células de todos los seres vivos siendo compuestos orgánicos de

gran importancia.

b) Los glúcidos desempeñan funciones energéticas, de reserva o de

sostén:

Funciones Energéticas :

La glucosa constituye la fuente principal de energía de los organismos

vegetales, animales y microbianos. En los animales superiores y en el hombre,

los hidratos de carbono que ingresan al sistema digestivo, generalmente en

forma de almidón (pan, pastas, papas) o de sacarosa (azúcar común), se

transforman por la acción de las enzimas digestivas en glucosa. Ésta pasa a la

sangre, por donde circula y mantiene a todas las células aprovisionadas con

una fuente constante de energía.

Se puede afirmar, que la glucosa es el combustible fundamental que

proporciona energía a todos los seres vivos.

Funciones de reserva :

En los vegetales, cuando la producción de glucosa es mayor que el consumo,

se forma almidón, que se almacena como sustancia de reserva en semillas o

tallos subterráneos. Luego, si necesitan la glucosa, la obtienen por hidrólisis del

almidón almacenado. En el hombre y en los animales superiores, cuando la

ingestión de glucosa excede las necesidades, se produce un polímero

denominado glucógeno. Este glúcido se deposita especialmente en el hígado

Y en los músculos pudiéndose transformar rápidamente en glucosa cuando el

organismo lo requiere, es decir que actúa como material de reserva.

Funciones estructurales o de sostén :

Las plantas tienen un carbohidrato que le es exclusivo, la celulosa. Es muy

abundante y constituye el 50% de la totalidad de los glúcidos existentes. Las

células vegetales están rodeadas por una formación llamada pared celular. La

misma, está constituida por celulosa. Los vasos y fibras leñosas de las plantas

tienen una base estructural de celulosa, a la cual agregan una sustancia

llamada lignina, también presente en bacterias. En artrópodos (insectos,

crustáceos, etc.) se encuentra presente un hidrato de carbono denominado

quitina, que cumple la función estructural al formar el exoesqueleto que los

caracteriza. El mismo, es sintetizado por la lombriz de tierra y algunos hongos.

c) Se clasifican en no hidrolizables u osas e hidrolizables u ósidos.

Los glúcidos no hidrolizables son los más simples y se conocen con el

nombre de monosacáridos. Son polihidroxialdehídos (referente a

grupos OH y formilo [H-C=O]) o polihidroxicetonas (referente a grupos

OH y oxo [C=O]) que tienen entre tres y seis átomos de Carbono.

Los glúcidos hidrolizables se clasifican en oligosacáridos y polisacáridos,

según que, por hidrolisis, originen pocas o muchas moléculas de

monosas, respectivamente.

Glúcidos no hidrolizables u osas:

1. El número de átomos de carbono varía entre 3 y 7. Según el número de

átomos de carbono con que cuentan se clasifican:

Triosas (tres átomos): Gliceraldehído (aldosa) - Dihidroxiacetona

(cetona).

Tetrosas (cuatro átomos): Eritrosa (aldosa) - Eritrulosa (cetona).

Pentosas (cinco átomos): Ribosa (aldosa) - Ribulosa (cetona) -

Desoxirribosa (aldosa).

Hexosas (seis átomos): Glucosa (aldosa) - Galactosa (aldosa) -

Fructosa (cetona) - Sorbosa (cetona).

Heptosas (siete átomos): Sedoheptulosa o D-altro-heptulosa (cetona) -

L-glicero-D-mano-heptosa (aldosa).

2. En todos los monos sacáridos se encuentran grupos hidroxilo (funciones

alcohol) y un grupo aldehído o cetona. Los que tienen el grupo aldehído se

llaman aldosas y los presentan el grupo cetona, cetosas.

a) Glucosa: es el monosacárido más abundante y de mayor importancia

fisiológica, utilizado como combustible por las células. Se encuentra libre

en frutos maduros y también en sangre. La unión de muchas células de

glucosa forma polisacáridos como almidón, celulosa, glucógeno, etc.

También integra disacáridos de interés, entre ellos sacarosa y lactosa.

Se ha convenido llamar en llamar α (alfa) al isómero que presenta el HO del

carbono 1 hacia la derecha y β (beta) en el caso contrario. Entonces las

formulas corresponden a α-D-glucosa y β-D-glucosa,

respectivamente.

Formula de Fischer:

En el caso de la D-glucosa cíclica, tenemos las siguientes fórmulas de Haworth basadas en el pirano y por lo tanto llamadas piranósicas:

b) Fructosa: Es un monosacárido con la misma fórmula que

la glucosa pero con diferente estructura, es decir, es un isómero de ésta. Se

encuentra libre en frutos maduros, en otros de vegetales y en la miel. Con

glucosa forma sacarosa o azúcar de caña. La fructosa libre tiene mayor poder

edulcorante que la sacarosa y mucho más que la glucosa.

2° Parte:

1- Glúcidos hidrolizables u ósidos :

a) Los glúcidos hidrolizables son aquellos que pueden formar dos o más

moléculas de monosacáridos, por hidrolisis. Cuando se hidrolizan

originando pocas moléculas de monosas se denominan oligosacáridos

y cuando producen muchas moléculas de monosacáridos se llaman

polisacáridos.

2- Oligosacáridos :

a) Los oligosacáridos son aquellos que, por hidrolisis, forman de dos a seis

moléculas de monosacáridos.

b) Disacáridos:

Maltosa : También llamado azúcar de malta, es producto de hidrolisis del

almidón catalizada por la enzima amilasa. Es algo dulce y muy soluble

en agua, formada por unión del carbono 1 de α-D-glucosa (unión α-

glucosídica) al carbono 4 de otra D-glucosa.

Sacarosa : Es el azúcar habitualmente utilizado como colorante en la

alimentación. Se lo obtiene de la caña de azúcar y la remolacha. Está

formada por glucosa y fructosa, unidas por un enlace doblemente

glucosídico, ya que participan el carbono de α-glucosa y el carbono 2 de

β-fructosa.

Lactosa : Se encuentra en la leche. Por hidrolisis origina los monosacáridos constituyentes: galactosa y glucosa. La unión de estos monosacáridos se establece entre el carbono 1 de β-D-glucosa (unión β-glucosídica) y el carbono 4 de D-glucosa.

c) Polisacáridos: De reserva: Almidón: Reserva nutricia en vegetales, se deposita en las células

formando gránulos cuya forma y tamaño varían según el vegetal de origen. El almidón es el principal hidrato de carbono de la alimentación humana. Se encuentra en abundancia en cereales, papa y ciertas legumbres.

El almidón es un sólido blanco, no soluble en agua fría, donde forma una suspensión. Tratado con agua caliente forma una solución coloidal denominada engrudo de almidón.

Está compuesto por dos glucanos diferentes, amilosa y amilopectina. Ambos son polímeros de glucosa, pero difieren en estructura y propiedades. Generalmente el almidón contiene de 20% de amilosa y el resto de amilopectina. Esta proporción varía según el origen del almidón. Amilosa; es una larga cadena lineal formada por la unión de aproximadamente 300 unidades de glucosa. Estas unidades de glucosa están unidas entre sí por enlaces glicosídicos α entre los carbonos 1 y 4:

En agua, las moléculas de amilosa tienden a asociarse y a precipitar, razón por la cual no forman soluciones estables. La reacción con yodo es utilizada para el reconocimiento de almidón. La amilosa con yodo da un color azul intenso. El diámetro interno de la hélice de amilosa es suficientemente amplio para alojar moléculas de yodo. El complejo amilosa-yodo es responsable del color azul.

Conformación helicoidal de la amilosa:

Glucógeno: El glucógeno es el polisacárido de reserva en los animales superiores y el hombre. En ellos desempeña el mismo papel que el almidón en los vegetales. Es abundante en el hígado, pero también se halla en los músculos y en otros tejidos. Es un polímero de la glucosa que tiene una estructura similar a la de la amilopectina pero mucho más ramificada.

Esquema de un segmento de molécula de glucógeno:

De estructura o sostén:

Celulosa: Glucano con funciones estructurales en vegetales; es uno de los componentes principales de paredes celulares. Este polisacárido es el compuesto orgánico más abundante en la naturaleza. Constituida por más de 10.000 unidades de glucosa mediante enlaces glicosídicos β -1→4. Su estructura es lineal y no posee ramificaciones. Las uniones β -1→4 permite formar largas cadenas rectilíneas, estabilizadas por uniones tipo puente de hidrogeno. Las hebras de celulosa se agrupan paralelamente en haces que forman microfibrillas de gran resistencia física. A esta resistencia contribuyen los numerosos puentes de hidrogeno existentes entre cadenas vecinas. Los jugos digestivos humanos no poseen enzimas capaces de catalizar la hidrolisis de uniones glucosídicas β y por esta razón no se puede utilizar la celulosa como nutriente. La celulosa que ingresa con los alimentos vegetales no es modificada en su tránsito por el tracto gastrointestinal.

Celulosa:

Quitina: La quitina es un polisacárido muy abundante en la naturaleza, ya que constituye el exoesqueleto de artrópodos tales como insectos y crustáceos y las paredes celulares de algunos hongos. Es una sustancia blanca, dura y amorfa que contiene nitrógeno. Está formada por N-acetil-D-glucosaminas unidas entre sí por enlaces glicosídicos β-1→4: