Biomolculas

Los organismos vivos producen elementos que le permiten subsistir y reproducirse en el tiempo, y estas molculas son producidas constantemente hasta el momento de la muerte del ser vivo. Es esto lo que son las biomolculas: cualquier tipo de molcula orgnica producida por un organismo vivo.Pero adentrmonos en el mundo de las biomolculas para conocerlas ms de cerca y aproximarnos de paso a nuestra esencia.Las biomolculas estn constituidas principalmente por carbono, hidrgeno, nitrgeno y oxgeno, y en menor medida fsforo y sulfuro. Suelen incorporarse otros elementos, pero en menor frecuencia.Las biomolculas cuentan con estos elementos en sus estructuras ya que les permiten el equilibrio perfecto para la formacin de enlaces covalentes entre ellos mismos, tambin permite la formacin de esqueletos tridimensionales, la formacin de enlaces mltiples y la creacin de variados elementos.A grandes rasgos las biomolculas se dividen en dos tipos: orgnicas e inorgnicas, y es posible caracterizarlas de la siguiente manera:

Biomolculas inorgnicas: Son las que no son producidas por los seres vivos, pero que son fundamentales para su subsistencia. En este grupo encontramos el agua, los gases y las sales inorgnicas.

Biomolculas orgnicas: Son molculas con una estructura a base de carbono y son sintetizadas slo por seres vivos. Podemos dividirlas en cinco grandes grupos.Lpidos. Estn compuestos por carbono e hidrgeno, y en menor medida por oxgeno. Su caracterstica es que son insolubles en agua. Son lo que coloquialmente se conoce como grasas.Glcidos. Son los carbohidratos o hidratos de carbono. Estn compuestos por carbono, hidrgeno y oxgeno, y s son solubles en agua. Constituyen la forma ms primitiva de almacenamiento energtico.Protenas. Estn compuestas por cadenas lineales de aminocidos, y son el tipo de biomolcula ms diversa que existe. Tienen varias funciones dependiendo del tipo de protena del que estemos hablando.cido nuclico. Son el ADN (cido desoxirribonucleico) y ARN (cido ribonucleico). Son macromolculas formadas por nucletidos unidos por enlaces.Vitaminas. Las vitaminas tambin lo son. Estas son usadas en algunas reacciones enzimticas como cofactores.Las biomolculas son las molculas constituyentes de los seres vivos. Se constituyen de cuatro bioelementos, que son los ms abundantes en los seres vivos: carbono (C), hidrgeno (H), oxgeno (O) y nitrgeno (N).Se pueden clasificar en:1) Inorgnicas: (no estn formadas por cadenas de carbono e hidrgeno) agua, sales minerales e iones.2) Orgnicas: (estn formadas por cadenas de carbono) glcidos (hidratos de carbono), lpidos, protenas y cidos nucleicos.a) Agua:Es el componente ms abundante. El agua se encuentra en los seres vivos y es esencial para la vida.Una molcula de agua se compone de dos tomos de hidrgeno enlazados covalentemente a un tomo de oxgeno formando qumicamente H2OPropiedades del agua:1. Las molculas de agua siempre estnagrupadas, nunca estn sueltas.1. El agua es undipolo.1. Tienetensin superficialalta, debido a la fuerza con la que estn unidas las molculas. Esto explica la capilaridad de la sabia bruta en los vegetales.1. Es un buenregulador trmicoporque tiene uncalor especficomuy alto (Ce = cantidad de calor que necesita absorber un gramo de una sustancia para elevar su temperatura un grado) El agua tiene un Ce alto debido a los puentes de H.1. Es el mejordisolventeque existe en la naturaleza (disuelve a casi todas las sustancias inorgnicas, ya que la mayora son inicas o sustancias polares) Disuelve a las sustancias de bajo peso molecular. Las molculas de gran tamao, aunque sean polares no llegan a disolverse, formando una disolucin falsa.1. Nodisuelve a las sustanciasapolares.1. El aguaaceleralas reacciones qumicas.1. El poder disolvente del aguatransporta sustancias. Los animales sorbemos alimentos disueltos en agua y los transportamos va sangunea. Eliminamos los productos de desecho, sobre todo por la orina y el sudor. Es decir, lo que expulsa los desechos es el agua. Los vegetales absorben los nutrientes para la fotosntesis (sabia bruta) a travs de los pelos de las races disueltos en agua y transporta la sabia elaborada tambin a travs de ella.1. Mediante lahidrlisis, el agua interviene directamente las reacciones qumicas provocando la ruptura de molculas.

Estructura del agua:Enlace de puente de H entre molculas1. Biomleculas sales minerales:Son molculas pequeas que no forman largas cadenas de Carbono. Se encuentran dentro de los seres vivos en estado slido y en disolucin, es decir, formando iones.Sales minerales:Cloruros, Carbonatos, Bicarbonatos, Fosfatos(de sodio, de potasio, de calcio y de magnesio)Significado biolgico de las funciones de las sales minerales:1. Enforma slidaconstituyen las distintas formaciones esquelticas (huesos, cartlagos, dientes)1. Endisolucincumplen muchas funciones:Regula las contracciones muscularesRegula transmisiones de impulsos nerviososRegula coagulacin sangre (sobre todo el calcio)Regula el pHRegula el equilibrio osmticoFrmulas de las sales minerales:Cloruro sdico -> NaCl Bicarbonato sdico -> NaHCO3Cloruro potsico -> KCl Bicarbonato potsico -> KHCO3Cloruro clcico -> CaCl2 Bicarbonato clcico -> Ca(HCO3)2Cloruro magnsico -> MgCl Bicarbonato magnsico -> Mg(HCO3)2Carbonato sdico -> CO3Na2 Fosfato sdico -> Na3PO4Carbonato potsico -> CO3K2 Fosfato potsico -> H3PO4Carbonato clcico -> CaCO3 Fosfato clcico -> Ca3(PO4)2Carbonato magnsico -> MgCO3 Fosfato magnsico -> Mg3(PO4)2Seres vivosEl agua, mediante la sudoracin, es el principal componente para regular la temperatura del organismo. Funciona como termorregulador.

b) Sales minerales: Todos los seres vivos contienen, en proporciones variables, sales minerales.Se presentan en 2 grandes grupos: sales insolubles o sales solubles.Las sales insolubles: son sales minerales que se encuentran en los seres vivos en estado slido. Forman estructuras slidas (huesos, dientes, concha, etcLas sales solubles: se encuentran disueltas en agua y disociadas iones. Las sales disueltas se hidrolizan.Funcin de los iones:Regulacin de los fenmenos osmticosLa osmsis es un fenmeno en el que se produce el paso de un disolvente a travs de una membrana semipermeable desde una disolucin ms diluida a otra ms concentrada, caracterizada por el paso del agua que genera una presin llamada presin osmtica.Regulacin del equilibrio cido-baseEn los seres vivos existe una cierta cantidad de hidrogeniones y de iones hidroxilo. Proceden de la disociacin del agua, que proporciona los dos iones (hidrogeniones - iones hidroxilo).Los hidrogeniones tienen carcter cido mientras que los hidroxoliones lo tienen alcalino. Tanto la acidez o alcalinidad del medio interno de un organismo depender de la proporcin en que se encuentren los dos iones.Para que los fenmenos vitales puedan desarrollarse con normalidad es necesario que la concentracin de los hidrogeniones, que se expresa en valores de PH, sea ms o menos constante y aproximarse a la neutralidad del medio intero. PH=7c) Glcidos:Los glcidos son biomolculas formadas por carbono (C), hidrgeno (H) y en menor cantidad el oxgeno (O), a veces tienen (N,) (S), o (P). Se les suele llamar hidratos de carbono o carbohidratos o sacridos.Su frmula qumica suele ser (CH2O)nEstos glcidos son la fuente de energa primaria y de suma importancia que utilizan los seres vivos para realizar sus funciones vitales.Los glcidos desempean dos papeles fundamentales en los seres vivos.Son molculas energticas de uso inmediato para las clulas (glucosa).Por otra parte, algunos polisacridos tiene una importante funcin estructural ya que forman parte de la pared celular de los vegetales.Funciones de los Glcidos: Energtica (las ms sencillas), Estructural, Reserva energtica.Tipos de glcidos: los glcidos se dividen en monosacridos, disacridos, oligosacridos y polisacridos.-Monosacridos: Son los glcidos ms sencillos. Estn formados por carbono (C), hidrgeno (H), oxgeno (O). No se hidrolizan, es decir, que no se descomponen para dar otros compuestos.Contienen de 3 a 6 tomos de carbono:3 carbonos: triosas.4 carbonos: tetrosas.5 carbonos: pentosas.6 carbonos: hexosasLos monosacridos son slidos, de color blanco y solubles en agua, con sabor dulce. Todos los monosacridos tienen carcter reductor. El ms comn y abundante de los monosacridos es la glucosa.Derivados de los monosacridos: Fosfatos de azcares, Desoxiazcares, Polialcoholes, Azcares cidos, Aminoazcares. Segn el grupo sustituyentes, los monosacrido tambin se clasifica en: Aldosas y Cetosas.Aldosas: Los que son aldosa son los que tienen grupos aldehdos (CHO).Ejemplo: La glucosa y la galactosa son Aldosas, por el motivo que tienen un grupo aldehdo.Cetosas: Los que son cetosa son los que tienen grupos cetnicos (CO).-Oligosacridos: Son cadenas cortas formadas por la unin de 2 a 10 monosacridos. Los ms importantes son los disacridos, que estn unidos mediante un enlace glucosdico.-Los Disacridos: Se forman por la unin de dos monosacridos mediante enlace glucosdico. Puesto que los azcares son polialcoholes, la reaccin de formacin de acetales puede darse entre ellos, formndose as unidades dimricas de azcares llamadas disacridos. Las posibilidades de formar disacridos son enormes ya que existen una gran cantidad de monmeros y una buena cantidad de posiciones entre las que podran darse la reaccin de condensacin, no obstante slo unos pocos, entre los que hay que destacar la sacarosa, la lactosa y la maltosa, tienen importancia biolgica. En la figura siguiente se da la representacin esquemtica de algunos de ellos indicndose qu tipo de enlace O-glicosdico se da entre los monmeros.-Maltosa: Glucosa+ Glucosa-Lactosa: Galactosa+ Glucosa-Sacarosa: Glucosa+ Fructosa

-Los Polisacridos: Son polmeros constituidos por la unin de muchos monosacridos mediante enlaces glucosdicos. Los polisacridos son polmeros. Tienen distinas funciones, las principales son: energtica y estrucutral. Carecen de sabor dulce.Los polisacridos pueden descomponerse, por hidrlisis de los enlaces glucosdicos entre residuos, en polisacridos ms pequeos, as como en disacridos o monosacridos.Reserva de gcidos: los glcidos que consumimos son transformados en glucosa. Posteriormente pasan al hgado donde son transformados en glucgeno, que es una sustancia de reserva de energa para ser usada en los perodos en que no hay glucosa disponible (entre comidas), al igual que tenemos reserva en los msculos.d) Lpidos:Los lpidos son biomolculas orgnicas formadas bsicamente por carbono (C), hidrgeno (H) y generalmente tambin oxgeno (O), pero este ltimo en un porcentaje menor. Puede contener, adems, Fsforo (P), Nitrgeno (N) y Azufre (S).Son molculas de almacenamiento de energa, usualmente en forma de grasa o aceite, y cumplen funciones estructurales, como en el caso de los fosfolpidos, glucolpidos y ceras.Todo lo que entra y sale de la clula tiene que atravesar las barreras lipdicas que forman las membranas celulares.Qumicamente son muy heterogneosSe caracterizan por sus propiedades fsicas:- untuosos al tacto-son insolubles en agua u otros disolventes polares- son solubles en disolventes orgnicos (no polares) como ter, cloroformo, benceno, etcLquidos simples: triglicridosformados por una molcula de glicerol. Son steres de la glucerina con diferentes cidos grasosAceites: lquidos, formados principalmente por cidos grasos insaturadosSebos: slidos, formados por cidos grasos saturados de origen animalMantecas: formada por una mezcla de ambos cidos grasoscidos grasos: Saturados e insaturadosLos cidos grasos son molculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada de tipo lineal y tiene un grupo cido en el extremo. En la naturaleza es muy raro encontrarlos en estado libre.Los cidos grasos se caracterizan por tener una zona hidrfila, soluble en agua, correspondiente al grupo cido y una zona lipfila (e hidrfoba) insolubles en agua, correspondientes a la cadena hidrocarbonada (anfiptico).Se conocen unos 70 cidos grasos que se pueden clasificar en dos grupos:Saturados: slo tienen enlaces simples entre los tomos de carbono (intercambian una sola valencia con cada carbono)Insaturados: tienen uno o varios enlaces dobles. Estos compuestos no pueden ser sintetizados por los animales, se llaman cidos grasos esenciales y deben tomarse en la dieta.-Los cidos grasos saturados estn presentes en alimentos de origen animal y elevan el colesterol en sangre-Los cidos grasos insaturados son de origen vegetal y hacen descender el colesterol, principalmente el LDL.Hay dos tipos de colesterol:HDL -----> (Lipoprotena de alta densidad) LDL -----> (Lipoprotena de baja densidad)El colesterol es muy abundante en el organismo, y es la molcula base que sirve para la sntesis de casi todos los esteroides.-Lpidos complejos: Son lpidos saponificables cuya estructura molecular, adems de Carbono, Hidrgeno y Oxgeno, tambin hay Nitrgeno, Fsforo, Azufre o un Glucido.Los lpidos complejos son las principales molculas constitutivas de la doble capa lipdica de las membranas citoplasmticas, por los que tambin se los denomina lpidos de membrana.Los lpidos complejos est compuesto por:Fosfolpidos: Caracterizado por presentar un cido ortofosfrico en su zona polar. Puede ser cido graso saturado o insaturado. El rol del fosfolpido es realizar el metabolismo de las neuronas. Son parecidos a los triglicridos. Son las molculas ms abundantes de la membrana citoplasmtica.Funcin de los lpidos:-Reserva energtica: grasas y aceites. Los lpidos son la principal reserva energtica del organismo.-Estructural: forman partes de las membranas celulares (fosfolpidos, colesterol). Consistencia (cera) y proteccin (grasas).-Otras: hormonas, pigmentos, fotosintesis, cidos biliares, etcLos cidos biliares son un grupo de molculas producidas en el hgado a partir del colesterol, y de las que derivan las sales biliares, que se encargan de la emulsin de las grasas en el intestino.e) Protenas:Constituidas bsicamente por Carbono (C), Hidrgeno (H), Oxgeno (O) y Nitrgeno (N); aunque pueden contener tambin azufre (S) y Fsforo (P) y, en menor proporcin, Hierro (Fe), Cobre (Cu), Magnesio (Mg), etc.Las protenas son los materiales que desempean un mayor nmero de funciones en las clulas de todos los seres vivos. Por un lado, forman parte de la estructura bsica de los tejidos (msculos, piel, uas, etc.) y, por otro, desempean funciones metablicas y reguladoras (asimilacin de nutrientes, transporte de oxgeno y de grasas en la sangre, etc)Son polmeros de aminocidos, unidos mediante enlaces peptdicos. La unin de aminocidos da lugar a peptdicos si el peso molecular es pequeo, y a protenas, si el peso molecular es mayor a 5000 Dalton. La palabra protena proviene del griego protop (lo primero, lo principal, lo ms importante). La protenas son las responsables de la formacin y reparacin de los tejidos, interviniendo en el desarrollo corporal e intelectual.

Las protenas son biopolmeros (macromolculas orgnicas), de elevado peso molecular, constituidas bsicamente por carbono (C), hidrgeno (H), oxgeno (O) y nitrgeno (N); aunque pueden contener tambin azufre (S) y fsforo (P) y, en menor proporcin, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg), yodo (Y), entre otros elementos.Estos elementos qumicos se agrupan para formar unidades estructurales (monmeros) llamados aminocidos (aa), a los cuales se consideran como los "ladrillos de los edificios moleculares proteicos". Estos edificios macromoleculares se construyen y desmoronan con gran facilidad dentro de las clulas, y a ello debe precisamente la materia viva su capacidad de crecimiento, reparacin y regulacin.La unin de un bajo nmero de aminocidos da lugar a un pptido; si el nmero de aa que forma la molcula no es mayor de 10, se denomina oligopptido; si es superior a 10, se llama polipptido y si el nmero es superior a 50 aa, se habla ya de protena.Se clasifican, de forma general, en Holoprotenas y Heteroprotenas segn estn formadas, respectivamente, slo por aminocidos o bien por aminocidos ms otras molculas o elementos adicionales no aminoacdicos.La organizacin de una protena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados: estructura primaria, estructura secundaria, estructura terciaria y estructura cuaternaria. Cada una de estas estructuras informa de la disposicin de la anterior en el espacio.Estructura primaria

Estructura secundaria

La estructura secundaria es la disposicin de la secuencia de aminocidos en el espacio. Los aminocidos, a medida que van siendo enlazados durante la sntesis de protenas y gracias a la capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una disposicin espacial estable, la estructura secundaria.Existen dos tipos de estructura secundaria:Estructura terciariaLa estructura terciaria informa sobre la disposicin de la estructura secundaria de un polipptido al plegarse sobre s misma originando una conformacin globular.En definitiva, es la estructura primaria la que determina cul ser la secundaria y por tanto la terciaria.Esta conformacin globular facilita la solubilidad en agua y as realizar funciones de transporte, enzimticas, hormonales, etc.

-Protenas: aminocidosLos aminocidos son los principales constituyentes de las protenasSe caracterizan por tener un grupo amino y un grupo cido (carboxilo) que en los aminocidos naturales. Se unen ambos al mismo carbono, al que se le llama por eso carbono xEn los seres vivos hay alrededor de 20 aminocidos que son comunes a todos ellos, y que se diferencian unos de otros por el radical R unidos al carbono x-Funciones biolgicas de las protenas:Funcin estructural: citoesqueleto, membranas, pelo, uas, etc.Funcin de transporte: (Los transportadores biolgicos son siempre protenas) Homoglobina, protenas de membranas.Funcin enzimtica: (La gran mayora de las protenas son enzimas) Regula las reacciones qumicas en el organismo.Funcin hormonal: ( Las hormonas son sustancias producidas por una clula. Algunas hormonas son de naturaleza proteica) Insulina, hormona de crecimiento.Funcin inmunitaria: (La propiedad fundamental de los mecanismos de defensa es la de discriminar lo propio de lo extrao) Anticuerpos.Funcin contractil: contraccin de los msculos (activa y miosina).f) cidos nucleicosFormados por Carbono (C), Hidrgeno (H), Oxgeno (O) y Nitrgeno (N)) y Fsforo (P).Son polmeros formados por la repeticin de un monmero llamado nucletido.Sus monmeros son los nucleotidos. Los nucleotidos estn formados por:Azcar (pentosa) que contienen: la desoxiribosa en el ADN y ribosa en el ARN.Uno o ms cidos fosfricos: grupo fosfatoUna base nitrogenada: A, T, G, C y UPurinas : Adenina y Guanina.Pirimidinas: Citosina, Timina y Uracilo.Las bases nitrogenadas, ubicadas en los cidos nucleicos, Son de dos tipos fundamentales: las bases Pricas y las bases Pirimidinas.- Las bases pricas son: la adenina y guanina. Y las bases pirimidinas son: la citosina y la timina (el uracilo pertenece al ARN).Existen dos diferencias entre el ADN y ARN: el ADN tiene una desoxirribosa y el ARN una ribosa. El ADN, adems, contiene timina y el ARN uracilo.-cidos nucleicosEl ADN es por lo comn el constituyente bsico de la cromatina (cromosoma) nuclear en las clulas eucarinticas. Los cromosomas se encuentran en el ncleo de stas clulas. se dividen en pequeas unidades llamadas genes. Estos genes determinan las caractersticas hereditarias de la clula u organismo. El ser humano tiene 23 pares de cromosomas (46). Las clulas reproductoras del ser humano tienen la mitad de los cromosomas. Cuando se efectua la fecundacin, el espermatozoide y el vulo (clulas reproductoras o gametos) se unen y forman un nuevo individuo con la mitad de los cromosomas del padre y la otra mitad de la madre.Existen dos tipos de cidos nucleicos: ADN y ARN. Generalmente, la estructura del ADN es una cadena doble, mientras que el ARN est formado por una sola cadena. Ambos cidos estn compuestos por nucleotidos unidos entre s.Segn su composicn qumica, los cidos nucleicos se clasifican en cidos desoxiribonucleicos (ADN) que se encuentran residiendo en el ncleo celular y algunos organelos, y en cidos ribonucleicosa (ARN) que actan en el citoplasma.-cido desoxirribonucleico = ADNSu azcar es desoxirribosaNunca tiene Uracio (U)Cadena doble unida por puente de hidrogeno entre sus bases hidrogenadasLa cadena se enrolla en forma de doble hlicePortador y transmisor de la informacin genticaCdigo gentico: formado por A, T, G y C que son las "letras" del cdigo gentico.-Caracteristicas del cdigo gentico:Es universal (tanto en bacterias como animales)Se degenera-cido ribonucleico= ARNSu azcar es ribosaNunca tiene una base notrogenada de Timina (T)Es una cadena simple de nucleotidosSe encuentra en el ncleo y en el citoplasma de la clulaTransmite la informacin gentica hasta el citoplasma, donde sintetiza protenas-Funcin bsica del ARN: el articular los procesos de expresin de la informacin gentica del ADN en la sntesis de protenasSe distinguen 3 tipos de ARN:ARN replicacinARN de transcripcinARN traduccin-ARN replicacin: (duplicacin del ADN) El ARNm copia al ADN progenitor en molculas hijas idnticas.-ARN de transcripcin: Se transcribe la informacin del ADN al ARN para ser llevado a los ribosomas.-ARN traduccin: Es el proceso mediante el cual el mensaje es descifrado por el ARNr sintetizndose en protenas.