Biomoléculas

El Agua

Molécula de Agua

Está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno unidos por un enlace covalente. Debido a la alta electronegatividad del oxígeno, los electrones compartidos con el hidrógeno se encuentran desplazados hacia el oxígeno. Esto produce un exceso de carga negativa sobre el oxígeno y de carga positiva sobre los hidrógenos; esto se denomina polaridad. Las moléculas de agua se unen entre ellas mediante puentes de hidrógeno.

Importancia Biológica del Agua

• Es el principal disolvente biológico: (Facilita la disociación de compuestos iónicos y su disolución. También, por medio de la formación de enlaces de hidrógeno, provoca la dispersión y disolución de otras sustancias polares. Medio de transporte de otras sustancias).
• Elevada capacidad térmica: (El agua es un excelente almacén de calor y amortiguador de los cambios de temperatura).
• Alcanza su densidad máxima (1g/cm³) en estado líquido, a los 4ºC: Por ello el hielo flota sobre el agua.

Procesos relacionados con el Agua

Difusión

Si dos disoluciones de distinta concentración se ponen en contacto, o están separados por una membrana permeable, el agua y los solutos se desplazan hasta alcanzar una concentración intermedia.

Ósmosis

Si dos disoluciones de distinta concentración se mantienen separados por una membrana semi-impermeable, es decir, que solo deja pasar moléculas de agua, esta pasará de la disolución más diluida (hipotónica) a la más concentrada (hipertónica) con lo que tienden a igualarse (isotónicas).

Plasmólisis

Fenómeno que ocurre cuando la célula se encuentra en un medio hipertónico, tratando de equilibrar las concentraciones expulsa agua, provocando una deshidratación que de ser extrema puede causar la muerte celular.

Turgencia

Fenómeno que ocurre cuando la célula se encuentra en un medio hipotónico, tratando de equilibrar concentraciones expulsa soluto y permite la entrada de agua, la célula se hincha llegando incluso a estallar.

Carbohidratos

Monosacáridos

Son los azúcares más sencillos, entre ellos están la glucosa, la fructosa y la galactosa. Polialcoholes (aldehído y cetonas).

Disacáridos

Están formados por la unión de dos monosacáridos, entre ellos están la sacarosa y la lactosa.

Polisacáridos

Son compuestos formados por la unión de muchos monosacáridos, entre ellos están el almidón, el glucógeno y la celulosa.

Lípidos

Compuestos formados por carbono, hidrógeno y oxígeno. Son compuestos apolares o de una baja polaridad. Son prácticamente insolubles en agua aunque solubles en disolventes orgánicos.

Grasas

Formadas por la unión de un trialcohol, el glicerol o glicerina, a uno, dos o tres ácidos grasos, enlaces covalentes de tipo éster.

• Saturadas: Abundan en los animales y suelen ser sólidas a temperatura ambiente.
• Insaturadas: Son los aceites vegetales, líquidos a temperatura ambiente.

Ceras

Semejantes a las grasas pero poseen, en vez de trialcohol, un monoalcohol de cadena larga que se une mediante un enlace de tipo éster a un ácido graso. (Función impermeable y protectora).

Fosfolípidos

Están formados por una molécula de alcohol, unida por un lado a un grupo fosfato y por otro, a ácidos grasos. Esto da a lugar a una estructura bipolar en la que uno de los extremos es apolar y el otro polar.

Esteroides

Son derivados del núcleo del ciclopentanoperhidrofenantreno o esterano que se compone de carbono e hidrógeno formando cuatro anillos fusionados, tres hexagonales y uno pentagonal; posee 17 átomos de carbono. En los esteroides esta estructura básica se modifica por adición de diversos grupos funcionales, como carbonilos e hidroxilos (hidrófilos) o cadenas hidrocarbonadas (hidrófobas).

Proteínas

Son macromoléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos. Las proteínas desempeñan un papel fundamental para la vida y son las biomoléculas más versátiles y más diversas. Son imprescindibles para el crecimiento del organismo. Realizan una enorme cantidad de funciones diferentes, entre las que destacan:

• Estructural: (Colágeno y queratina).
• Reguladora: (Insulina y hormona del crecimiento).
• Transportadora: (Hemoglobina).
• Inmunológica: (Anticuerpos).
• Enzimática: (Sacarasa y pepsina).
• Contráctil: (Actina y miosina).

Desnaturalización

Consiste en la pérdida de la estructura terciaria, por romperse los puentes que forman dicha estructura. Todas las proteínas desnaturalizadas tienen la misma conformación, muy abierta y con una interacción máxima con el disolvente, por lo que una proteína soluble en agua cuando se desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita.

Estructura Tridimensional de las Proteínas

La forma en que se pliega la cadena peptídica está determinada por su particular secuencia de aminoácidos y se mantiene estable por enlaces débiles formados entre grupos de átomos de la cadena de aminoácidos. Los cambios extremos en el medio provocan su desnaturalización.

Las Proteínas Enzimáticas

Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores biológicos aumentando la velocidad a la que transcurren las reacciones metabólicas.

Modelo de Actuación de las Enzimas

Las enzimas actúan uniéndose de forma transitoria a un sustrato. Un sustrato determinado se une al centro activo de una enzima específica y forma el complejo enzima-sustrato. Durante la unión, la enzima crea un entorno alrededor del sustrato que facilita la reacción. Tras la transformación del sustrato en los productos de la reacción, la enzima se libera y se recupera intacta, disponible para unirse de nuevo a otra molécula de sustrato.

Propiedades

• Específicas: Una enzima solo puede actuar sobre un determinado sustrato.
• Eficientes: Una única molécula de enzima puede catalizar la transformación de muchas moléculas de sustrato por minuto.

Ácidos Nucleicos

Los ácidos nucleicos son biomoléculas formadas por C, H, O, N y fósforo. Un nucleótido es una molécula formada por la unión de:

• Una base nitrogenada.
• Un grupo fosfato.
• Una pentosa.

Tipos

ADN

• Estructura: Dos cadenas de nucleótidos paralelas y complementarias en forma de doble hélice. La estructura se mantiene estable gracias a los puentes de hidrógeno.
• Función: Es el material genético y se hereda. Puede duplicarse y la secuencia de nucleótidos codifica las proteínas.

ARN

• Estructura: Suelen estar formadas por una sola cadena de nucleótidos.
• Tipos:
  • ARN mensajero: Es el responsable de copiar la información del ADN y llevarla hasta los ribosomas.
  • ARN ribosómico: Forma parte de la estructura de los ribosomas.
  • ARN de transferencia o soluble: Formado por pequeñas moléculas encargadas de transportar los aminoácidos a los ribosomas para que se construya la cadena de proteína.