El Agua

El agua es la molécula inorgánica más importante, constituye la mayor parte de nosotros y participa en reacciones químico-biológicas. Es un dipolo (- y + polo). El oxígeno es muy electronegativo y al compartir dos electrones los atrae a él y su polo se pone negativo. Permiten la formación de Puentes de Hidrógeno, una vez formado el 1º favorece la formación de los demás.

Propiedades y Funciones del Agua:

1. Su estado líquido: entre los 0 y 100ºC es anormal comparado con otros hidruros, esto se debe a la capacidad para formar puentes de hidrógeno.
2. Alto calor específico: las grandes variaciones de temperatura producen pequeñas variaciones en el agua, esto lo convierte en un buen amortiguador térmico para mantener la misma temperatura en el cuerpo de los seres vivos.
3. Alto calor de vaporización: es más alto que en otros hidruros lo que da lugar a un mecanismo de refrigeración que regula la temperatura del cuerpo con el sudor.
4. Alta constante dieléctrica: es elevada con respecto a otros disolventes, esto la convierte en el disolvente universal que sirve de transporte para las sustancias de dentro y fuera del organismo.
5. Alta fuerza de cohesión: proporciona tensión superficial permitiendo la capilaridad, lo que lo hace un buen lubricante disminuyendo el rozamiento entre articulaciones y capilaridad estructural.
6. Menor densidad en su estado sólido: esto hace que el hielo flote y que sobrevivan los ecosistemas acuáticos.
7. Se puede disociar: dividirse en iones y participar en reacciones químicas.

Glúcidos

Glúcidos: son biomoléculas orgánicas formadas por C, H y O. Se llaman también hidratos de carbono, aunque estos no van unidos a moléculas de agua.

Monosacáridos

Monosacáridos: No son hidrolizables, van de 3 a 12 C. Son sólidos blancos cristalinos, dulces y solubles en agua y desvían el plano de la luz polarizada. Tienen un esqueleto carbonado con grupos alcohólicos o hidroxilos y un grupo aldehído o cetónico. Intervienen en el metabolismo celular.

Monosacáridos, Según el Número de Carbonos:

1. Triosas: D-gliceraldehído y dihidroxicetona. Intervienen en el metabolismo energético celular.
2. Pentosas: D-Ribosa forma parte del ARN, ATP y NAD. D-desoxirribosa forma parte del ADN (ácido desoxirribonucleico). D-ribulosa es importante en la fotosíntesis.
3. Hexosas: D-Glucosa es un glúcido energético por excelencia. D-fructosa abundante en frutas y D-galactosa forma parte de la lactosa.

Funciones Biológicas de los Monosacáridos:

• Intermediarios del metabolismo celular.
• Intermediarios en la fijación del C en vegetales.

Polisacáridos y Funciones

1. Almidón: polisacárido de reserva de vegetales. Y fuente más importante de azúcar para los animales.
2. Glucógeno: polisacárido de reserva en los animales. Se localiza en el hígado y músculo.
3. Celulosa: polisacárido estructural de vegetales.
4. Quitina: polisacárido estructural de animales y hongos.
5. Pectina: forma parte de la pared vegetal.

Funciones de los Glúcidos

• Estructural: forman parte de diversas estructuras. Por ejemplo la ribosa y desoxirribosa en ácidos nucleicos.
• Intermediario metabólico: ej. el gliceraldehído.
• Energética: constituyen una fuente primaria de energía química para las células. Ej. glucosa.

Lípidos

Lípidos: constituyen un grupo de biomoléculas heterogéneo, son poco o nada solubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos y con densidad baja. Constituyen aceites y grasas que suelen ser de reserva y protección, aunque forman parte de membranas biológicas participando en la fisiología celular.

Ácidos Grasos

Ácidos Grasos: ácidos carboxílicos de cadena larga que forman parte de los lípidos saponificables por medio de enlaces éster. Se obtienen por hidrólisis de los lípidos saponificables con un número par de C en su cadena (16-18).

Saturados o Insaturados:

• Saturados: no poseen enlaces dobles en su cadena (unión por enlaces trans). Son flexibles y sólidos a temperatura ambiente. El punto de fusión de estos es más alto y aumenta con el nº de C por la formación de enlaces de Van der Walls.
• Insaturados: presentan enlaces dobles en su cadena (enlaces cis). Son rígidos en su doble enlace y son líquidos aceitosos. El nº de interacciones es menor por el codo de la cadena y el punto de fusión es más bajo.

Acilglicéridos y Dos Funciones

Acilglicéridos: lípidos simples formados por glicerol esterificado por 1, 2 o 3 ácidos grasos. Si los ácidos grasos son insaturados se forman aceites y si son saturados sebos. Estos pueden sufrir reacciones de saponificación: hidrólisis con álcalis de la que se obtiene glicerol y jabón. Los lípidos con ácidos grasos son saponificables. En los organismos la hidrólisis se lleva a cabo por enzimas y se produce glicerol y ácidos grasos. No son solubles en agua y no forman micelas por ser apolares.

• Reserva energética: reservas bajo la piel de animales y aceites en semillas y frutos.
• Protección frente al frío y golpes.

Céridos

Céridos: las ceras son la unión por enlaces éster de un ácido graso de cadena larga y un monoalcohol de cadena larga. Son sólidas. Tienen extremos hidrófobos y su función es impermeabilizar y proteger. En animales están en la piel recubriendo plumas, pelo y exoesqueleto.

Fosfoglicéridos

Fosfoglicéridos: lípidos más abundantes en las membranas celulares. Constituidos por glicerol-3-fosfato esterificado en los C 1 y 2 por ácidos grasos. El ácido fosfatídico cuyo grupo fosfato está esterificado por alcoholes aminados. Son moléculas bipolares: cabeza hidrofílica y cola hidrófoba.

Esfingolípidos

Esfingolípidos: se encuentran en membranas de animales y plantas. Son abundantes en las células del tejido nervioso. El esqueleto es la esfingosina, un alcohol aminado de cadena larga. Hay varios tipos:

• Esfingomielinas: esterificación de la ceramida por un grupo fosfato.
• Gangliósidos: ceramida unido a un oligosacárido.
• Cerebrósidos: ceramida unida a varios azúcares. β-galactosa y glucosa.

Función de los Lípidos

1. Estructural: fundamental en la formación de membranas.
2. Energética: reserva de energía -> grasa.
3. Transportadora: transporta sustancias en medios orgánicos.

Proteínas

Proteínas: polímeros no ramificados formados por la unión de aminoácidos en enlaces peptídicos.

Aminoácidos

Aminoácidos: todas las proteínas tienen 20 alfa-aminoácidos diferentes. Ese grupo R es su propia identidad. Son sólidos cristalinos, con un alto punto de fusión, solubles en agua con isomería espacial y anfóteros.

Enlace Peptídico

Enlace peptídico: la unión de aminoácidos, carboxilos y aminos depende de una molécula de agua. Los aminoácidos se llaman residuos, el N-terminal es el grupo amino y el C-terminal es el grupo carboxilo. Tienen carácter de doble enlace rígido y el O, C y N no pueden rotar. Son polares, tienden a interaccionar entre sí y formar puentes de hidrógeno.

Estructura Primaria

Estructura primaria: la secuencia de aminoácidos en la cadena con el número de aminoácidos determinados de cada clase y en un orden en el que están alineados. Sólo una pequeña parte de las proteínas son funcionales, las demás son eliminadas por selección natural. La estructura se mantiene por enlaces peptídicos covalentes y la secuencia es determinada por las leyes. La secuencia de aminoácidos se forma por el mensaje genético del ADN y la configuración tridimensional que le da su función biológica.

Estructura Secundaria

• Hélice Alfa: los C alfa rotan formando la hélice alfa que es dextrógira y tiene 3.6 aminoácidos en cada vuelta. Quedan enfrentados los C=O – aminoácidos y los N-H – aminoácidos formando puentes de H lo que hacen a la hélice más estable. Los grupos R quedan hacia fuera, si son grandes desestabilizan la estructura. La cadena alfa hélice depende de los aminoácidos y su secuencia con grupos pequeños y no muy cargados.
• Lámina Beta: se establecen puentes de H entre 2 o más cadenas polipeptídicas paralelas o antiparalelas adyacentes. Las cadenas paralelas o antiparalelas van en el mismo sentido. Los enlaces peptídicos participan en los puentes de H que son muy estables. Los grupos R quedan por encima o debajo de los planos. Aparecen en láminas β la alanina o glicina. Además de estos hay estructuras de colágeno de triple hélice muy compacta.