Sustancias y Fórmulas Químicas

Las sustancias se pueden representar por medio de fórmulas químicas. Estos modelos indican los elementos que forman parte del compuesto químico. A su vez, se pueden representar por fórmulas químicas estructurales lineales o cíclicas.

Clasificación de las Biomoléculas

Dependiendo de los elementos que componen las biomoléculas, estas se dividen en dos grupos:

• Inorgánicas: Son moléculas que poseen tanto los seres vivos como los cuerpos inertes. Son imprescindibles para la vida, como el agua y las sales inorgánicas. No suelen presentar el elemento carbono.
• Orgánicas: Son moléculas sintetizadas por seres vivos y su estructura se basa en carbono. Se constituyen principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno. También pueden contener nitrógeno, fósforo y azufre. Cumplen importantes funciones para la vida de los organismos, ya que forman parte de su estructura, aportan energía, controlan y regulan diferentes reacciones químicas.

Importancia del Carbono en las Biomoléculas

El carbono es una base química de varias moléculas indispensables para mantener la vida. Se presenta en las biomoléculas más importantes, excepto el agua, e interviene en los principales procesos químicos.

Principales Biomoléculas

Las principales biomoléculas son los glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Estas son macromoléculas, ya que poseen una gran masa molecular y están formadas por múltiples monómeros.

Los monómeros de los glúcidos son los monosacáridos; los de los lípidos, los ácidos grasos; los de las proteínas, los aminoácidos; y los de los ácidos nucleicos, los nucleótidos.

Glúcidos

Los glúcidos son las biomoléculas fundamentales de almacenamiento de energía en la mayoría de los seres vivos, ya que sirven como fuente de energía en procesos vitales. Además, forman parte de tres compuestos abundantes en la biosfera: celulosa, quitina y almidón. Cumplen la función de lubricante e intervienen en la formación de otras moléculas orgánicas, como lípidos y proteínas.

Dependiendo la cantidad de carbonos en su composición, se clasifican en:

• Monosacáridos: Estructuras básicas de los carbohidratos, como la glucosa y la ribosa. La glucosa se forma en las plantas verdes durante la fotosíntesis; es una hexosa, posee 6 carbonos. La ribosa es una pentosa (5 carbonos) importante en la formación del ARN. La desoxirribosa es una estructura similar que interviene en la formación del ADN.
• Disacáridos: Se forman al unirse dos monosacáridos y perder una molécula de agua. Ejemplos: sacarosa (glucosa + fructosa), lactosa (glucosa + galactosa), maltosa (2 moléculas de glucosa).
• Polisacáridos: Glúcidos complejos resultantes de la unión de muchos monosacáridos. Cuando una célula tiene un exceso de glúcidos, los monosacáridos se unen formando polímeros y se acumulan como almidón (células vegetales) o glucógeno (células animales). Otros polímeros importantes son la celulosa y la quitina.

Lípidos

Los lípidos son moléculas orgánicas heterogéneas formadas por carbono e hidrógeno y, en menor proporción, por oxígeno. Son insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos. Cumplen funciones importantes como el almacenamiento de energía, la termorregulación, el aislamiento térmico y son componentes estructurales. Pueden ser aceitosos o sólidos a temperatura ambiente, o líquidos.

Las grasas y aceites son la combinación de tres moléculas de ácidos grasos unidos a una molécula de alcohol, formando los triglicéridos.

Los lípidos forman parte de la estructura de las membranas celulares.

• Fosfolípidos: Están formados por una unidad de glicerol, dos ácidos grasos (hidrofóbicos) y un grupo fosfato (hidrofílico).
• Glucolípidos: También son compuestos abundantes en el tejido nervioso. Están formados por una unidad de glicerol, dos ácidos grasos y una corta cadena de carbohidratos.
• Ceras: Forman coberturas de piel, pelaje y plumas.
• Esteroides: Actúan como reguladores de la sangre y la secreción biliar. Otros son estructurales, como el colesterol.

Proteínas

Las proteínas son las biomoléculas de mayor importancia en la estructura y el funcionamiento de la materia viva. Son irremplazables en la estructura del protoplasma. Están formadas por macromoléculas complejas, compuestas por la unión de aminoácidos.

Los aminoácidos están formados por un átomo de carbono unido a un grupo amino y a otro carboxilo, que se comporta como ácido.

Un polipéptido es una cadena proteica formada por la unión de muchos aminoácidos. Estos se unen por enlaces formados por condensación, llamados enlaces peptídicos.

Dependiendo de la unión de los aminoácidos, existen diferentes estructuras:

• Estructura primaria: Los aminoácidos constituyen la proteína y forman cadenas lineales.
• Estructura secundaria: La cadena de aminoácidos toma forma de hélice debido a los enlaces de hidrógeno. Son las proteínas fibrosas como el colágeno y la queratina.
• Estructura terciaria: La cadena polipeptídica se pliega en el espacio formando una estructura tridimensional intrincada. A veces se pliega formando una figura globular, como las enzimas y los anticuerpos.
• Estructura cuaternaria: Algunas proteínas formadas por varias cadenas polipeptídicas se unen entre sí. Como la insulina, la hemoglobina y la albúmina.

Desnaturalización de Proteínas

La desnaturalización se produce cuando las proteínas son sometidas a temperaturas elevadas y modifican su plegamiento. Puede ser irreversible.