Biomoléculas: Fundamentos de la Vida

Las biomoléculas son esenciales para la vida y cumplen funciones energéticas y estructurales. Incluyen carbohidratos, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos. Los nutrientes también son biomoléculas que contribuyen al crecimiento y desarrollo del organismo.

Carbohidratos (HdeC)

Los carbohidratos, también conocidos como glúcidos o sacáridos, están formados por carbono, hidrógeno y oxígeno (C_n). Cumplen funciones energéticas y estructurales. Están formados por dos o más monómeros de 3 a 5 carbonos que se unen y forman polímeros.

Estructura de los Carbohidratos

Son polialcoholes formados por C, H y O con una porción de C_n. A estos también se los denomina glúcidos o sacáridos.

Clasificación de Carbohidratos

• Monosacáridos: No se hidrolizan.
• Disacáridos: Se hidrolizan y dan 2 moléculas de monosacáridos.
• Trisacáridos: Se hidrolizan y dan 3 moléculas de monosacáridos.
• Oligosacáridos: Forman cadenas de cuatro a 10 unidades, se hidrolizan y dan el número correspondiente de moléculas.
• Polisacáridos: Forman largas cadenas de monosacáridos, son polímeros de mucha masa molecular, se hidrolizan y dan moléculas de monosacáridos.

Monosacáridos: Clasificación y Estructura

Los azúcares de los alimentos son una mezcla de monosacáridos y disacáridos. Los monosacáridos pueden clasificarse en triosas, tetrosas, pentosas y hexosas. Uno de los átomos de C forma un grupo carbonilo.

Estereoisomería Óptica y Configuración de Monosacáridos

Los monosacáridos son sustancias ópticamente activas que desvían la luz polarizada. La luz polarizada es una onda electromagnética que vibra en un plano único; cuando este haz pasa por una solución de una sustancia activa, el haz de la luz sale vibrando en un plano diferente.

• Asimétrico: Cuando las sustancias cuyas moléculas nunca pueden orientarse. Ocurre cuando 4 átomos diferentes están unidos a un mismo carbono.
• Estereoisómeros: Dos compuestos comparten la misma fórmula química pero se diferencian en la configuración espacial.
• Poder Rotatorio: Es la dirección en la cual una sustancia rota la luz polarizada, es una propiedad específica de cada molécula.

Propiedades Químicas y Derivados de los Monosacáridos

Las reacciones más importantes son:

• Las reacciones con el reactivo de Tollens y el de Fehling permiten detectar el poder reductor de una solución de monosacáridos.
• Para distinguir las aldosas de las cetosas puede usarse la reacción con agua de bromo y ácido nítrico.
• En presencia de ácido peryódico, los monosacáridos se rompen de todos los enlaces de carbono.
• Las aminas de los monosacáridos se forman reemplazando el OH por un grupo amino.
• Los ésteres fosfatos se forman porque se condensa el ácido fosfórico con el grupo OH de un azúcar.
• La formación de osazonas y osonas sirve para identificar la estructura de los HdeC.
• Los aldósidos y los cetósidos son metilados de los monosacáridos en los que el H de un OH se reemplaza por un grupo metilo.

Disacáridos y el Enlace Glucosídico

Se dividen en:

• Maltosa: Está en el grano de la cebada y se desdobla en dos moléculas de glucosa.
• Lactosa: Está en la leche y está formada por una molécula de glucosa y una de galactosa.
• Sacarosa: Está en la caña de azúcar y en la remolacha.

Los disacáridos están compuestos por hexosas y están formados por los monosacáridos unidos por un enlace O-glucosídico. Se clasifican en reductores que reducen el reactivo de Fehling y los no reductores que no reducen el reactivo. El carbono aldehídico libre en el extremo se llama extremo reductor de la cadena.

Polisacáridos

Están formados por monosacáridos. Los polisacáridos son sólidos, no son solubles en agua fría. Se clasifican en:

• Pentosanas: Como la arabana.
• Hexosanas: Como la glucosana.
• Polisacáridos Mixtos: Como las gomas y el mucílago.

Los polisacáridos se clasifican en:

• Homopolisacáridos: Tiene un solo tipo de monosacárido.
• Heteropolisacáridos: Tienen 2 o más tipos diferentes.

Almidón

Tiene mucha masa molecular. Tiene 2 tipos de polímeros de glucosa: la amilosa, compuesta por cadenas largas que no se ramifican, y la amilopectina, formada por glucosa con una masa molecular muy alta. Reacciona con el yodo.

Glucógeno

Es el polisacárido de reserva más importante en las células. Está formado por monómeros de D-glucosa. El glucógeno y el almidón que se ingieren con la dieta son hidrolizados por la enzima amilasa.

Polisacáridos Estructurales

• Quitina: Es el componente principal del exoesqueleto de muchas especies. Es un homopolisacárido lineal compuesto por unidades de N-acetil-O-glucosamina. Forma fibras extendidas.
• Celulosa: Está en las paredes celulares de las plantas. Está formado por unidades de D-glucosa en cadenas rectas y extendidas.

Polisacáridos Mixtos

Están formados por distintos tipos de monosacáridos:

• Gomas: Compuesta por pentosa, hexosa y ácido urónico.
• Mucílagos: Contienen galactosa y ácido sulfúrico.

Proteínas

Son polímeros que regulan el metabolismo.

Lípidos

Forman la membrana biológica y son sustancias que no se disuelven en agua.

Ácidos Nucleicos

Almacenan la información genética, tienen un papel en el metabolismo energético central e intervienen en la función de muchas enzimas.

Cuando los carbohidratos se combinan con las proteínas se forman glucoproteínas, y cuando se combinan con los lípidos se forman glucolípidos.