Biomoléculas: Los Ladrillos de la Vida

Las biomoléculas son los componentes químicos que constituyen a los seres vivos. Se clasifican en dos grandes grupos:

Biomoléculas Simples

Están formadas por átomos de un mismo elemento, como el calcio (Ca) o el oxígeno (O).

Biomoléculas Compuestas

Están formadas por átomos de distintos elementos, como el agua (H₂O) y la glucosa (C₆H₁₂O₆).

Biomoléculas Orgánicas

Glúcidos

Los glúcidos son biomoléculas orgánicas formadas principalmente por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O). Se clasifican en:

Monosacáridos

Son los glúcidos más simples. Algunos ejemplos son:

• Glucosa: Es un monosacárido que constituye la unidad estructural de los glúcidos complejos. Es la principal fuente de energía para los seres vivos. Es el nutriente exclusivo del cerebro y es utilizada por todas las células. Es producida por plantas y otros seres autótrofos a través de la fotosíntesis.
• Fructosa: Es un monosacárido que se encuentra en las frutas.
• Galactosa: Es un monosacárido que se encuentra en la leche.

Disacáridos

Están formados por la unión de dos monosacáridos. Algunos ejemplos son:

• Sacarosa: Es un disacárido formado por glucosa y fructosa. Se encuentra en la caña de azúcar y la remolacha.
• Lactosa: Es un disacárido formado por glucosa y galactosa. Se encuentra en la leche.
• Maltosa: Es un disacárido formado por dos moléculas de glucosa. Se encuentra en la malta.

Polisacáridos

Están formados por la unión de muchos monosacáridos. Algunos ejemplos son:

• Almidón: Es un polisacárido que se sintetiza a través de miles de moléculas de glucosa. Es un glúcido característico del reino Plantae, almacenándose dentro de las células en los amiloplastos y en órganos como tallos, semillas, frutos y raíces.
• Glucógeno: Es un polisacárido que resulta de la repetición de miles de moléculas de glucosa. Es una macromolécula que se almacena en el reino Animalia. El tejido muscular y el hígado son reservorios de moléculas de glucógeno.
• Celulosa: Es la biomolécula que constituye parte de la pared celular de los vegetales. Esta pared sirve de protección, esqueleto y como estuche que encierra la célula, persistiendo tras la muerte de esta. Es un polímero formado por más de 10 mil unidades de glucosa. Las fibras vegetales contienen en sus paredes celulosa, como el algodón, el lino, etc.
• Quitina: Es un polisacárido formado por glucosa y derivados de glucosa. Es el componente del exoesqueleto de los artrópodos.

Los glúcidos pueden estar asociados a otros tipos de moléculas, como los lípidos, constituyendo los glucolípidos. Las glucoproteínas son sustancias formadas por una fracción glucídica y una fracción proteica. Generalmente estos glúcidos compuestos se encuentran en la membrana celular.

Funciones de los Glúcidos

• Energética: Es la principal fuente energética usada por los organismos. El almidón y el glucógeno sirven como almacenamiento de glucosa.
• Estructural: La presencia de las fibras, en el tejido leñoso, de la celulosa les da la posibilidad de tener estructuras de 100m de altura. En las paredes bacterianas, los glúcidos complejos cumplen también una función estructural. Otra función específica es la inmunológica, los anticuerpos están en parte por glúcidos, también conocidos como inmunoglobinas.

Lípidos

Son un grupo de biomoléculas orgánicas muy heterogéneas, que tienen en común ser insolubles en el agua y solubles en benceno, cloroformo, acetona, etc. Son moléculas que poseen los siguientes elementos químicos: carbono (C), oxígeno (O), hidrógeno (H), y en menor grado fósforo (P), nitrógeno (N) y azufre (S). Se clasifican en:

Ácidos Grasos

Son moléculas que se caracterizan por tener una larga cadena hidrocarbonada con un grupo carboxilo (-COOH) en un extremo. Se clasifican en:

• Saturados: No tienen dobles enlaces entre los átomos de carbono. Son sólidos a temperatura ambiente. Ejemplos: ácido palmítico, ácido esteárico.
• Insaturados: Tienen uno o más dobles enlaces entre los átomos de carbono. Son líquidos a temperatura ambiente. Ejemplos: ácido oleico, ácido linoleico.

Triglicéridos

En animales y vegetales los ácidos grasos se almacenan como triglicéridos (grasas o aceites), ubicándose en el citoplasma de las células en forma de pequeñas gotas. Son importantes reservas energéticas en semillas. Cuando están en un medio acuoso, las moléculas lipídicas se disponen formando núcleos o capas.

Fosfolípidos

Son lípidos más complejos que forman parte de las estructuras de las membranas plasmáticas o de otras membranas (organelos, etc.), en los diferentes seres vivos. Los esfingolípidos son los fosfolípidos que cumplen un papel importante en la fisiología del tejido nervioso. Los glucolípidos se ubican en la capa externa de la membrana plasmática, formando parte de su estructura.

Esteroles

El colesterol es otro lípido complejo, bastante conocido por su vinculación con la estructura de la membrana y con procesos fisiológicos. Interviene como precursora de: los ácidos biliares y las hormonas sexuales.

Funciones de los Lípidos

• Reserva energética: Los lípidos son una fuente de energía más eficiente que los glúcidos. 1g de lípido libera 9,4 Kcal, mientras que los glúcidos y los prótidos por gramo liberan 4,1 Kcal.
• Estructural: Los fosfolípidos son componentes esenciales de las membranas celulares. Los esteroles, como el colesterol, también contribuyen a la estructura de las membranas.
• Aislante térmico: La grasa subcutánea actúa como aislante térmico, protegiendo al organismo de las bajas temperaturas.
• Protección de órganos: La grasa que rodea a los órganos internos los protege de golpes y traumatismos.
• Hormonal: Algunas hormonas, como las hormonas sexuales, son de naturaleza lipídica.

Membrana Celular

Es llamada de varias formas: membrana plasmática, membrana citoplasmática, o plasmalema, es una bicapa de fosfolípidos asociados a diferentes moléculas como proteínas, entre otras. Delimitan las células limitando la forma y contribuyen a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de las células.

Funciones de la Membrana Celular

• Regular la entrada y salida de muchas sustancias entre el citoplasma y el medio extracelular. Es responsable del transporte de sustancias.
• Mantiene el medio interno de la célula estable, controlando la concentración de agua y solutos.

Mecanismos de Transporte

Las células requieren nutrientes del exterior y necesitan eliminar sustancias de desecho. Existen dos tipos de transporte:

Transporte Pasivo

Proceso espontáneo, sin consumo de energía debido a una diferencia de concentración de sustancias o de cargas iónicas. Algunos ejemplos son:

• Difusión simple: Movimiento de sustancias a través de la membrana desde una zona de mayor concentración a una zona de menor concentración.
• Difusión facilitada: Movimiento de sustancias a través de la membrana con la ayuda de proteínas transportadoras.
• Ósmosis: Movimiento de agua a través de una membrana semipermeable desde una zona de mayor concentración de agua a una zona de menor concentración de agua.

Transporte Activo

Necesita de aporte de energía para determinar el pasaje en contra del gradiente de concentración y por ello se llama activo. Las proteínas transportadoras son las encargadas de realizar eso. Algunos ejemplos son:

• Bomba de sodio-potasio: Transporta iones sodio (Na+) hacia el exterior de la célula e iones potasio (K+) hacia el interior de la célula.
• Transporte activo de glucosa: Transporta glucosa hacia el interior de la célula.

Proteínas de Membrana

Las proteínas de membrana se clasifican en:

Proteínas Integrales

Se ubican a través de todo el espesor de la membrana.

Proteínas Periféricas

Se ubican adosadas en el exterior de una capa, unidas a los extremos polares de los lípidos y proteínas integrales. A este conjunto solo se encuentra del lado exterior y se les denomina glucocálix.