Biomoléculas: Propiedades del Agua y Estructura de Monosacáridos y Polisacáridos

El Agua y sus Propiedades

Oligoelementos: Participan en cantidades infinitesimales, su carencia puede acarrear graves trastornos e incluso la muerte. Muchos son indispensables para la catálisis enzimática y para la actividad de diversas proteínas.

Polaridad: El agua es una molécula polar, en la nube electrónica alrededor del O₂ se concentra una densidad de carga (-), mientras los núcleos de H quedan desnudos, desprovistos parcialmente de sus electrones y manifiestan una densidad de carga (+).

Puentes de H: La carga parcial (-) del O₂ de una molécula ejerce una atracción electrostática sobre las cargas parciales (+) de los átomos de H de otras moléculas adyacentes, de manera que una molécula de H₂O puede participar hasta en 4 puentes de H a la vez.

Acción disolvente: El agua es el líquido que más sustancias disuelve, disolvente universal. Esta propiedad se debe a su capacidad para formar puentes de H con otras sustancias que se disuelven cuando interactúan con las moléculas polares del H₂O.

• Sustancias hidrofílicas: Las moléculas polares se disuelven debido a que establecen puentes de H con las moléculas de H₂O y se alojan en el seno de la estructura reticular.
• Hidrofóbicas: Las moléculas que no son polares no pueden establecer puentes de H por lo que interrumpen la estructura reticular, se reorganiza alrededor de cada molécula formando jaulas.
• Anfipáticas: Mezcla de las dos anteriores.

Dispersiones coloidales: En ellas los solutos son macromoléculas. Aunque no forman disoluciones verdaderas, estas partículas de soluto de gran tamaño poseen grupos polares y con carga eléctrica por lo que no sedimentan, ya que establecen puentes de H con infinidad de moléculas de H₂O que se disponen en capas a su alrededor. Suelen tener un aspecto translúcido y pueden presentarse en dos formas: de aspecto fluido (sol) y de forma gelatinosa y elástica (gel).

Ósmosis: Un tipo de disolución pasiva caracterizada por el paso del agua a través de la membrana semipermeable desde la solución más diluida a la más concentrada.

• Turgencia y hemólisis: Si los líquidos extracelulares se diluyen se hacen hipotónicos respecto a las células, el agua pasa a las células y se hinchan, se vuelven turgentes.
• Plasmólisis y crenación: Si los líquidos extracelulares aumentan su concentración se hacen hipertónicos, las células pierden agua, se deshidratan y mueren.

Sistemas buffer: Consiste en un conjunto de sustancias relacionadas entre sí capaces de mantener el pH constante al añadir iones H⁺ o OH^– que amortiguan los cambios del pH.

Monosacáridos: Estructura y Función

Monosacáridos: Moléculas de polihidroxialdehídos/cetonas, que pueden tener entre 3 y 9 átomos de C y responden a la fórmula molecular (CH₂O)n y tienen como función retener energía solar mediante la fotosíntesis, se comportan como combustible metabólicos.

• Monosacáridos de 3 at. de C: C₃H₆O₃, solo hay dos el gliceraldehído y la dihidroxiacetona, funciones en el metabolismo de la glucosa y grasas.
• C asimétrico: El at. de C que tiene sus 4 valencias saturadas con 4 radicales diferentes.
• Isomería espacial: La presencia de un C asimétrico en la molécula de gliceraldehído significa que los 4 radicales se pueden disponer alrededor del 2º at. de C según dos configuraciones espaciales distintas, no superponibles.
• Configuración D y L: Cuando se representa la fórmula estructural del gliceraldehído se ha establecido por convenio que cuando el grupo OH está a la derecha, su configuración es D y cuando está a la izquierda L.
• Hemiacetálico: Puente de O₂ intramolecular que en la ciclación de la glucosa une el grupo aldehído del C1 con el grupo OH del C5.
• C anomérico: Además la nueva estructura cíclica, la hemiacetal transforma al C1 en un nuevo C asimétrico, ahora llamado C anomérico, y está unido a un grupo llamado OH hemiacetálico.
• Ciclación de Haworth de la glucosa: Cuando una molécula de glucosa se encuentra en medio acuoso forma una estructura cerrada en forma de anillo y la presencia del C anomérico da lugar a los nuevos estereoisómeros, llamados anómeros, que pueden ser de configuración α o β.
• Silla o bote: Las fórmulas en perspectiva de Haworth representan las formas cíclicas de los azúcares en forma tridimensional y no planas.

Disacáridos y Polisacáridos

Lactosa: Azúcar de la leche, está formada por la unión de C1 de la β-D-galactosa(1>4)β-D- glucosa. Al formarse el enlace se desprende una molécula. Además, este compuesto posee el hidroxilo hemiacetálico es decir es reductor.

Celulosa: Es un polímero no ramificado de moléculas de β-D-glucosa unidas por enlaces β(1>4). La unidad que se repite es la celobiosa.

Quitina: Es un polímero de N-acetil-β-D-glucosamina, en el que los enlaces O-glucosídicos son del tipo β(1>4).

Almidón: Es un polímero de α-D-glucosa y es el polisacárido de reserva energética más común en los vegetales, que se almacena en los amiloplastos. El almidón se hidroliza mediante enzimas específicas que suministran, primero unidades de maltosa y, por último, glucosa. Es la fuente de carbohidratos más importante en la alimentación humana. Está compuesto por dos polímeros distintos: la amilosa y la amilopectina.

Glucógeno: Es un polímero de α-D-glucosa y presenta una estructura ramificada con puntos de ramificación cada 8 o 10 restos de glucosa.