Carbohidratos

Los carbohidratos proporcionan energía inmediata al organismo. Están compuestos por los elementos C, H y O. Sus funciones principales son:

• Energética: Cada gramo aporta 4 kcal.
• Ahorro de proteínas: El cuerpo utiliza los carbohidratos para producir energía de forma inmediata, posteriormente los lípidos o grasas y, por último, las proteínas.
• Metabolismo de lípidos: Ayudan al metabolismo de las grasas e impiden la oxidación de proteínas.
• Estructural: Una mínima porción forma parte de los seres vivos.

Su fórmula general es (CH₂O)_n, donde n es igual o mayor que 3.

Tipos de digestión de carbohidratos

• Simple: Fácil absorción, energía rápida, muchas calorías y bajo nivel nutritivo.
• Compleja: Carbohidratos de reserva, el organismo los utiliza cuando no hay suficiente energía disponible.

Clasificación de carbohidratos según el número de moléculas

Monosacáridos

• Pentosa (5 carbonos)
  • Ribosa: Azúcar localizada en el ARN.
  • Desoxirribosa: Azúcar localizada en el ADN.
• Hexosa (6 carbonos)
  • Glucosa: Principal carbohidrato, se encuentra en tejidos vegetales y sangre. Sólidos cristalinos, color blanco, sabor dulce, muy solubles en agua.

Disacáridos

Formados por la unión de 2 monosacáridos iguales o distintos.

• Sacarosa o Fructosa: Azúcar presente en las plantas, su función es la reserva de monosacáridos.
• Lactosa: Azúcar en la leche, principalmente la de los mamíferos, su función es la reserva de monosacáridos.

Trisacáridos

Polímeros de hasta 20 unidades de monosacáridos de peso molecular muy elevado, también llamados Glucanos o Glicanos. No son dulces, pueden ser solubles (depende de las condiciones), todos en un momento dado se hidrolizan a monosacáridos.

Polisacáridos

• Almidón: Se encuentra en plantas como reserva energética, se encuentra en el citoplasma.
• Glucógeno: Se encuentra en animales como reserva energética, se encuentra en el interior de las células, hígado y músculo.
• Celulosa: Se encuentra en plantas y su función es estructural, forma las paredes vegetales: pelos, corteza.

Lípidos

Los lípidos están formados por C, H y una baja cantidad de O. Su función principal es la de almacenar energía. Cuando los carbohidratos se terminan, los lípidos se convierten en carbohidratos. Son insolubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos como el éter, cloroformo y el benceno. Pueden estar compuestos también por P, N y S.

Funciones de los lípidos

• Reserva: Son la principal reserva energética del organismo, un gramo de grasa produce 9.4 kcal en las reacciones metabólicas.
• Estructural: Forman las bicapas lipídicas de las membranas celulares.
• Biocatalizadora: Favorecen o facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos.
• Estructural de los seres vivos: Gran parte de la estructura de los seres vivos está formada por moléculas de lípidos.

Clasificación de los lípidos

Lípidos Saponificables

• Simples
  • Acilglicéridos: Están formados principalmente por glicerol. También se les llama grasas neutras.
  • Céridos: Conocidos también como ceras, sólidos a temperatura ambiente, su propiedad principal es recubrir algunos elementos como hojas, pelo, piel, uñas y algunos frutos.
• Complejos
  • Glicerolípidos
    • Glucolípidos: Se unen a un glúcido (azúcar) y se encuentran principalmente formando las membranas de bacterias y de células vegetales. (Glúcido + lípido)
    • Fosfolípidos: Tienen alta importancia pues forman parte de las membranas celulares formando la doble capa de fosfolípidos.
  • Esfingolípidos
    • Esfingoglucolípidos: Se unen a un glúcido y forman parte esencial de las membranas plasmáticas de las neuronas.
    • Esfingofosfolípidos: Se unen a un grupo fosfato y recubren y forman las vainas de mielina de los nervios.

Ácidos Grasos

Son moléculas hidrocarbonadas de tipo lineal que contienen un número par de carbonos, siendo los más comunes los que contienen de 14 a 22 carbonos. En el extremo de la cadena tienen un grupo carboxilo (COOH).

Clasificación de los ácidos grasos

• Esenciales: Aquellos que no pueden ser producidos por el organismo y es necesario ingerirlos a través de la dieta. Ejemplos: linolénico, linoleico, araquidónico.
• No esenciales: Son aquellos que el organismo puede producir y no hay necesidad de consumirlos a través de la dieta.

Clasificación de los ácidos grasos por el número de enlaces covalentes

• Saturados: Son aquellos que en su estructura únicamente tienen enlaces covalentes simples, son sólidos a temperatura ambiente y no se pueden hidrolizar. Ejemplo: manteca.
• Insaturados: Aquellos que contienen en su estructura enlaces simples, dobles o triples, se pueden hidrolizar, son líquidos a temperatura ambiente. Ejemplo: aceite.

Propiedades de los ácidos grasos

• Son insolubles en agua, solo solubles en éter, cloroformo y benceno (disolventes orgánicos).
• La combinación de un ácido graso y un alcohol da un éster.
• Saponificación: La combinación de ácido graso más una base o “álcali” da jabón.

Lípidos Insaponificables

• Terpenos: Lípidos que no contienen ácidos grasos y forman parte importante de algunas esencias vegetales: mentol, eucalipto y vainilla. Además, forman parte importante de la vitamina A, E y K.
• Esteroides:
  • Esteroles: colesterol y vitamina D
  • Hormonas: sexuales y suprarrenales
• Prostaglandinas: No contienen ácidos grasos y tienen la función de producir algunas sustancias importantes dentro del organismo.
  • Intervienen con las plaquetas en la coagulación y cierre de heridas.
  • Reducen la secreción de jugos gástricos.
  • Intervienen en algunas ocasiones actuando como hormonas locales.

Proteínas

Las proteínas son las responsables de la formación y reparación de los tejidos, interviniendo en el desarrollo corporal e intelectual. Están constituidas por C, H, O y N. También pueden contener S, P y, en menor proporción, Fe, Cu, Mg, I, entre otros. Las proteínas están formadas por aminoácidos. Cada aminoácido tiene un grupo Amino y un grupo Carboxilo unidos a un átomo de C central.

Tipos de aminoácidos

• Esenciales: Aquellos que el organismo no puede sintetizar por sí mismo. La única fuente de estos es a través de la dieta. Ejemplos: Fenilalanina, Isoleucina, Leucina, Lisina, Metionina, Treonina, Triptófano, Valina, Arginina, Histidina.
• No esenciales: Pueden ser sintetizados por el cuerpo. Ejemplos: Alanina, Prolina, Glicina, Serina, Cisteína, Asparagina, Glutamina, Tirosina, Ácido Aspártico, Ácido Glutámico.

Estructuras de las proteínas

• Primaria: Indica el orden de aminoácidos que componen a la proteína.
• Secundaria: Es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio. Alto, largo y profundo.
• Terciaria: Describe el plegamiento tridimensional completo de la cadena polipeptídica.
• Cuaternaria: Se refiere a la asociación de varias cadenas polipeptídicas para formar una proteína funcional.

Ácido Nucleico

Los ácidos nucleicos son macromoléculas o biomoléculas de gran peso molecular, quizás uno de los más importantes dentro de la estructura de los organismos vivientes. Están formados por C, H, N, O + un grupo fosfato (P) + un glúcido. Hay dos tipos de ácidos nucleicos: ADN y ARN. Están formados por nucleótidos, los cuales están formados por un grupo fosfato, un azúcar y una base nitrogenada.

Bases Nitrogenadas

Son moléculas o sustancias formadas por N que se integran principalmente a los ácidos nucleicos. Hay dos tipos:

• Pirimidinas: Citosina (C), Timina (T), Uracilo (U)
• Purinas: Adenina (A), Guanina (G)

Relación de bases nitrogenadas en los ácidos nucleicos: T–>A (se unen), C–>G (se unen).

Azúcar

• Desoxirribosa: Presente en el ADN.
• Ribosa: Presente en el ARN.

Estructura del ADN

Está formado por nucleótidos: grupo fosfato + desoxirribosa + bases nitrogenadas. Watson y Crick recibieron el premio Nobel por descubrir la estructura del ADN (doble hélice o escalera de caracol).

Estructura del ARN

Formado por nucleótidos: grupo fosfato + ribosa + bases nitrogenadas. Tiene forma de hélice sencilla.

Ubicación de los ácidos nucleicos

• ADN: En el núcleo y las mitocondrias.
• ARN: En el nucléolo formando estructuras y en los ribosomas.

Función del ADN

Encargado de transmitir características genéticas, responsable del fenotipo y genotipo.

Función del ARN

Encargado de transcribir el código genético del ADN para formar proteínas. Hay tres tipos principales:

• Ribosomal (ARNr)
• Mensajero (ARNm)
• De transferencia (ARNt)

Respiración Celular

La respiración celular es el proceso mediante el cual la célula extrae la energía de los alimentos para almacenarla en forma de ATP y utilizarla cuando el organismo lo requiera. Hay dos tipos: aeróbica (requiere O₂) y anaeróbica (no requiere O₂).

Etapas de la respiración celular aeróbica:

1. Ingestión de alimentos (carbohidratos, azúcares, proteínas).
2. Digestión en el aparato digestivo.
3. Conversión de los alimentos en glucosa.
4. Absorción de la glucosa en el intestino delgado a través de las vellosidades intestinales.
5. Transporte de la glucosa al hígado.
6. Distribución de la glucosa a través de la sangre.
7. Glucólisis: Rompimiento de la molécula de glucosa en dos moléculas de ácido pirúvico o piruvato. Se lleva a cabo en el citoplasma y tiene dos partes: preparatoria (debe gastar 2 moléculas de ATP) y productora (obtiene ATP).
8. Ciclo de Krebs: Completa el rompimiento de la molécula de glucosa. Se lleva a cabo en la matriz mitocondrial.
9. Cadena de transporte de electrones (CTE): La célula obtendrá la mayor parte de la energía (ATP). Se lleva a cabo en la membrana interna de la mitocondria.