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domingo, 12 de agosto de 2007

Biomoleculas

· Biomolécula

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Las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los seres vivos. Estan constituídas principalmente por carbono e hidrógeno, aunque también pueden estar presentes oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre. Otros elementos son a veces incorporados pero en mucho menor proporción.

Los cuatro elementos más abundantes en los seres vivos son el carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno representando más del 99 % de la masa de la mayoría de las células. Estos cuatro elementos son los principales componentes de las biomoléculas debido a sus tamaños atómicos y distribución electrónica que:

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· Bioquímica es la rama de la Química que estudia los seres vivos, especialmente de la estructura y función de sus componentes químicos específicos, como son las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos, además de otras pequeñas moléculas presentes en las células. La bioquímica se basa en el concepto de que todo ser vivo contiene carbono y en general están compuestos de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.

La investigación en bioquímica

El comienzo de la bioquímica puede muy bien haber sido el descubrimiento de la primera enzima, la diastasa, en 1833 por Anselme Payen. En 1828 Friedrich Wöhler publicó un artículo acerca de la síntesis de urea, probando que los compuestos orgánicos pueden ser creados artificialmente, en contraste con la creencia, comúnmente aceptada durante mucho tiempo, que la generación de estos compuestos era posible sólo en el interior de los seres vivos. Desde entonces, la bioquímica ha avanzado, especialmente desde la mitad del siglo XX con el desarrollo de nuevas técnicas como la cromatografía, la difracción de rayos X, marcaje por isótopos y el microscopio electrónico. Estas técnicas abrieron el camino para el análisis detallado y el descubrimiento de muchas moléculas y rutas metabólicas de las células, como la glucólisis y el ciclo de Krebs (también conocido como ciclo del ácido cítrico).

Hoy los avances de la bioquímica son usados en cientos de áreas, desde la genética hasta la biología molecular, de la agricultura a la medicina. Probablemente una de las primeras aplicaciones de la bioquímica fue la producción de pan usando levaduras, hace 5000 años.

El pilar fundamental de la investigación bioquímica se centra en las propiedades de las proteínas, muchas de las cuales son enzimas. Por razones históricas la bioquímica del metabolismo de la célula ha sido intensamente investigado, importantes líneas de investigación actuales incluyen el código genético (ADN, ARN, síntesis de proteínas, dinámica de la membrana celular y ciclos energéticos).

Esquema de una célula típica animal con sus orgánulos y estructuras.

Esquema de una célula típica animal con sus orgánulos y estructuras.

La bioquímica está conformada por la química de sustancias que pueden ser catalogadas fundamentalmente en estos epígrafes:

* Carbohidratos

* Lípidos

* Proteínas y Aminoácidos

* Ácidos nucléicos

Se divide en varias ramas tales como:

Bioquímica celular o Biología celular: Es un área de la Biología que se dedica al estudio de la célula, su comportamiento, la comunicación entre orgánulos al interior de la célula y la comunicación entre células.

Representación esquemática de la molécula de ADN, la molécula portadora de la información genética.

Representación esquemática de la molécula de ADN, la molécula portadora de la información genética.

Genética: Es un área de la Biotecnología dónde se estudia principalmente el DNA (en español ADN) y el RNA (ARN), para entender la función de cada una de sus partes, su codificación, para luego intentar identificar ciertas patologías, rasgos e, incluso, modificarlas.

Laboratorio clínico: Área propia de la Bioquímica, en la cual se analizan el perfil bioquímico de las personas para diagnosticar algún tipo de patología médica.

Inmunología: Área de la Medicina, la cual se interesa por la reacción del organismo frente a organismos como las bacterias y otros como los Virus (que no son organismos, no son seres vivos). Todo esto tomando en cuenta la reacción y funcionamiento del Sistema Inmune en cada una de las intervenciones de estos extraños en el organismo humano.

Farmacología: Área de la Química-Farmacéutica, que estudia cómo afectan ciertas sustancias Químicas al funcionamiento celular en el organismo.

Ácido nucleico

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· Acidos nucleicos son macromoléculas, polímeros formados por la repetición de monómeros llamados nucleótidos, unidos mediante enlaces fosfodiéster. Se forman así largas cadenas o polinucleótidos. Pueden alcanzar tamaños gigantes (millones de nucleótidos), siendo las moléculas más grandes que se conocen.

El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Miescher que en la década de 1860 aisló de los núcleos de las células una sustancia ácida a la que llamó nucleína, nombre que posteriormente se cambió a ácido nucleico.

Existen dos tipos de ácidos nucleicos, ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico), que se diferencian en:

El azúcar (pentosa) que contienen: la desoxirribosa en el ADN y la ribosa en el ARN.

Las bases nitrogenadas que contienen: adenina, guanina, citosina y timina en el ADN; y adenina, guanina, citosina y uracilo en el ARN.

En los eucariotas la estructura del ADN es de doble cadena, mientras que la estructura del ARN es monocatenaria aunque puede presentarse en forma extendida como el ARNm o en forma plegada como ARNt y ARNr.

La masa molecular del ADN es generalmente mayor que la del ARN.

Las unidades que forman los ácidos nucleicos son los nucleótidos. Cada nucleótido es una molécula compuesta por la unión de tres unidades: un monosacárido (una pentosa), una base nitrogenada (purínica (adenina, guanina) o pirimidínica (citosina, timina o uracilo) y uno o varios grupos fosfato (ácido fosfórico). Tanto la base nitrogenada como los grupos fosfato están unidos a la pentosa.

La unión formada por la pentosa y la base nitrogenada se denomina nucleósido.

El ADN es bicatenario, está constituido por 2 cadenas polinucleotídicas unidas entre sí en toda su longitud. Esta doble cadena puede disponerse en forma lineal (ADN del núcleo de las células eucarióticas) o en forma circular (ADN de las células procarióticas, así como de las mitocondrias y cloroplastos eucarióticos). La molécula de ADN porta la información necesaria para el desarrollo de las características biológicas de un individuo y contiene los mensajes e instrucciones para que las células realicen sus funciones.

El ARN difiere del ADN en que la pentosa de los nucleótidos constituyentes, en lugar de desoxirribosa es ribosa, y en que en lugar de las cuatro bases A, G, C, T aparece A, G, C, U (es decir, uracilo en lugar de timina). Las cadenas de ARN son más cortas que las de ADN. El ARN está constituido casi siempre por una única cadena (es monocatenario).

Mientras que el ADN contiene la información, el ARN actúa de mensajero de dicha información para dar lugar a la síntesis de proteínas.

· Proteína

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Modelo de una proteína en 3D hecho por Dan Omura

Modelo de una proteína en 3D hecho por Dan Omura

Las proteínas (del griego proteion, primero) son macromoléculas de masa molecular elevada, formadas por cadenas lineales de aminoácidos unidos mediante enlaces peptídicos. Las proteínas pueden estar formadas por una o varias cadenas peptídicas.

Las proteínas son biomoléculas formadas básicamente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Suelen además contener azufre y algunas proteínas contienen además fósforo, hierro, magnesio o cobre, entre otros elementos.

La unión de un número pequeño de aminoácidos da lugar a un péptido:

* oligopéptido: número de aminoácidos <>

* polipéptido: número de aminoácidos > 10

* proteína: número de aminoácidos > 100

Representan las biomoléculas más abundantes, pues constituyen más del 50% del peso seco de las células.

La síntesis proteica es un proceso complejo cumplido por las células según las directrices de la información suministrada por los genes.

Funciones

* Transporte de: Dióxido de Carbono y Oxígeno (Hemoglobina y la Mioglobina); Hierro (Ferritina y Transferrina); Cobre (Celuloplasmina).

* Protección inmunológica a través de: IgA, IgD, IgC, IgM

* Intervienen en la coagulación sanguínea: Fibrinógeno y Trombina.

* Intervienen en los procesos de relajación y contracción muscular: Miosina, Tropomiosina, Actina.

* Transmisión del impulso nervioso a través de los neuropéptidos y neurotransmisores: Acetilcolina, Gaba.

* Función hormonal: la insulina y el glucagón son péptidos

* Función estructural: el colágeno, las histonas

* Función catalítica: las enzimas son todas proteínas (con la única excepción de la ribozima)

* Función amortiguadora o buffer: Hemoglobina

* Mantenimiento de la presion osmotica.

* Contracción o movimiento actina-miosina.

* Almacenamiento.

* Energética.

Clasificación

Se suelen clasificar de acuerdo a los siguientes criterios: color, olor y aspecto

Según su forma

Fibrosas: presentan cadenas polipéptidas largas y una típica estructura secundaria. Son insolubles en agua y en soluciones acuosas. Algunos ejemplos de estas son la queratina y colágeno

Globulares: se caracterizan por doblar apretadamente sus cadenas en una forma esférica apretada o compacta. La mayoría de las enzimas, anticuerpos, algunas hormonas, proteínas de transporte, son ejemplo de proteínas globulares y también poseen aminoopeptidiosis al 5% para hacer simbiosis.

Según su composición química

Simples u holoproteínas: su hidrólisis sólo produce aminoácidos. Ejemplos de estas son la insulina y el colágeno (fibrosas y globulares).

Conjugadas o heteroproteínas: su hidrólisis produce aminoácidos y otras sustancias no proteicas llamado grupo prostético (sólo globulares).

Estructura

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/25/Estructura_prote%C3%ADnas.png

Estructura de las proteínas.

* Estructura primaria.

* Estructura secundaria.

* Estructura terciaria.

* Estructura cuaternaria.

* Desnaturalización.

* Nivel de dominio.

Presentan una disposición característica en condiciones ambientales, si se cambia la presión, temperatura, pH, etc. pierde la conformación y su función. La función depende de la conformación y ésta viene determinada por la secuencia de aminoácidos.

Conformaciones o niveles estructurales de la disposición tridimensional: Estructura primaria. Estructura secundaria. Nivel de dominio. Estructura terciaria. Estructura cuaternaria. A partir del nivel de dominio sólo las hay globulares.

La Determinación de la Estabilidad proteíca

La determinación de la estabilidad proteíca, es un proceso mediante el cual se sabe la resistencia de desnaturalización de una proteína. La desnaturalización es un proceso que sufre la proteína al someterse a determinadas temperaturas y en la cual se pierde su estructura espacial y, por tanto, su función.

la estabilidad proteica se usa principalmente en la industria láctea, para saber si una leche puede ser procesada a pasteurización o si sus proteínas no pueden calentarse. Se emplea también en gastronomía, para poder utilizar las proteínas con la seguridad de que no perderán su valor nutritivo al ser calentadas.

Para esto es necesario utilizar alcohol al 68% o 68ºGL (es decir, de cada 100gr de solución, sólo 68gr son alcohol). Al diluir alcohol en una muestra del producto, no debe generar grumos de ningún tipo. Si los hay, se dice que la prueba es positiva (+) y se indica que no se puede calentar, si no hay, se dice que es negativa (-) y se puede someter a un tratamiento térmico.

· Hidrato de carbono

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Glucosa - forma dextrógira
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/aa/D-glucose.png/151px-D-glucose.png

Fructosa - forma dextrógira
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ad/D-fructose.png

Ribosa - forma furanosa
imagen:ribosa1.png

Glúcidos: son una clase básica de compuestos químicos en bioquímica. Son la forma biológica primaria de almacén o consumo de energía; otras formas son las grasas y las proteínas. El término hidrato de carbono es poco apropiado, ya que estas moléculas no son átomos de carbono hidratados, es decir, enlazados a moléculas de agua, sino de átomos de carbono unidos a otros grupos funcionales químicos. Este nombre proviene de la nomenclatura química del siglo XIX, ya que las primeras sustancias aisladas respondían a la fórmula elemental Cn(H2O)n (donde "n" es un entero=1,2,3... según el número de átomos). De aquí el término "carbono-hidratado" se haya mantenido, si bien posteriormente se vio que otras moléculas con las mismas características químicas no se corresponden con esta fórmula.

Sinónimos

Carbohidrato: aunque ha habido intentos para sustituir los términos de hidratos de carbono y de carbohidratos, (debido a que se descubrió que realmente también están compuestos de oxígeno, aparte de carbono e hidrógeno) desde 1996 el Comité Conjunto de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (International Union of Pure and Applied Chemistry [1]) y de la Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular (International Union of Biochemistry and Molecular Biology) recomienda el término carbohidrato y desaconseja el de hidratos de carbono.

Glúcido: este nombre proviene de que pueden considerarse derivados de la glucosa por polimerización y pérdida de agua. El vocablo procede del griego "glycýs", que significa dulce.

Azúcares: este término sólo puede usarse para los monosacáridos (aldosas y cetosas) y los oligosacáridos inferiores (disacáridos). En singular (azúcar) se utiliza para referirse a la sacarosa o azúcar de mesa.

Estructura química

Los glúcidos son moléculas compuestas en su mayor parte por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno, su funcion es producir energia.

En la naturaleza se encuentran en los seres vivos, formando parte de biomoléculas aisladas o asociadas a otras como las proteínas y los lípidos.

Tipos de glúcidos

Disacáridos. Al hidrolizarse producen dos monosacáridos.

Oligosacáridos. Al hidrolizarse se producen de tres a veinte moléculas de monosacáridos.

Polisacáridos. Al hidrolizarse producen más de veinte moléculas de monosacáridos.

Función de los glúcidos

Los carbohidratos desempeñan diversas funciones, siendo la de reserva energética y formación de estructuras las dos más importantes. Por otro lado, es la de mantener la actividad muscular, la temperatura corporal, la tensión arterial, el correcto funcionamiento del intestino y la actividad neuronal. Actúan también como elementos de protección.

Otras Aplicaciones

Los hidratos de carbono se utilizan para fabricar tejidos, películas fotográficas, plásticos y otros productos. La celulosa se puede convertir en rayón de viscosa y productos de papel. El nitrato de celulosa (nitrocelulosa) se utiliza en películas de cine, cemento, pólvora de algodón, celuloide y tipos similares de plásticos. El almidón y la pectina, un agente cuajante, se usan en la preparación de alimentos para el hombre y el ganado. La goma arábiga se usa en medicamentos demulcentes. El agar, un componente de algunos laxantes, se utiliza como agente espesador en los alimentos y como medio para el cultivo bacteriano; también en la preparación de materiales adhesivos, de encolado y emulsiones. La hemicelulosa se emplea para modificar el papel durante su fabricación. Los dextranos son polisacáridos utilizados en medicina como expansores de volumen del plasma sanguíneo para contrarrestar las conmociones agudas. Otro hidrato de carbono, el sulfato de heparina, es un anticoagulante de la sangre.

Metabolismo de los glúcidos

Los carbohidratos representan las principales moléculas almacenadas como reserva en los seres vivos junto con los lípidos.

Los glúcidos son las principales sustancias elaboradas y almacenados en forma de glucógeno, en cantidades importantes en el músculo y en el hígado. Al contrario que los glúcidos, los lípidos sirven para almacenar y obtener energía a más largo plazo. Aunque muchos tejidos y órganos animales pueden usar indistintamente los carbohidratos y los lípidos como fuente de energía, otros, principalmente los eritrocitos y el tejido nervisoso (cerebro), no pueden catalizar los lípidos y deben ser continuamente abastecidos con glucosa.

Los monosacáridos son los productos digestivos finales de los glúcidos que ingresan a través de la circulación portal al hígado donde, alrededor del 60%, son metabolizados. En el hígado, la glucosa también se puede transformar en lípidos que se transportan posteriormente al tejido adiposo.

El músculo es un tejido en el que la fermentación representa una ruta metabólica muy importante ya que las células musculares pueden vivir durante largos períodos de tiempo en ambientes con baja concentración de oxígeno. Cuando estas células están trabajando activamente, su requerimiento de energía excede su capacidad de continuar con el metabolismo oxidativo de los hidratos de carbono puesto que la velocidad de esta oxidación está limitada por la velocidad a la que el oxígeno puede ser renovado en la sangre. El músculo, al contrario que otros tejidos, produce grandes cantidades de lactato que se vierte en la sangre y retorna al hígado para ser transformado en hidratos de carbono.

Por lo tanto las principales rutas metabólicas de los glúcidos son:

* Glicólisis.

* Gluconeogénesis.

* Glucogénesis.

* Ciclo de las pentosas.

En el metabolismo oxidativo encontramos rutas comunes con los lípidos como son el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria.

La principal hormona que controla el metabolismo de los hidratos de carbono es la insulina.

Monosacárido

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Principales
forest

Aldosas

* Triosas

* Gliceraldehído

* Tetrosas

* Eritrosa

* Treosa

* Pentosas

* Ribosa

* Arabinosa

* Xilosa

* Lixosa

* Hexosas

* Alosa

* Altrosa

* Glucosa

* Gulosa

* Manosa

* Idosa

* Galactosa

* talosa

Cetosas

* Dihidroxiacetona

* Eritrulosa

* Ribulosa

* Xilulosa

* Psicosa

* Fructosa

* Sorbosa

* Tagatosa

Los monosacáridos o azúcares simples son los glúcidos más sencillos, conteniendo de tres a seis átomos de carbono. Su fórmula empírica es (CH2O)n donde n ≥ 3. Se nombran haciendo referencia al número de carbonos (3-12), terminado en el sufijo osa. La cadena carbonada de los monosacáridos no está ramificada y todos los átomos de carbono menos uno contienen un grupo alcohol (-OH). El átomo de carbono restante tiene unido un grupo carbonilo (C=O). Si este grupo carbonilo está en el extremo de la cadena se trata de un grupo aldehído (-CHO) y el monosacárido recibe el nombre de aldosa. Si el carbono carbonílico está en cualquier otra posición, se trata de una cetona (-CO-) y el monosacárido recibe el nombre de cetosa.

Todos los monosácaridos son azúcares reductores, ya que al menos tienen un -OH hemiacetálico libre, por lo que dan la Reacción de Maillard y la Reacción de Benedict .

Así para las aldosas de 3 a 6 átomos de carbono tenemos:

3 carbonos: triosas, hay una: D-Gliceraldehido.

4 carbonos: tetrosas, hay dos, según la posición del grupo carbonilo: D-Eritrosa y D-Treosa.

5 carbonos: pentosas, hay cuatro, según la posición del grupo carbonilo: D-ribosa, D-arabinosa, D-xilosa, D-lixosa.

6 carbonos: hexosas, hay ocho, según la posición del grupo carbonilo: D-alosa, D-altrosa, D-glucosa, D-manosa, D-gulosa, D-idosa, D-galactosa, D-talosa.

Las cetosas de 3 a 6 átomos de carbono son:

Triosas: hay una: Dihidroxiacetona.

Tetrosas: hay una: D-Eritrulosa.

Pentosas: hay dos, según la posición del grupo carbonilo: D-Ribulosa, D-xilulosa.

Hexosas: hay cuatro según la posición del grupo carbonilo: D-sicosa, D-fructosa, D-sorbosa, D-tagatosa.

Al igual que los disacáridos, son dulces, solubles en agua (hidrosolubles) y cristalinos. Los más conocidos son la glucosa, la fructosa y la galactosa.

Estos azúcares constituyen las unidades monómeras de los hidratos de carbono para formar los polisacáridos.

Tienen la propiedad de desviar la luz polarizada, propiedad que le confiere su carbono asimétrico (estereoisomería), llamándose dextrógiros los que la desvían hacia la derecha, y levógiros, hacia la izquierda. Todos tienen actividad óptica menos la dihidroacetona.

Epímeros: dos monosacáridos que se diferencian en la configuración de uno sólo de sus carbonos asimétricos.Por ejemplo la D-Glucosa y la D-Manosa sólo se diferencian en la configuración del hidroxilo en el C2

Anómeros: dos monosacáridos ciclados que se diferencian sólo en el grupo -OH del carbono anomérico (el que en principio pertenece al grupo aldehído o cetona).Dan lugar a las configuraciones α y β.

por convenio alfa abajo y beta arriba del plano de proyección de Haworth.

Enantiómeros: aquellos monosacáridos que tienen una estructura especular en el plano (D y L).

D por la derecha y L por la izquierda.

Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Monosac%C3%A1rido"

· Oligosacárido

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Los oligosacáridos son polímeros de monosacáridos con un número de unidades monoméricas entre 3 y 6.

Los oligosacáridos más presentes en la naturaleza son la inulina, la oligofructosa (fructooligosacáridos) y los galactooligosacáridos.

La inulina y oligofructosa están formados por cadenas de fructosa que pueden terminar en glucosa o fructosa. Están presentes en muchos vegetales: achicoria, cebolla, puerro, ajo, plátano, alcachofa, etc..

Los galactooligosacáridos están formados por cadenas de galactosa y están presentes en la leche y en algunas plantas.

Los oligosacáridos forman parte de los glucolípidos y glucoproteínas que se encuentran en la superficie externa de la membrana plasmática y por lo tanto tienen una gran importancia en las funciones de reconocimiento celular.

Polisacárido

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Principales Polisacáridos

* Almidón

* Glucógeno

* Celulosa

Otros tipos de glúcidos

* Monosacáridos.

* Disacáridos.

* Oligosacáridos.

· Polisacáridos son biomoléculas formadas por la unión de muchos monosacáridos. Se encuadran entre los glúcidos, y cumplen funciones diversas, sobre todo de reserva energética y estructurales.

Los polisacáridos son polímeros, cuyos monómeros constituyentes son monosacáridos, los cuales se unen repetitivamente mediante enlaces glucosídicos. Estos compuestos llegan a tener un peso molecular muy elevado, que depende del número de residuos o unidades de monosacáridos que participen en su estructura. Este número es casi siempre indeterminado, variable dentro de unos márgenes, a diferencia de lo que ocurre con biopolímeros informativos, como el ADN o los polipéptidos de las proteínas, que tienen en su cadena un número fijo de piezas, además de una secuencia específica.

Los polisacáridos pueden descomponerse, por hidrólisis de los enlaces glucosídicos entre residuos, en polisacáridos más pequeños, así como en disacáridos o monosacáridos. Su digestión dentro de las células, o en las cavidades digestivas, consiste en una hidrólisis catalizada por enzimas digestivas (hidrolasas) llamadas genéricamente glucosidasas, que son específicas para determinados polisacáridos y, sobre todo, para determinados tipos de enlace glucosídico. Así, por ejemplo, las enzimas que hidrolizan el almidón, cuyos enlaces son del tipo llamado α(1→4), no pueden descomponer la celulosa, cuyos enlaces son de tipo β(1→4), aunque en los dos casos el monosacárido sea el mismo. Las glucosidasas que digieren los polisacáridos, que pueden llamarse polisacarasas, rompen en general uno de cada dos enlaces, liberando así disacáridos y dejando que otras enzimas completen luego el trabajo.

En la formación de cada enlace glucosídico «sobra» una molécula de agua, igual que en su ruptura por hidrólisis se consume una molécula de agua, así que en una cadena hecha de n monosacáridos, habrá n-1 enlaces glucosídicos. Partiendo de que la fórmula general, no sin excepciones, de los monosacáridos es

CxH2xOx

se deduce fácilmente que los polisacáridos responderán casi siempre a la fórmula general:

Cx(H2O)x–1

Clasificación de los polisacáridos

Para la clasificación de los polisacáridos, se acude a uno de dos criterios, el funcional, que es el más difundido, o el químico, que se atiene a su estructura y composición.

Según la función biológica

Según la función biológica, podemos clasificar los polisacáridos en los siguientes grupos:

Polisacáridos de reserva

Los polisacáridos de reserva representan una forma de almacenar azúcares sin crear por ello un problema osmótico. La principal molécula proveedora de energía para las células de los seres vivos es la glucosa. Su almacenamiento como molécula libre, dado que es una molécula pequeña y muy soluble, daría lugar a severos problemas osmóticos y de viscosidad, incompatibles con la vida celular. Los organismos mantienen entonces sólo mínimas cantidades, y muy controladas, de glucosa libre, prefiriendo almacenarla como polímero. La concentración osmótica depende del número de moléculas, y no de su masa, así que la célula puede, de esta forma, almacenar enormes cantidades sin problemas.

Es de destacar que los polisacáridos de reserva no juegan el mismo papel en organismos inmóvilesy pasivos, como plantas y hongos, que en los animales. Éstos no almacenan más que una pequeña cantidad de glucógeno, que sirve para asegurar un suministro permanente de glucosa disuelta. Para el almacenamiento a myor escala de reservas, los animales recurren a las grasas, que son lípidos, porque éstas almacenan más del doble de energía por unidad de masa; y además, son líquidas en las células, lo que las hace más compatibles con los movimientos del cuerpo. Un organismo humano almacena como glucógeno la energía necesaria para no más de seis horas, pero puede guardar como grasa la energía equivalente a las necesidades de varias semanas.

La mayoría de los polisacáridos de reserva son glucanos, es decir, polímeros de glucosa, más exactamente de su isómero de anillo hexagonal (glucopiranosa). Se trata sobre todo de glucanos α(1→4), representados en las plantas por el almidón y en los animales por el glucógeno, con cadenas que se ramifican gracias a enlaces de tipo α��(1→6). En numerosos grupos de protistas cumplen la misma función glucanos de tipo β(1→3).

Polisacáridos estructurales

Se trata de glúcidos que participan en la construcción de estructuras orgánicas. Los más importantes son los que constituyen la parte principal de la pared celular de plantas, hongos y otros organismo eucarióticos osmótrofos, es decir, que se alimentan por absorción de sustancias disueltas. Éstos no tienen otra manera más económica de sostener su cuerpo, que envolviendo a sus células con una pared flexible pero resistente, contra la que oponen la presión osmótica de la célula, logrando así una solución del tipo que en biología se llama esqueleto hidrostático.

La celulosa es el más importante de los polisacáridos estructurales. Es el principal componente de la pared celular en las plantas, y la más abundante de las biomoléculas que existen en el planeta. Es un glucano, es decir, un polímero de glucosa, con enlaces glucosídicos entre sus residuos de tipo β(1→4). Por la configuración espacial de los enlaces implicados, los residuos de glucosa quedan alineados de forma recta, no en helicoide, que es el caso de los glucanos α(1→4), del tipo del almidón. Ésta es la regla en cuanto a la conformación de todos los polisacáridos estructurales de las paredes. Esas cadenas rectas se enlazan transversalmente, por enlaces de hidrógeno, en haces de cadenas paralelas.

La quitina cumple un papel equivalente al de la celulosa, pero en los hongos, y además es la base del exoesqueleto de los artrópodos y otros animales emparentados. La quitina es un polímero de la N-acetil-2, D-glucosamina, un monosacárido aminado, que contiene por lo tanto nitrógeno. Siendo éste un elemento químico de difícil adquisición para los organismos autótrofos, que lo tienen que administrar con tacañería, la quitina queda reservada a heterótrofos como los hongos, que lo obtienen en abundancia.

Otras funciones

La mayoría de las células de cualquier ser vivo suelen disponer este tipo de moléculas en su superficie celular. Por ello están involucrados en fenómenos de reconocimiento celular (ejemplo: Complejo Mayor de Histocompatibilidad), protección frente a condiciones adversas (Ejemplo: Cápsulas polisacarídicas en microorganismos) o adhesión a superficies (ejemplo: la formación de biofilmes o biopelículas, al actuar como una especie de pegamento.)

Según la composición

Se distinguen dos tipos de polisacáridos según su composición:

Homopolisacáridos: están formados por la repetición de un monosacárido.

Heteropolisacáridos: están formados por la repetición ordenada de un disacárido formado por dos monosacáridos distintos (o, lo que es lo mismo, por la alternancia de dos monosacáridos). Algunos heteropolisacáridos participan junto a polipéptidos (cadenas de aminoácidos) de diversos polímeros mixtos llamados peptidoglucanos, mucopolisacáridos o proteoglucanos. Se trata esencialmente de componentes estructurales de los tejidos, relacionados con paredes celulares y matrices extracelulares.

Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Polisac%C3%A1rido"

· Aminoácido

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Estructura básica de un aminoácido

Estructura básica de un aminoácido

Un aminoácido es una molécula que contiene un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2) libres. Los alfa-aminoácidos pueden representarse en general por NH2-CHR-COOH, siendo R un radical o cadena lateral característico de cada aminoácido. Estos grupos R son muy variados químicamente. Muchos aminoácidos forman proteínas (aminoácidos proteicos), mientras otros nunca se encuentran en ellas. En todos los aminoácidos que componen proteínas -excepto la glicina- el carbono alfa es un carbono asimétrico. (El carbono alfa es el adyacente al grupo carboxilo.)

Existen aproximadamente 20 aminoácidos distintos componiendo las proteínas. La unión química entre aminoácidos en las proteínas se produce mediante un enlace peptídico.

Estructura general de un aminoácido

La estructura general de un alfa-aminoácido es:(representación de Fisher)

COOH

|

H-C-R

|

NH2

Donde "R" representa la cadena lateral, específica para cada aminoácido. Ahora bien, la estructura mostrada arriba es de un aminoácido no ionizado, por lo general los aminoácidos se encuentran en forma ionizada, bien como iones simples o como iones dipolares (dobles, con dos cargas opuestas):


COOH H-C-R (+)NH_2 \leftrightarrow COO(-) H-C-R (+)NH_3 \leftrightarrow COO(-) H-C-R NH_2


Los aminoácidos neutros son predominantemente iones dipolares a pH neutro, en disolución ácida presentan una carga neta de +1, y en disolución básica poseen una carga neta de -1. (zwiteriones)= cuando el grupo amino esta protonizado y el grupo carboxilo esta disociado.

Clasificación

Según las propiedades de su cadena

Los aminoácidos se clasifican habitualmente según las propiedades de su cadena lateral:

- Neutros polares, hidrófilos o (polares): serina (Ser), treonina (Thr), cisteína (Cys), asparagina (Asn) y glutamina (Gln).

- Neutros no polares, apolares o hidrófobos: glicina (Gly), alanina (Ala), valina (Val), leucina (Leu), isoleucina (Ile), metionina (Met), prolina (Pro), fenilalanina (Phe) y triptófano (Trp).tirosina (Tyr)

- Con carga negativa, o ácidos: ácido aspártico (Asp) y ácido glutámico (Glu).

- Con carga positiva, o básicos: lisina (Lys), arginina (Arg) e histidina (His).

Según su obtención

A los aminoácidos que necesitan ser ingeridos por el cuerpo para obtenerlos se les llama Esenciales, la carencia de estos aminoácidos en la dieta limita el desarrollo del organismo, ya que no es posible reponer las células de los tejidos que mueren o crear tejidos nuevos, en el caso del crecimiento. Estos son:

* Valina (Val)

* Leucina (Leu)

* Isoleucina (Ile)

* Fenilalanina (Phe)

* Metionina (Met)

* Treonina (Thr)

* Lisina (Lys)

* Triptófano (Trp)

y en niños:

* Arginina (Arg)

* Histidina (His)

A los aminoácidos que pueden ser sintetizados por el cuerpo se les conoce como No Esenciales y son:

* Alanina (Ala)

* Prolina (Pro)

* Glicina (Gly)

* Serina (Ser)

* Cisteina (Cys)

* Asparagina (Asn)

* Glutamina (Gln)

* Tirosina (Tyr)

* Ácido aspártico (Asp)

* Ácido glutámico (Glu)

Aminoácidos no proteicos

Hay aminoácidos que no se consideran proteicos y aparecen en algunas proteínas. Son derivados de otros aminoácidos, es decir, se incorporan a la proteína como uno de los aminoácidos proteicos y, después de haber sido formada la proteína, se modifican químicamente; por ejemplo, la hidroxiprolina.

Algunos aminoácidos no proteicos se utilizan como neurotransmisores, vitaminas, etc. Por ejemplo, la beta-alanina o la biotina.

Propiedades

Ácido-básicas.

Comportamiento de cualquier aminoácido cuando se ioniza. Cualquier aminoácido puede comportarse como ácido y como base, se denominan sustancias anfóteras.

Cuando una molécula presenta carga neta cero está en su punto isoeléctrico. Si un aminoácido tiene un punto isoeléctrico de 6,1 a este valor de pH su carga neta será cero

Los aminoácidos y las proteínas se comportan como sustancias tampón.

Ópticas.

Todos los aminoácidos presentan un carbono asimétrico (exceptuando la glicina) por lo cual presentan isómeros. Uno de ellos se denomina D y el otro L. Salvo algunas exepciones, los aminoácidos en la naturaleza se en cuentran en su forma L (grupo amino a la izquierda).

Según el isómero, desviará el rayo de luz polarizada hacia la izquierda (levógiro) o hacia la derecha (dextrógiro) el mismo número de grados que su esteroisómero. El hecho de que sea dextrógiro no quiere decir que tenga configuración D. La configuración D o L depende de la posición del grupo amino (L si está a la izquierda según la representación de Fisher)

Químicas.

Las que afectan al grupo carboxilo (descarboxilación).

Las que afectan al grupo amino (desaminación).

Las que afectan al grupo R.

Aminoácidos codificados en el genoma

Los aminoácidos que están codificados en el genoma de la mayoría de los seres vivos son 20: alanina, arginina, asparagina, aspartato, cisteína, fenilalanina, glicina, glutamato, glutamina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, prolina, serina, tirosina, treonina, triptófano y valina.

Sin embargo, hay algunas pocas excepciones. En algunos seres vivos el código genético tiene pequeñas modificaciones y puede codificar otros aminoácidos. Por ejemplo: selenocisteína [cita requerida]y pirrolisina[cita requerida]

· Lípidos

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Los lípidos, compuestos químicos que ayudan al buen funcionamiento de los seres vivos, son un conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría biomoléculas, compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno, que tienen como característica principal el ser hidrofóbicas o insolubles en agua y sí en disolventes orgánicos como la bencina. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, aunque las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales.

Estructura

Los lípidos son biomacromoléculas, que forman cadenas con otros compuestos convirtiéndose en compuestos insaturados, alifáticas lineales, a su vez otros tienen estructura de anillo. Algunos son aromáticos, mientras que otros no lo son. Algunos son flexibles, mientras que otros son rígidos o semiflexibles hasta alcanzar casi una total flexibilidad molecular, algunos comparten carbonos libres y otros forman puentes de hidrógeno. La mayoría de los lípidos tienen algún tipo de carácter polar, además de poseer una gran parte apolar. Generalmente el "bulto" que poseen en su estructura es no polar o hidrofóbico ("que le teme al agua" o "rechaza al agua"), lo que significa que no interactúa bien con solventes polares como el agua. Otra parte de su estructura es polar o hidrofílica ("que ama el agua" o "goza en la presencia del agua") y tenderá a asociarse con solventes polares como el agua. Esto los hace moléculas anfipáticas (que tienen porciones hidrofóbicas e hidrofílicas). En el caso del colesterol, el grupo polar es sólo un –OH (hidroxilo o alcohol). En el caso de los fosfolípidos, los grupos polares son considerablemente más largos y más polares.

Los fosfolípidos, o más precisamente, glicerofosfolípidos, consisten en un glicerol en el cual hay ligados otras dos "colas" de derivados de ácidos grasos por enlaces éster y un grupo "cabeza" conectado por un enlace éster fosfato. Los ácidos grasos son cadenas de carbono. Si todos los enlaces entre los atómos de carbono son sencillos reciben el nombre de ácidos grasos saturados mientras que en los casos en los que además de estos enlaces concurran dobles recibirán el nombre de ácidos grasos insaturados, más concretamente monoinsaturados si únicamente hay uno, poliinsaturados si hay un número mayor.. Las cadenas usualmente son de 10 a 24 grupos de carbono de largo. Los grupos cabeza de los fosfolípidos que se encuentran en las membranas biológicas son la fosfatidicolina (lecitina), fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina y el fosfatidilinositol, cuyo grupo cabeza puede ser modificado por la adición de uno o más grupos fosfato. Mientras que los fosfolípidos son el principal componente de las membranas biológicas, otros componentes lipídicos como los esfingolípidos y los esteroles (como el colesterol en las membranas de las células animales) también son encontrados en las membranas biológicas. El ácido fosfatídico es importante como intermediario en la síntesis de los triacilgliceroles y los fosfogliceroles, pero no se encuentran en gran cantidad en los tejidos.

En un entorno acuoso, las cabezas de los lípidos tienen a orientarse hacia su entorno polar, mientras que las colas hidrofóbicas tienden a minimizar el contacto con el agua. Las colas no polares de los lípidos (U) tienden a juntarse, formando una bicapa lipídica (1) o una micela (2). Las cabezas polares (P) se orientan hacia el entorno acuoso. Las micelas se forman cuando lípidos anfipáticos de una sola cola son colocados en un entorno polar, mientras que las bicapas lipídicas se forman cuando fosfolípidos de dos colas son colocados en un ambiente polar (Fig. 2). Las micelas son esferas de una sola capa y solamente pueden llegar hasta cierto tamaño, mientras que las bicapas pueden ser considerablemente más largas. También pueden formar túbulos (pequeños tubos). Las bicapas que se doblan hacia sí mismas forman una esfera vacía, creando así un compartimiento separado acuoso, y es en esto en lo que consiste esencialmente la membrana plasmática.

Figure 2: Auto-organización de los lípidos. Se muestra una bicapa lipídica a la izquierda y una micela a la derecha.

Figure 2: Auto-organización de los lípidos. Se muestra una bicapa lipídica a la izquierda y una micela a la derecha.

Las micelas y las bicapas se separan del ambiente polar mediante un proceso conocido como “efecto hidrofóbico”. Cuando se disuelve una sustancia no polar en un entorno polar, las moléculas polares (i.e. agua en una solución acuosa) se acomodan de manera más ordenada alrededor de la sustancia no polar disuelta debido a que las moléculas polares no pueden formar puentes de hidrógeno con las moléculas no polares. Es por esto que, en un entorno acuoso, las moléculas polares del agua forman una caja ordenada de “clatrato” alrededor de la molécula no polar disuelta. De cualquier manera, cuando la molécula no polar se separa del líquido polar, la entropía (el estado de desorden) de la molécula polar en el líquido se incrementa. Esto es esencialmente una forma de fase de separación, similar a la separación espontánea que ocurre cuando se ponen juntos agua y aceite.

La auto-organización depende de la concentración del lípido presente en la solución. Debajo de la concentración crítica de la micela, los lípidos forman una sola capa en la superficie del líquido y son dispersados en la solución. En la primera concentración crítica de la micela (CMC-I), los lípidos se organizan en micelas esféricas; en la segunda concentración crítica de la micela (CMC-II), en tubos alongados; y en el punto laminar (LM o CMC-III), en laminillas apiladas de tubos. La CMC depende de la composición química, principalmente en el radio del área de la cabeza y de la longitud de la cola. La forma de bicapa lipídica son el fundamente de todas las membranas biológicas y de los liposomas.

A su vez los lípidos saponificables se dividen en:

Lípidos simples: Son aquellos lípidos que sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Estos lípidos simples se subdividen a su vez en:

Glicéridos o grasas: Cuando los acilglicéridos son sólidos se les llama grasas y cuando son líquidos a temperatura ambiente se llaman aceites.

Céridos o ceras.

Lípidos complejos: Son los lípidos que además de contener en su molécula carbono, hidrógeno y oxígeno, también contienen otros elementos como nitrógeno, fósforo, azufre u otra biomolécula como un glúcido. A los lípidos complejos también se les llama lípidos de membrana pues son las principales moléculas que forman las membranas celulares.

Fosfolípidos

Glucolípidos

Funciones de los lípidos

Los lípidos desempeñan diferentes tipos de funciones biológicas:

Función de reserva energética: Los lípidos son la principal reserva de energía de los animales ya que un gramo de grasa produce 9,4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que las proteínas y los glúcidos sólo producen 4,1 kilocalorías por gramo.

Función estructural: Los lípidos forman las bicapas lipídicas de las membranas celulares. Además recubren y proporcionan consistencia a los órganos y protegen mecánicamente estructuras o son aislantes térmicos como el tejido adiposo. En este grupo hay tres tipos generales:

Función catalizadora, hormonal o de mensajeros químicos: Los lípidos facilitan determinadas reacciones químicas y los esteroides cumplen funciones hormonales.

Función transportadora: Los lípidos se absorben en el intestino gracias a la emulsión de las sales biliares y el transporte de lípidos por la sangre y la linfa se realiza a través de las lipoproteínas.

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio de Educación y Cultura

U.E.N. “Almirante Padilla”

Maracaibo-Edo, Zulia

BIOMOLECULAS

Integrantes:

Romero Yenireth

Alvarado Clarimar

Quintero Emilia

2do Cs “G”

INDICE DE CONTENIDO

· Biomolecula

· Bioquímica

· Proteínas – Clasificación

· Carbohidratos

· Monosacáridos

· Oligosacaridos

· Polisacáridos

· Aminoácidos

· Lípidos

INTRODUCCIÓN

De las biomoléculas, sin contar el agua, las proteínas son las más abundantes en el cuerpo humano y también en los animales y en los microbios. Debido a la importancia y a la diversidad de las proteínas es que me pareció un contenido adecuado para abordar y así analizando las funciones de algunas de ellas, podamos comprender el por qué de esta abundancia.

Los compuestos orgánicos son en general sustancias de constitución simple, porque se forman por moléculas con un número muy reducido de átomos.

La polimerización es una reacción química realizada mayormente en presencia de un catalizador que se combina para formar moléculas gigantes.

Los polímeros tienen propiedades físicas y químicas muy diferentes constituidas por moléculas sencillas. Los que se obtienen industrialmente se conocen como plásticos, éstos también pueden ser llamados homopolímeros, que se producen cuando el polímero formado por la polimerización de monómeros iguales.

Muchos monómeros también forman polímeros con pérdida simultánea de una pequeña molécula, como la del agua, la del monóxido de carbono o del cloruro de hidrógeno. Estos polímeros se llaman polímeros de condensación y sus productos de descomposición no son idénticos a los de las unidades respectivas de polímero. Así la polimerización de glucosa la celulosa, un polímero natural, va acompañado por pérdida de agua y la celulosa es un polímero típico de condensación.

CONCLUSIÓN

Las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los seres vivos formadas por sólo cuatro átomos que son el hidrógeno, oxígeno, carbono, y nitrógeno, representando el 99 % de los átomos de los seres vivos.

Los polímeros han originado un impacto social y ambiental que ha generado aspectos positivos y en su gran mayoría negativos, ya que la eliminación de polímeros contribuye a la acumulación de basuras, las bolsas plásticas pueden causar asfixia si se recubre la cabeza con ellas y no se retira la cabeza a tiempo, entre otros.

Las proteínas, que son los bloques para la construcción de los tejidos animales y vegetales, también los polímeros de conducción natural. Otros polímeros que ocurren naturalmente son la seda, el algodón, la lana y el almidón.

Desde el principio de la década de 1930 los químicos han fabricado polímeros, tales como nylon, dacrón, Orión, plexiglás, hules, sintéticos y bakelita que no ocurren naturalmente.

El peso molecular de los polímeros pueden ser por promedio de números y promedio de peso, éstos datos pueden dar una medida de la magnitud de la desintegración de los cromosomas (genes), es decir, del perjuicio que sufren por la radiación o por agentes químicos (drogas).

Para que se de el proceso de polimerización se necesita de una pequeña cantidad de un iniciador, entre los que se encuentran los próxidos.

BIBLIOGRAFIA

· http://enciclopedia.us.es/index.php/Enciclopedia_Libre_Universal_en_Espa%C3%B1ol

· http://es.wikipedia.org/wiki/Wikipedia

· http://www.monografias.com/