Bio-Ciencia: Estructura y clasificación de las Biomoléculas.

Se pueden clasificar en:

a) Biomoléculas inorgánicas: agua y sales minerales

b) Biomoléculas orgánicas: glúcidos (hidratos de carbono), lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

GLUCIDOS/CARBOHIDRATOS

Los glúcidos (llamados hidratos de carbono o carbohidratos o sacáridos) son la fuente de energía primaria que utilizan los seres vivos para realizar sus funciones vitales.

La glucosa está al principio de una de las rutas metabólicas productoras de energía más antigua, la glucólisis, usada en todos los niveles evolutivos, desde las bacterias hasta los vertebrados.

Muchos organismos, especialmente los de estirpe vegetal (algas, plantas) almacenan sus reservas en forma de almidón. Algunos glúcidos forman importantes estructuras esqueléticas, como la celulosa, constituyente de la pared celular vegetal, o la quitina, que forma la cutícula de los artrópodos.

Los polisacáridos son macromoléculas formadas por muchos monosacáridos, ejemplos de ellos son: § El almidón, formado por largas cadenas de glucosa, al hidrolizarse se convierte en una importante fuente de glucosa aprovechable en la nutrición: el almidón se almacena en muchos vegetales (Como papa, plátano, camote) y cereales. § El glucógeno, llamado a veces almidón animal, también está formado por numerosas moléculas de glucosa; se almacena en el hígado y los músculos donde se descompone en glucosa. § La celulosa también es un polímero de glucosa, funciona como elemento estructural en la célula vegetal al formar parte de la pared celular, llamada también cápsula de secreción, brindándole sostén y protección.

Lípidos

Se llama lípidos a 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. Tienen como característica principal ser insolubles en agua y sí en disolventes orgánicos como el benceno. A los lípidos se les llama incorrectamente grasas, cuando las grasas son sólo un tipo de lípidos, aunque el más conocido. Los lípidos saponificables cumplen dos funciones primordiales para las células; por una parte, los fosfolípidos forman el esqueleto de las membranas celulares (bicapa lipídica); por otra, los triglicéridos son el principal almacén de energía de los animales.

Los lípidos insaponificables y los isoprenoides desempeñan funciones reguladoras (colesterol, hormonas sexuales, prostaglandinas).

Otros lípidos son el ácido esteárico, el ácido oleico y el ácido elaídico.

§ Triglicéridos. Las grasas y los aceites son compuestos formados por tres cadenas de ácidos grasos unidas a los tres grupos hidroxilo (-OH) de la molécula de glicerol, por eso se le denomina triglicéridos; dado que la unión de cada ácido al hidroxilo es por enlace éster, también se le llama triéster.

Los triglicéridos funcionan como medio de almacenamiento de energía en el organismo.

§ Fosfolípidos. Los fosfolípidos en general son aquellos lípidos que contienen ácido fosfórico. Los fosfolípidos forman parte de los alimentos como la lecitina, presente en la yema del huevo lo que explica su buena capacidad como emulsionante, También se encuentra en la membrana del glóbulo graso de la leche (y consecuentemente, en la mantequilla) pero son más conocidos por participar en la composición de los sistemas membranosos de las células, como la membrana plasmática que las envuelve y las estructuras membranosas localizadas en su interior.

El extremo del fosfato es polar, es decir, tiene carga eléctrica, lo que le confiere la característica de ser hidrofílico (soluble en agua); en tanto que la mayor parte de la molécula es apolar, hidrofóbica (insoluble en agua). De esta propiedad de los fosfolípidos depende la estructura y función de las capas polares y apolares de la membrana plasmática.

§ Esteroides. Estructuras diferentes a los triglicéridos y a los fosfolípidos, pero por ser insolubles en agua se incluyen en la clasificación de los lípidos. Están formados por cuatro anillos de carbono entrelazados, de los cuales tres tienen seis carbonos (ciclo hexano) y el cuatro, cinco (cinco pentano).

Tienen funciones diferentes, algunos son hormonas como el estrógeno, la progesterona y la corticosterona, pero quizás el esteroide que más se conoce es el colesterol, que participa en la composición de la membrana celular del tejido animal. Por la acción de las radiaciones ultravioleta del Sol, el colesterol puede convertirse en vitamina D necesaria para el desarrollo y mantenimiento normal del sistema óseo.

Proteinas

Una proteína es una macromolécula formada por polipéptidos, cada polipéptido es un polímero formado por una cadena de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. Por tanto, los aminoácidos son las subunidades que constituyen a las proteínas. Un aminoácido está formado por el grupo amino –NH y un grupo carboxilo –COOH. En enlace peptídico tiene lugar cuando se desprende un –OH del grupo carboxilo del primero aminoácido y un H del grupo amino del siguiente, liberándose una molécula de agua.

Aminoácidos esenciales. En la composición de las proteínas participan 20 aminoácidos naturales, estos abundan especialmente en los alimentos de origen animal como el huevo, la carne el pescado, la leche y sus derivados. También son fuente de algunos aminoácidos la soya, el maíz, el frijol y el arroz. Aunque los alimentos no contengan 20 aminoácidos, el organismo puede transformar un aminoácido en otro; sin embargo, no puede sintetizar los llamados aminoácidos esenciales, por lo cual es necesario recibirlos a través de la alimentación. Para los seres humanos adultos hay ocho aminoácidos esenciales: lisina, treonina, leucina, valina, isoleucina, metionina, triptófano y fenilalanina.

Niveles de organización de las proteínas.

Las proteínas presentan cuatro niveles estructurales: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria.

Estructura primaria. Es la forma lineal de los aminoácidos dentro de la proteína, una secuencia ordenada de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. La insulina es una proteína formada por dos polipéptidos, cada una de estructura primaria.
Estructura secundaria. Se forma de las disposiciones espaciales que adoptan partes de una cadena polipeltidica. Esta estructura puede ser:De hélice alfa, enrollada en forma de espiral, determinada por los puentes de hidrogeno que la estabilizan. La hélice alfa es un importante elemento estructural de algunas proteínas fibrosas, como las componentes de uñas, lana y pelo. De tipo beta (ß). Configuración en forma de una lámina plegada, manteniéndose también por puentes de hidrogeno. Tienen esta configuración la fibroina de la seda y la parte central de muchas proteínas globulares.

Estructura terciaria. Configuración compleja, generalmente globular, que adquieren distintos tramos de la estructura secundaria de un polipéptido al replegarse sobre si misma. Se mantiene igual, por puentes de hidrogeno y enlaces disulfuro.

Estructura cuaternaria. Esta estructura se presenta cuando dos o más cadenas polipeptídicas interactúan formando una proteína gigantesca, como la hemoglobina encargada de transportar el oxígeno de la sangre, constituida por cuatro polipéptidos.

Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos, ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido desoxirribonucleico) son polímeros especializados en almacenar, transmitir y expresar la información genética en secuencias de aminoácidos, las cuales luego de algunos procesos conforman las proteínas de una célula.

Los ácidos nucleicos son moléculas de largas cadenas de subunidades llamadas nucleótidos; cada nucleótido está formada por una base nitrogenada constituida por uno o dos anillos de carbono y nitrógeno, una pentosa o azúcar de cinco átomos de carbono en forma de anillo y un grupo de fosfato.