BIOMOLECULAS

BIOMOLECULAS INORGÁNICAS


Agua
Es una molécula simple y extraña, se considera el líquido de la vida. Es la sustancia más abundante en la biosfera en sus tres estados.En el agua fue donde surgió la vida. Es una molécula con un comportamiento diferente al de los demás líquidos, tiene unas extraordinarias propiedades físicas y químicas que le dan su importancia biológica.La molécula de agua tiene dos H y un O unidos por enlaces covalentes. El agua tiene diferentes propiedades: acción disolvente,elevada fuerza de cohesión, elevada fuerza de adhesión,gran calor específico y elevado calor de vaporización.Estas propiedades están relacionadas con sus funciones,que es lo que verdaderamente nos importa.Funciones del agua:1.Soporte o medio donde se producen las reacciones metabólicas
Amortiguador térmico: como el agua tiene la propiedad de gran calor específico, aguanta mucho el calor (100º). Por ejemplo el citoplasma, que tiene agua, regula la temperatura de la célula.
 Transporte de sustancias: está relacionada con las propiedades de acción disolvente, fuerza deadhesión y elevada fuerza de cohesión, es decir por ser incompresible. Por ejemplo la sangre transportasustancias a las células.4.Lubricante, amortiguadora del roce entre órganos.Por ser incompresible.5.Favorece la circulación. Por la propiedad de fuerza de adhesión.6.Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos.7.Interviene como reactivo en la reacciones del metabolismo, aportando hidrogeniones o hidroxilosal medio.


  





Sales minerales
Es la otra biomolécula inorgánica. En función de susolubilidad hay dos tipos:
Sales insolubles en agua, estas tienen las funciones:

• De esqueleto interno de vertebrados, formado por fosfatos, cloruros y carbonatos de calcio.
• Caparazones de carbonato cálcico de crustáceosy moluscos.
• Endurecimiento de células vegetales. Otolitos del oído interno formados por cristalesde carbonato cálcico, que sirve para elequilibrio.Sales solubles en agua, se encuentran disociadas ensus iones que son los responsables de su actividad biológica.                                                 Hay tres funciones:

• Funciones catalíticas: algunos iones actúancomo cofactores enzimáticos.
• Funciones osmóticas: intervienen en los procesos relacionados con la distribución deagua, entre el interior celular y el medio dondevive esa célula.
• Función tamponadora: se lleva a cabo por lossistemas carbonato-bicarbonato y también por el monofosfato-bifosfato.

                                     






BIOMOLECULAS ORGÁNICAS




CARBOHIDRATO

Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos son biomoléculas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno, cuyas principales funciones en los seres vivos son el brindar energía inmediata y estructural. La glucosa y el glucógeno son las formas biológicas primarias de almacenamiento y consumo de energía;² la celulosa cumple con una función estructural al formar parte de la pared de las células vegetales, mientras que la quitina es el principal constituyente del exoesqueleto de los artrópodos.


Características

• Los glúcidos son compuestos formados en su mayor parte por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno. Tienen enlaces químicos difíciles de romper de tipo covalente, pero que almacenan gran cantidad de energía, que es liberada cuando la molécula es oxidada. En la naturaleza son un constituyente esencial de los seres vivos, formando parte de biomoléculas aisladas o asociadas a otras como las proteínas y los lípidos, siendo los compuestos orgánicos más abundantes en la naturaleza.

• Los glúcidos cumplen dos papeles fundamentales en los seres vivos. Por un lado son moléculas energéticas de uso inmediato para las células (glucosa) o que se almacenan para su posterior consumo (almidón y glucógeno); 1g proporciona 4 kcal. Por otra parte, algunos polisacáridos tienen una importante función estructural ya que forman parte de la pared celular de los vegetales (celulosa) o de la cutícula de los artrópodos.

FUNCION DE LOS CARBOHIDRATOS

• Glúcidos energéticos

Los monosacáridos y los disacáridos, como la glucosa, actúan como combustibles biológicos, aportando energía inmediata a las células; es la responsable de mantener la actividad de los músculos, la temperatura corporal, la presión arterial, el correcto funcionamiento del intestino y la actividad de las neuronas. Los glúcidos aparte de tener la función de aportar energía inmediata a las células, también proporcionan energía de reserva a las células.

• Glúcidos estructurales

Algunos polisacáridos forman estructuras esqueléticas muy resistentes:

-Mureína o Peptidoglicano: Componente de las paredes celulares de bacterias.

-Lipopolisacáridos: Componente de la membrana externa de bacterias Gram (-).

-Celulosa: Componente de la pared celular vegetal.

-Quitina: Compone el exo-esqueleto de artrópodos como los insectos y crustáceos 

                  
                         


LIPIDOS
Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas (la mayoría biomoléculas), que están constituidas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida por oxígeno. También pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno.Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (como los triglicéridos), estructural (como los fosfolípidos de las bicapas) y reguladora (como las hormonas esteroides).



CARACTERÍSTICAS

• Los lípidos son moléculas muy diversas; unos están formados por cadenas alifáticas saturadas o insaturadas, en general lineales, pero algunos tienen anillos (aromáticos). Algunos son flexibles, mientras que otros son rígidos o semiflexibles hasta alcanzar casi una total Flexibilidad mecánica molecular; algunos comparten carbonos libres y otros forman puentes de hidrógeno

• Los lípidos son largas cadenas de hidrocarburos y pueden tomar ambas formas: cadenas alifáticas saturadas (un enlace simple entre diferentes enlaces de carbono) o insaturadas (unidos por enlaces dobles o triples). Esta estructura molecular es no polar.

• Los enlaces polares son más enérgicamente estables y viables, por eso es que las moléculas de agua muestran una clara afinidad por los demás. Pero por el contrario, las cadenas de hidrocarburos no son capaces de establecer un grado sustancial de afinidad con las moléculas de agua y entonces no se mezclan. Los lípidos son insolubles en agua porque no hay adhesión entre las moléculas de agua y la sustancia lipídica.

  


PROTEÍNA

Las proteínas (del francés: protéine, y este del griego' πρωτεῖος, proteios, ‘prominente’, ‘de primera calidad’) o prótidos son biomoléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos.

Por sus propiedades físico-químicas, las proteínas se pueden clasificar en proteínas simples (holoproteidos), formadas solo por aminoácidos o sus derivados; proteínas conjugadas (heteroproteidos), formadas por aminoácidos acompañados de sustancias diversas, y proteínas derivadas, sustancias formadas por desnaturalización y desdoblamiento de las anteriores. Las proteínas son necesarias para la vida, sobre todo por su función plástica (constituyen el 80 % del protoplasma deshidratado de toda célula), pero también por sus funciones biorreguladoras (forman parte de las enzimas) y de defensa (los anticuerpos son proteínas).

Función

Las proteínas ocupan un lugar de máxima importancia entre las moléculas constituyentes de los seres vivos (biomoléculas). Prácticamente todos los procesos biológicos dependen de la presencia o la actividad de este tipo de moléculas. Bastan algunos ejemplos para dar idea de la variedad y trascendencia de las funciones que desempeñan. Son proteínas:

• La actina y la miosina, responsables finales del acortamiento del músculo durante la contracción
• Los anticuerpos, encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentes patógenos
• Funciones de reserva. Como la ovoalbúmina en el huevo, o la caseína de la leche
• El colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén
• Casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones químicas en organismos vivientes
• La hemoglobina y otras moléculas con funciones de transporte en la sangre
• Muchas hormonas, reguladores de actividades celulares
• Los receptores de las células, a los cuales se fijan moléculas capaces de desencadenar una respuesta determinada.
Todas las proteínas realizan elementales funciones para la vida celular, pero además cada una de éstas cuenta con una función más específica de cara a nuestro organismo.
Debido a sus funciones, se pueden clasificar en:

1. Catálisis: Está formado por enzimas proteicas que se encargan de realizar reacciones químicas de una manera más rápida y eficiente. Procesos que resultan de suma importancia para el organismo. Por ejemplo la pepsina, ésta enzima se encuentra en el sistema digestivo y se encarga de degradar los alimentos.

2. Reguladoras: Las hormonas son un tipo de proteínas las cuales ayudan a que exista un equilibrio entre las funciones que realiza el cuerpo. Tal es el caso de la insulina que se encarga de regular la glucosa que se encuentra en la sangre.

Estructural: Este tipo de proteínas tienen la función de dar resistencia y elasticidad que permite formar tejidos así como la de dar soporte a otras estructuras. Este es el caso de la tubulina que se encuentra en el citoesqueleto.

4. Defensiva: Son las encargadas de defender el organismo. Glicoproteínas que se encargan de producir inmunoglobulinas que defienden al organismo contra cuerpos extraños, o la queratina que protege la piel, así como el fibrinógeno y protrombina que forman coágulos.

5. Transporte: La función de estas proteínas es llevar sustancias a través del organismo a donde sean requeridas. Proteínas como la hemoglobina que lleva el oxígeno por medio de la sangre.

6. Receptoras: Este tipo de proteínas se encuentran en la membrana celular y llevan a cabo la función de recibir señales para que la célula pueda realizar su función, como acetilcolina que recibe señales para producir la contracción.

 ÁCIDOS NUCLEICOS 

Los ácidos nucleicos son grandes polímeros formados por la repetición de monómeros denominados nucleótidos, unidos mediante enlaces fosfodiéster. Se forman largas cadenas; algunas moléculas de ácidos nucleicos llegan a alcanzar tamaños gigantescos, de millones de nucleótidos encadenados. Existen dos tipos básicos, el ADN y el ARN.

El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Johann Friedrich Miescher, que en el año 1869 aisló los núcleos de las células una sustancia ácida a la que llamó nucleína,¹ nombre que posteriormente se cambió a ácido nucleico. Posteriormente, en 1953, James Watson y Francis Crick descubrieron la estructura del ADN, empleando la técnica de difracción de rayos X.

BASES NITROGENADAS

Las Bases Nitrogenadas son las que contienen la información genética, éstas presenta una estructura cíclica que contiene carbono, nitrógeno, hidrógeno y oxígeno.³ Se dividen en dos tipos:

• Purinas, que son derivadas de la purina (dos anillos).
• Pirimidinas, derivadas del anillo de la pirimidina (un anillo).

La presencia de los átomos de nitrógeno le da un carácter básico a estos compuestos. Son aromáticas y por lo tanto son planas, también son insolubles en agua y pueden establecer interacciones hidrofóbicas entre ellas; estas interacciones sirven para estabilizar la estructura tridimensional de los ácidos nucleicos.⁴ La existencia de distintos radicales hace que puedan aparecer varias bases nitrogenadas, las cuales son:

Adenina, presente en ADN y ARN

Guanina, presente en ADN y ARN

Citosina, presente en ADN y ARN

Timina, presente exclusivamente en el ADN

Uracilo, presente exclusivamente en el ARN

CARACTERÍSTICAS DEL ADN

El ADN es bicatenario, está constituido por dos 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. Dependiendo de la composición del ADN (refiriéndose a composición como la secuencia particular de bases), puede desnaturalizarse o romperse los puentes de hidrógenos entre bases pasando a ADN de cadena simple o ADNsc abreviadamente.

Excepcionalmente, el ADN de algunos virus es monocatenario.

El ADN es un polímero relativamente estable. Las reacciones espontáneas, como la desanimación de ciertas bases, la hidrólisis de los enlaces base-azúcar N-glucosídicos, la formación de dímeros de pirimidina inducida por radiación, ocurren lentamente, pero son importantes debido a que la célula tiene una baja tolerancia a los cambios en el material genético.

CARACTERÍSTICAS DEL ARN

El ARN difiere del ADN en que la pentosa de los nucleótidos constituyentes es ribosa en lugar de desoxirribosa, 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, aunque dicha característica es debido a consideraciones de carácter biológico, ya que no existe limitación química para formar cadenas de ARN tan largas como de ADN, al ser el enlace fosfodiéster químicamente idéntico.El ARN está constituido casi siempre por una única cadena (es monocatenario), aunque en ciertas situaciones, como en los ARNt y ARNr puede formar estructuras plegadas complejas y estables.

Mientras que el ADN contiene la información, el ARN expresa dicha información, pasando de una secuencia lineal de nucleótidos, a una secuencia lineal de aminoácidos en una proteína. Para expresar dicha información, se necesitan varias etapas y, en consecuencia existen varios tipos de ARN:

• El ARN mensajero se sintetiza en el núcleo de la célula, y su secuencia de bases es complementaria de un fragmento de una de las cadenas de ADN. Actúa como intermediario en el traslado de la información genética desde el núcleo hasta el citoplasma. Poco después de su síntesis sale del núcleo a través de los poros nucleares asociándose a los ribosomas donde actúa como matriz o molde que ordena los aminoácidos en la cadena proteica. Su vida es muy corta: una vez cumplida su misión, se destruye.
• El ARN de transferencia existe en forma de moléculas relativamente pequeñas. La única hebra de la que consta la molécula puede llegar a presentar zonas de estructura secundaria gracias a los enlaces por puente de hidrógeno que se forman entre bases complementarias, lo que da lugar a que se formen una serie de brazos, bucles o asas. Su función es la de captar aminoácidos en el citoplasma uniéndose a ellos y transportándolos hasta los ribosomas, colocándolos en el lugar adecuado que indica la secuencia de nucleótidos del ARN mensajero para llegar a la síntesis de una cadena polipeptídica determinada y por lo tanto, a la síntesis de una proteína
• El ARN ribosómico es el más abundante (80 por ciento del total del ARN), se encuentra en los ribosomas y forma parte de ellos, aunque también existen proteínas ribosómicas. El ARN ribosómico recién sintetizado es empaquetado inmediatamente con proteínas ribosómicas, dando lugar a las subunidades del ribosoma,