jueves, 17 de junio de 2010

BIOMOLÉCULAS

Las sustancias orgánicas que, dentro de la sustancias seca, son los compuestos que se hallan en mayor proporción (90% de la sustancia seca y 22.5% del total del protoplasma), tienen una trascendencia indiscutida. Las podemos dividir en:
A) Glúcidos.
B) Lípidos.
C) Prótidos.
D) Ácidos nucleicos.
Los estudiaremos en ese orden aunque los ácidos nucleicos se analizan en otra parte del blog

A) GLUCIDOS
También llamados azúcares o hidratos de carbono, poseen la fórmula general (CH2O)n, son compuestos ternarios integrados por tres elementos químicos principales: el carbono, hidrógeno y el oxígeno.
En la fórmula general podemos apreciar por qué se los denominó hidratos de carbono.
Podemos subdividirlos, a su vez, en:
a) Monosacáridos u osas, o glúcidos simples
b) Disacáridos, o glúçidos semicomplejos.
c) Polisacáridos o glúcidos complejos.

a) Los glúcidos simples, están formados por moléculas sencillas, llamadas osas o también monosacáridos, que poseen diferente número de átomos de carbono. Y es precisamente de acuerdo a los átomos de carbono que poseen que se dividen en triosas, tetrosas, pentosas y hexosas (según tengan 3,4,5 ó 6 carbonos).
Dentro de las pentosas destacaremos la ribosa que forma parte de la estructura del ácido ribonucleico (ARN) y de otros nucleótidos importantes. También es una pentosa la desoxi-ribosa, emparentada con la anterior que forma parte de la molécula del ADN ó ácido des-oxi-ribo-nucleico. Vemos que estas pentosas, en la denominación distinguen a estos dos importantes ácidos.
Entre las hexosas destacaremos la glucosa o sea el azúcar de la sangre, que se encuentra normalmente en una proporción de 1 gramo por litro de sangre.

b) Los glúcidos semicomplejos o disacáridos, pueden considerarse formados por dos moléculas de hexosas, menos una molécula de agua. Entre ellos citaremos:

Sacarosa o azúcar común que se obtiene de la caña de azúcar o de la remolacha y está formada por la unión de dos hexosas (glucosa y fructosa).
Lactosa o azúcar de leche (compuesta por glucosa y galactosa).
Maltosa, o azúcar de malta, integrada por dos moléculas de alfa glucosa y que, se puede obtener por hidrólisis del almidón.
Celobiosa, constituida por dos moléculas de beta glucosa; es la unidad estructural de la celulosa, que encontramos en las membranas vegetales y esencialmente en el algodón.

c) Y finalmente hallamos los glúcidos complejos o polisacáridos que son polímeros de los disacáridós, es decir están constituidos por muchas moléculas de éstos.
Entre ellos tienen importancia biológica fundamental:
El glucógeno, o sea la molécula química que representa una forma de almacenamiento de la glucosa en el hígado y en los músculos.
El almidón, glúcido de reserva de los vegetales, que se puede encontrar en la papa, harina, etc. (formado por amilosa y amilopectina).
Y finalmente la celulosa, ya citada, que está constituida por miles de unidades de celobiosa.
Los glúcidos tienen función energética. Cada gramo de glúcidos que se quema origina 4 Calorías o quilocalorías.
Cumplen, pues, función de proveedores de energía (como veremos al estudiar respiración celular).
Unidos a proteínas, constituyen las glucoproteínas y unidos a los lípidos forman los cerebrósidos (lipoides).
Son glucoproteínas o glucopéptidos: algunas globulinas del plasma (las alfa-globulinas) la albúmina del huevo y los aglutinógenos (sustancias que integran los glóbulos rojos y permiten la clasificación de los grupos sanguíneos).
Otras moléculas incluidas dentro de los poliholósidos o polisacáridos son el ácido hialurónico, la heparina, la condroitina, las pectinas, la quitina, las antocianinas, etc.


LIPIDOS (o GRASAS)
Son ésteres de ácidos grasos con glicerol u otros alcoholes. Tienen en su molécula los mismos elementos químicos que encontramos en los glúcidos (C, H y O).
Cumplen funciones de reserva, siendo abundantes en los tejidos adiposos donde se encuentran en el citoplasma como inclusiones.
Los acilglicéridos (o ésteres del glicerol) pueden estar parcialmente esterificados. Si se esterifica un solo radical OH, hablamos de monoglicéridos. Si son dos los OH esterificados son diglicéridos; y triglicéridos o mejor
triacilglicéridos si las esterificación es total.
Pero existen ácidos grasos libres, no saturados (sigla AGNE: ácidos grasos no esterificados), que circulan libremente por nuestra sangre y pueden ser oxidados por todos los tejidos de nuestro cuerpo, hasta obtener agua y anhídrido carbónico. Tales ácidos grasos se pueden originar por hidrólisis de los tri-acil­glicéridos.
Hay lípidos no saturados, por ejemplo: los ácidos linoleico, linolénico y araquidónico, que no pueden ser sintetizados por nuestro organismo. Por tanto deben incluirse en la alimentación y por ello se los conoce con el nombre de ácidos grasos esenciales.
Existen lípidos simples: los aceites, la manteca y el sebo. Y lipoides o lípidos complejos: los fosfolípidos (como la lecitina), las esterinas o esteroides (como el colesterol) y los carotenoides (como el caroteno y la xantofila).
Los lípidos pueden transformarse en glúcidos, por cambios metabólicos.
Son hidrófobos, es decir, no tienen afinidad por el agua.
No son, por tanto, solubles en agua sino en alcohol, éter, etc. Desempeñan una función doble: plástica o estructural, al formar parte de las células (especialmente en las membranas); y energética, pues cada gramo que se quema libera 9 Calorías (es decir, quilocalorías); tal es su valor calórico.
Entre los lipoides encontramos:
Los cerebrósidos (unión de lípidos y glúcidos), casi siempre están formados por galactosa (hexosa).
Los gangliósidos (también glucolípidos, como los cerebrósidos). Se encuentran asimismo en relación con los tejidos nerviosos, especialmente en el cerebro. Muchas veces, se hallan asociados a los fosfátidos.
Los fosfolípidos o fosfátidos, resultan de la unión de lípidos con el ácido fosfórico y los hallamos especialmente en las membranas celulares y constituyendo la lecitina o lecito, sustancia de reserva de los huevos u óvulos. Existe una sustancia: la mielina, que forman una vaina a la mayoría de las fibras nerviosas (fibras mielínicas). Es una lipoproteína, formada por fosfátidos o fosfolípidos (que cumplen una función aislante) y por proteínas (que facilitan la conducción nerviosa).

PROTIDOS
Su nombre deriva de la palabra griega próteios, que significa “de primera importancia". Y, efectivamente, son compuestos cuaternarios (con C, H, O y N), de valor fundamental en la integración de la estructura del protoplasma. Además de los cuatro elementos biógenos principales citados, pueden tener en su molécula fósforo (P) y azufre (S).
Las proteínas están integradas por prótidos simples, llamados ácidos aminados o aminoácidos (que se designan con la sigla AA).
La capacidad de regular el pH se denomina acción tampón (o en inglés ~ se utiliza la palabra buffer).
Constituyendo las proteínas se han identificado muchas unidades diferentes, es decir, aminoácidos. Hay 20 aminoácidos que constituyen las principales unidades proteicas.
Estos aminoácidos o monopéptidos, se unen para formar dipéptidos, tripéptidos y polipéptidos (mediante la llamada unión peptídico y finalmente proteínas complejas.
Estos aminoácidos constituyen verdaderos "ladrillos" de esas grandes estructuras llamadas proteínas, que pueden llegar a tener un peso molecular de millones de daltones.
Existen proteínas filamentosas (que poseen moléculas muy largas), como el colágeno que forma el tejido conjuntivo y la actina del tejido muscular. Otras son globulares, como por ejemplo: las albúminas y globulinas.
Los prótidos, pues, pueden dividirse, con fines didácticos en:
a) Monopéptidos o ácidos aminados.
b) Dipéptidos (formados por dos aminoácidos).
c) Tripéptidos, como el glutation, formado por tres aminoácidos.
d) Polipéptidos (tienen más de tres aminoácidos) Ejemplos: hormona adrenocorticotrofina (conocida con la sigla en inglés ACTH), y los antibióticos penicilina, gramicidina, etc.
Algunos polipéptidos tienen particular importancia pues son hormonas, como la corticotrofina hipofisaria, la vasopresina y la ocitocina, (las tres de origen hipofisario).
e) Proteínas puras u Holoproteínas
Existen proteínas filamentosas (que poseen moléculas de gran longitud), como el colágeno que forma el tejido conjuntivo y la actina del tejido muscular. Por otra parte hay proteínas globulares: por ejemplo las albúmínas, y las globulinas.
Las proteínas habitualmente son moléculas gigantescas , es decir, macromoléculas.
La hormona conocida con el nombre de insulina (producida por el páncreas y que regula la cantidad de glucosa en la sangre) es una proteína; formada por 51 aminoácidos, dispuestos en dos cadenas (una formada por 20 aminoácidos y otra por 31 ). La hemoglobina, pigmento de los glóbulos rojos, está integrada por dos cadenas de 141 y 146 aminoácidos, respectivamente.

f) Heteroproteínas o proteidos.
No son proteínas puras, es decir, no están constituidas exclusivamente por ácidos aminados. Son proteínas unidas a otro grupo químico, que se denomina grupo prostético.
Pueden ser nucleoproteínas, cuando la proteína se une a ácidos nucleicos. O cromoproteínas, cuando se unen a molécplas pigmentadas, como por ejemplo la hemoglobina, la clorofila, los citocromos, la hemocianina, la mioglobina, etc.
En la hemoglobina y en la mioglobina el grupo prostético es el hem o hemo.

ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS
El orden, la secuencia en que están ubicados estos ácidos aminados en la cadena proteica constituye la llamada estructura primaria. Pero esta cadena lineal de polipéptidos (polímeros de los ácidos aminados), a veces se arrolla alrededor de un eje imaginario, como ocurre en la insulina, donde se forma una especie de hélice alfa. A esta disposición se la conoce con el nombre de estructura secundaria. En algunos casos, en lugar de la alfa hélice, se produce una disposición en hoja plegada o acordeón de dicha estructura secundaria.
Y todavía existe una estructura terciaria determinada por el plegamiento de las cadenas para formar una masa compacta, especialmente en las proteínas globulares.
Actualmente se habla de conformación de la proteína para referirse a las estructuras secundarias y terciarias, que siempre están relacionadas. Porque la molécula proteica, además de tener disposición en alfa hélice, tiene pliegues (dobladuras) tridimensionales de la cadena.


IMPORTANCIA DE LAS PROTEÍNAS
a) Poseen una función estructural o plástica fundamental. Son el material esencial con que se construyen las células.
Todo ser vivo en crecimiento presenta un aumento en su masa proteica. También cumplen función energética en caso de hambre, es decir, de extrema emergencia. Si el organismo no tiene otra sustancia orgánica para quemar utiliza los prótidos.
b) Integran las enzimas. Todas las enzimas están formadas exclusiva o principalmente por proteínas, aunque no todas las proteínas son enzimas, es decir, catalizadores biológicos (por ejemplo el colágeno no tiene actividad enzimática).
c) Son específicas, es decir, características de cada especie. Cada uno de nosotros tiene proteínas del tipo humano. Pero todavía más, las proteínas determinan nuestra individualidad. Cada individuo posee un tipo de proteínas determinado por la fórmula genética, hereditaria.
Por ello cuando se realiza un injerto o transplante de órganos de otra persona, se produce el fenómeno del rechazo, pues dicho órgano tiene proteínas extrañas.

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