Portafolio bioquimica
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Escuela superior de agricultura del valle
del fuerte
Bioquímica agrícola
Portafolio electrónico
Maestro: Carlos Alvares
Alumno: Héctor López Mena
Unidades
Traducción ala B.Q.A
Bioelementos, agua, pH
Proteínas
Enzimas
Lípidos
Carbohidratos
Acido nucleicos
Sistema energético
Historia de la bioquimica
La historia de la bioquímica moderna como la conocemos hoy en día es prácticamente moderna; desde el siglo XIX se comenzó a direccionar una buena parte de la biología y la química a la creación de una nueva disciplina integradora: la química fisiológica o la bioquímica. Pero la aplicación de la bioquímica y su conocimiento, probablemente comenzó hace 5000 años con la producción de pan usando levaduras en un proceso conocido como fermentación.
Es difícil abordar la historia de la bioquímica, en cuanto que, es una mezcla compleja de química orgánica y biología, y en ocasiones, se hace complicado discernir entre lo exclusivamente biológico y lo exclusivamente químico orgánico y es evidente que la contribución a esta disciplina ha sido muy extensa. Aunque es cierto que existen hitos experimentales que son básicos en la bioquímica.
Se suele situar el inicio de la bioquímica en los descubrimientos en 1828 de Friedrich Wöhler que 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, de que la generación de estos compuestos era posible sólo en el interior de los seres vivos.
En 1833, Anselme Payen aísla la primera enzima, la diastasa, aunque se desconoce en su alimentación.
A mediados del siglo XIX, Louis Pasteur, demostró los fenómenos de isomería química existente entre las moléculas de ácido tartárico provenientes de los seres vivos y las sintetizadas químicamente en el laboratorio. También estudió el fenómeno de la fermentación y descubrió que intervenían ciertas levaduras, y por tanto no era exclusivamente un fenómeno químico como se había defendido hasta ahora (entre ellos el propio Liebig); así Pasteur escribió: "la fermentación del alcohol es
un acto relacionado con la vida y la organización de las células de las levaduras, y no con la muerte y la putrefacción de las células". Además desarrolló un método de esterilización de la leche, el vino y la cerveza (pasteurización) y contribuyó enormemente a refutar la idea de la generación espontánea de los seres vivos.
Personajes de la bio.
Friedrich Wonhler
Friedrich Wöhler, pedagogo y químico alemán, nació en Eschersheim (hoy parte de Fráncfort sobre el Main) el 31 de julio de 1800 y murió enGotinga el 23 de septiembre de 1882.
Mientras estudiaba en la escuela Heidelberg se interesó por la química y se trasladó a Estocolmo para estudiar con el químico sueco Berzelius. En 1836 fue profesor de química en la Universidad de Gotinga.
Precursor en el campo de la química orgánica, Wöhler es famoso por su síntesis del compuesto orgánico denominado urea, que no fue el primero que sintetizó ya que el primero fue el oxalato de antimonio, no lo reveló debido a que no sabía en ese entonces qué nombre llevaría, es por eso que lo llamó el "líquido amarillo/blanco desconocido". Mediante su contribución se demostró, en contra del pensamiento científico de la época, que un producto de los procesos vitales se podía obtener en el laboratorio a partir de materia orgánica. También llevó a cabo investigaciones importantes sobre el ácido úrico y el aceite de avellanas amargas en colaboración con el químico alemán Justino von Liebig.
Aisló además dos elementos químicos: el aluminio y el berilio. Descubrió el carburo de calcio y a partir de éste obtuvo el acetileno. También desarrolló el método para preparar el fósforo que se sigue utilizando hoy. En 1830 determinó que el
elemento eritronio descubierto por Andrés Manuel del Río en México en 1801 y el vanadio descubierto por Nils Gabriel Sefström en Suecia 30 años después, eran el mismo.
Escribió varios libros de texto de química orgánica e inorgánica.
Anselme payen
Anselme Payen (París, 6 de enero de 1795 - 12 de mayo de 1871), fue un químico, físico y matemático francés.
En París estudió en la École polytechnique. A los 20 años pasó a ser gerente de una refinadora de bórax, en donde desarrolló un proceso para sintetizar el bórax de la soda y del ácido bórico, y descubrió nuevos procesos para refinar el azúcar, una manera de extraer el almidón y el alcohol de las patatas, y además un método para la determinación del nitrógeno. Payen llegó a ser especialmente famoso por el descubrimiento de la primeraenzima, diástasis; también por sus trabajos sobre la celulosa y el papel.
Louis pasteur
Louis Pasteur (Dôle, Francia el 27 de diciembre de 1822 - Marnes-la-Coquette, Francia el 28 de septiembre de 1895) fue un químico francéscuyos descubrimientos tuvieron enorme importancia en diversos campos de las ciencias naturales, sobre todo en la química y microbiología. A él se debe la técnica conocida como pasteurización. A través de experimentos refutó definitivamente la teoría de la generación espontánea y desarrolló la teoría germinal de las enfermedades infecciosas. Por sus trabajos es considerado el pionero de la microbiología moderna, iniciando la llamada «Edad de Oro de la Microbiología».
Aunque la teoría microbiana fue muy controvertida en sus inicios, hoy en día es fundamental en la medicina moderna y la microbiología clínica y condujo a innovaciones tan importantes como el desarrollo de vacunas, los antibióticos, la esterilización y la higiene como métodos efectivos de cura y prevención contra la propagación de las enfermedades infecciosas.1 2 Esta idea representa el inicio de la medicina científica, al demostrar que la enfermedad es el efecto visible (signos y síntomas) de una causa que puede ser buscada y eliminada mediante un tratamiento específico. En el caso de las enfermedades infecciosas, se debe buscar el germen causante de cada enfermedad para hallar un modo de combatirlo.
Sus contribuciones en la química orgánica fueron el descubrimiento del dimorfismo del ácido tartárico, al observar al microscopio que el ácido racémico presentaba dos tipos de cristal, con simetría especular. Fue por tanto el descubridor de las formas dextrógiras y levógiras que desviaban el plano de polarización de la luz con el mismo ángulo pero en sentido contrario.
Von liebig
La vocación de Von Liebig se manifestó ya en su adolescencia; fue expulsado del Gymnasium (instituto de educación secundaria) por detonar un explosivo con reactivos obtenidos del negocio paterno. Más tarde fue aprendiz de farmacéutico en Heppenheim.
Von Liebig estudió en la Universidad de Bonn con Karl Wilhelm Gottlob Kastner, a quien siguió a la Universidad de Erlangen para doctorarse en 1822. Luego recibió una beca del gobierno de Hesse para estudiar en París. Merced a la influencia de Alexander von Humboldt pudo trabajar en el laboratorio privado de Joseph-Louis Gay-Lussac.
En 1824 fue nombrado profesor de la Universidad de Giessen. Ganó la Medalla Copley en 1840 y recibió su título de barón en 1845. También enseñó en la universidad de Múnich desde 1852 hasta 1873. En 1865 fundó la Compañía Liebeg de Extracto de Carne, aplicando un procedimiento de su invención para preparar extractos cárnicos.
Liebig mejoró el análisis orgánico y descubrió que las plantas se alimentan gracias al nitrógeno y al dióxido de carbono del aire (con la
contribución demicrobios que realizan las conversiones a compuestos del nitrógeno) y de los minerales del suelo. Uno de sus logros más renombrados fue la invención del fertilizante a base de nitrógeno (descrito en su publicación de 1840, Química orgánica y su aplicación a la agricultura y a la fisiología). También formuló la Ley del Mínimo, que indica que el desarrollo de una planta se ve limitado por el mineral esencial relativamente más escaso, visualizada como el barril de Liebig. Este concepto es una versión cualitativa de los principios utilizados para determinar la aplicación de fertilizantes en la agricultura moderna.
Bioelementos
Los bioelementos o elementos biogenéticos son los elementos
químicos, presentes en seres vivos. Pueden aparecer aislados o
formando moléculas. Se clasifican en bioelementos primarios o
plásticos y bioelementos secundarios. Son los elementos mayoritarios
de la materia viva, constituyen el 95% de la masa total del cuerpo de
los seres vivos. Todos los seres vivos están constituidos cuantitativa y
cualitativamente, por los mismos elementos químicos.
Bioelementos primarios
Los bioelementos primarios son los elementos indispensables para formar las biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos); constituyen el 96% de la materia viva seca. Son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno (C, H, O, N, P, S respectivamente).
Carbono: tiene la capacidad de formar largas cadenas carbono-carbono (macromo) mediante enlaces simples (-CH2-CH2) o dobles (-CH=CH-), así como estructuras cíclicas. Pueden incorporar una gran variedad de radicales (=O, -OH, -NH2, -SH, PO4
3-), lo que da lugar a una variedad enorme de moléculas distintas. Los enlaces que forma son lo suficientemente fuertes como para formar compuestos estables, y a la vez son popoptibles de romperse sin excesiva dificultad. Por esto, la vida está constituida por carbono y no por silicio, un átomo con la configuración electrónica de su capa
de valencia igual a la del carbono. El hecho es que las cadenas silicio-silicio no son estables y las cadenas de silicio y oxígeno son prácticamente inalterables, y mientras el dióxido de carbono, CO2, es un gas soluble en agua, su equivalente en el silicio, SiO2, es un cristal sólido, muy duro e insoluble (cuarzo).
Hidrógeno: además de ser uno de los componentes de la molécula de agua, indispensable para la vida y muy abundante en los seres vivos,
forma parte de los esqueletos de carbono de las moléculas orgánicas. Puede enlazarse con cualquier bioelemento.
Oxígeno: es un elemento muy electronegativo que permite la obtención de energía mediante la respiración aeróbica. Además, forma enlaces polares con el hidrógeno, dando lugar a radicales polares solubles en agua (-OH, -CHO, -COOH).
Nitrógeno: principalmente como grupo amino (-NH2) presente en las proteínas ya que forma parte de todos los aminoácidos. También se halla en las bases nitrogenadas de los ácidos nucleicos. Prácticamente todo el nitrógeno es incorporado al mundo vivo como ion nitrato, por lasplantas. El gas nitrógeno solo es aprovechado por algunas bacterias del suelo y algunas cianobacterias.
Bioelementos secundarios
Los bioelementos secundarios se clasifican en dos grupos: los indispensables y los variables.Estos están representados en todos los seres vivos. Los más abundantes son el sodio, el potasio, el magnesio y el calcio. Los iones sodio, potasio y cloruro intervienen en el mantenimiento del grado de salinidad del medio interno y en el equilibrio de cargas a ambos lados de la membrana. Los iones sodio y potasio son fundamentales en la transmisión del impulso nervioso; el calcio en forma de carbonato da lugar a caparazones de moluscos y al esqueleto de muchos animales. El ion calcio actúa en muchas reacciones, como los mecanismos de la contracción muscular, la permeabilidad de las membranas, etc. El magnesio es un componente de la clorofila y de muchas enzimas. Interviene en la síntesis y la degradación del ATP, en la replicación del ADN y en su estabilización, etc.
Calcio (Ca)
Sodio (Na)
Potasio (K)
Magnesio (Mg)
Cloro (Cl)
Hierro (Fe)
Bioelementos secundarios variables. Están presentes en algunos seres vivos. (también llamados oligoelementos)
Boro (B)
Bromo (Br)
Cobre (Cu)
Flúor (F)
Manganeso (Mn)
Silicio (Si)
Yodo (I)
Que es el suelo?
El suelo es una superficie, un recurso natural, y un sistema dinámico y complejo, en el que se efectúan procesos que involucran componentes físicos, químicos, e incluso componentes vivos. Etimológicamente, esta palabra proviene del latín ―solum‖,
cuya definición es: tierra, suelo o parcela. El proceso de formación del suelo es sumamente lento, es decir, puede tomar miles de años, y es evolutivo; por lo tanto, examinando el suelo de unaregión podemos averiguar cómo éste se fue transformando, qué tipo de clima y vegetación tenía antiguamente el lugar, además de sus especies animales, entre otras cosas. El
suelo siempre se continúa formando o modificando, esto quiere decir, que aún hoy el suelo terrestre evoluciona constantemente.
Mapa conceptual del agua
Concepto de pH
El pH se define como el logaritmo negativo de base 10 de la actividad de los iones hidrógeno:
Se considera que p es un operador logarítmico sobre la concentración de una solución: p = –log[...] , también se define el pOH, que mide la concentración de iones OH−.
Puesto que el agua está adulterada en una pequeña extensión en iones OH– y H3O
+, tenemos que:
K(constante)w(water; agua) = [H3O+]·[OH–]=10–14 en donde [H3O
+] es
la concentración de iones hidronio, [OH−] la de iones hidroxilo, y
Kw es una constante conocida como producto iónico del agua,
que vale 10−14.
Por lo tanto,
log Kw = log [H3O+] + log [OH–]
–14 = log [H3O+] + log [OH–]
14 = –log [H3O+] – log [OH–]
pH + pOH = 14
Por lo que se puede relacionar directamente el valor del pH con el del pOH.
En disoluciones no acuosas, o fuera de condiciones normales de presión y temperatura, un pH de 7 puede no ser el neutro. El pH al cual la disolución es neutra estará relacionado con la constante de disociación del disolvente en el que se trabaje.
Medida del pH
El valor del pH se puede medir de forma precisa mediante
un potenciómetro, también conocido como pH-metro (/pe achímetro/ o
/pe ache metro/), un instrumento que mide la diferencia de potencial
entre dos electrodos: un electrodo de referencia (generalmente
de plata/cloruro de plata) y un electrodo de vidrio que es sensible al
ion de hidrógeno.
Hidrocarburos
Los hidrocarburos son compuestos de carbono e hidrógeno que, atendiendo a la naturaleza de los enlaces, pueden clasificarse de la siguiente forma: ¦ Saturados ¦ Alcanos ¦ Alifáticos ¦ ¦ ¦ ¦ Alquenos ¦ ¦ Insaturados ¦ Hidrocarburos ¦ ¦ Alquinos ¦ ¦ Aromáticos
ALCANOS El carbono se enlaza mediante orbitales híbridos sp3 formando 4 enlaces simples en disposición tetraédrica.
Nomenclatura 1.- Cadena más larga: metano, etano, propano, butano, pentano,... 2.- Las ramificaciones como radicales: metil(o), etil(o),... 3.- Se numera para obtener los números más bajos en las ramificaciones. 4.- Se escriben los radicales por orden alfabético y con los prefijos di-, tri-, ... si fuese necesario. 5.- Los hidrocarburos cíclicos anteponen el prefijo ciclo-
Propiedades físicas
Las temperaturas de fusión y ebullición aumentan con el número de carbonos y son mayores para los compuestos lineales pues pueden compactarse mas aumentando las fuerzas intermoleculares. Son menos densos que el agua y solubles en disolventes apolares.
Propiedades químicas
Son bastantes inertes debido a la elevada estabilidad de los enlaces C-C y C-H y a su baja polaridad. No se ven afectados por ácidos o bases fuertes ni por oxidantes como el permanganato. Sin embargo la combustión es muy exotérmica aunque tiene una elevada energía de activación. Las reacciones más características de los alcanos son las de sustitución: CH4 + Cl2 ----> CH3Cl + HCl También son importantes las reacciones de isomerización: AlCl3 CH3CH2CH2CH3 ------> CH3CH(CH3)2 Obtención de alcanos La fuente más importante es el petróleo y el uso principal la obtención de energía mediante combustión. Algunas reacciones de síntesis a pequeña escala son: - Hidrogenación de alcanos: Ni CH3CH=CHCH3 -----> CH3CH2CH2CH3 - Reducción de haluros de alquilo: Zn 2 CH3CH2CHCH3 ------> 2 CH3CH2CH2CH3 + ZnBr2 ALQUENOS Los alquenos contienen enlaces dobles C=C. El carbono del doble enlace tiene una hibridación sp2 y estructura trigonal plana. El doble enlace consta de un enlace sigma y otro pi. El enlace doble es una zona de mayor reactividad respecto a los alcanos. Los dobles enlaces son más estables cuanto más sustituidos y la sustitución en trans es más estable que la cis.
Nomenclatura 1.- Seleccionar la cadena principal: mayor número de dobles enlaces y más larga. Sufijo -eno. 2.- Numerar para obtener números menores en los dobles enlaces.
Propiedades físicas
Las temperaturas de fusión son inferiores a las de los alcanos con igual número de carbonos puesto que, la rigidez del doble enlace impide un empaquetamiento compacto.
Propiedades químicas
La reacciones más características de los alquenos son las de adición: CH3-CH=CH-CH3 + XY ------> CH3-CHX-CHY-CH3 entre ellas destacan la hidrogenación, la halogenación, la hidrohalogenación y la hidratación. En estas dos últimas se sigue la regla de Markovnikov y se forman los derivados más sustituidos, debido a que el mecanismo transcurre mediante carbocationes y se forma el carbocatión más estable que es el más sustituido. Otra reacción importante es la oxidación con MnO4
- o OsO4 que en frío da lugar a un diol y en caliente a la ruptura del doble enlace y a la formación de dos ácidos. Otra característica química importante son las reacciones de polimerización. Mediante ellas se puede obtener una gran variedad de plásticos como el polietileno, el poliestireno, el teflón, el plexiglas, etc. La polimerización de dobles enlaces tiene lugar mediante un mecanismo de radicales libres.
Obtención de alquenos
Se basa en reacciones de eliminación, inversas a las de adición: CH3-CHX-CHY-CH3 ------> CH3CH=CHCH3 + XY entre ellas destacan la deshidrogenación, la deshalogenación, la deshidrohalogenación y la deshidratación. Las deshidratación es un ejemplo interesante, el mecanismo transcurre a traves de un carbocatión y esto hace que la reactividad de los alcoholes sea mayor cuanto más sustituidos. En algunos casos se producen rearreglos de carbonos para obtener el carbocatión más sustituido que es más estable. De igual modo el alqueno que se produce es el más sustituido pues es el más estable. Esto provoca en algunos casos la migración de un protón.
ALQUINOS
Se caracterizan por tener enlaces triples. El carbono del enlace triple se enlaza mediante una hibridación que da lugar a dos enlaces simples sigma formando 180 grados y dos enlaces pi. El deslocalización de la carga en el triple enlace produce que los hidrógenos unidos a él tengan un carácter ácido y puedan dar lugar a alquiluros. El alquino más característico es el acetileno HCCH, arde con una llama muy caliente ( 2800oC) debido a que produce menos agua que absorbe menos calor.
Los sueños de Kekulé
MATERIALSCIENTIST/WIKIMEDIA
Kekulé hizo sus estudios post-doctorales de química en París, Suiza y Londres. Cuando vivía en Londres solía pasar las veladas charlando con su amigo y colega Hugo Mueller en Islington. Muchas veces hablaban de química. Luego Kekulé volvía a su casa en Clapham Common, al otro lado de la ciudad, en los autobuses de la época: un ómnibus arrastrado por un caballo.
Una noche de verano durante el camino de regreso a casa, Kekulé cayó en una ensoñación acompañada por el ruido de los cascos del caballo y el movimiento del carruaje. Según él mismo cuenta vio cómo unos átomos de carbono bailoteaban delante de sus ojos y se combinaban entre ellos.
Estructura del benceno
SPONK/WIKIMEDIA
A mediados del siglo XIX se conocía la fórmula molecular del benceno (C6H6) pero no cómo se disponían los átomos en su estructura química. Entre 1857 y 1858 Friedrich August Kekulé, que por ese entonces tenía 28-29 años, desarrolló una teoría sobre la estructura química orgánica basada en dos nociones: la tetravalencia del carbono (los átomos de carbono tiene cuatro electrones en su última capa, así pueden formar cuatro enlaces con otros átomos) y la capacidad de sus átomos de formar enlaces entre ellos.
Esta nueva teoría sobre la estructura de los átomos de carbono permitió que se comprendieran mejor las moléculas orgánicas y sus reacciones, y facilitó a partir de 1860 las investigaciones sobre la síntesis quimica y la producción de los compuestos orgánicos.
Esto provocó años más tarde, después de que el mismo Kekulé propusiera una estructura atómica circular del benceno, la producción en masa de productos derivados del carbono y la aparición de los plásticos. Entre otras cosas, Europa se tiñó de color gracias a los tintes sintéticos.
Grupos funcionales
El grupo funcional es un átomo o conjunto de átomos unidos a una cadena carbonada, representada en la fórmula general por R para los compuestos alifáticos y como Ar (radicales arílicos) para los compuestos aromáticos. Los grupos funcionales son responsables de la reactividad y propiedades químicas de los compuestos orgánicos.
La combinación de los nombres de los grupos funcionales con los nombres de los alcanos de los que derivan brinda una nomenclatura sistemática poderosa para denominar a los compuestos orgánicos.
Los grupos funcionales se asocian siempre con enlaces covalentes, al resto de la molécula. Cuando el grupo de átomos se asocia con el resto de la molécula primeramente mediante fuerzas iónicas, se denomina más apropiadamente al grupo como un ion poliatómico o ion complejo.
Aminoácidos
Un aminoácido es una molécula orgánica con un grupo amino (-NH2) y
un grupo carboxilo (-COOH). Los aminoácidos más frecuentes y de
mayor interés son aquellos que forman parte de lasproteínas. Dos
aminoácidos se combinan en una reacción de condensación entre el
grupo amino de uno y el carboxilo del otro, liberándose una molécula
de agua y formando un enlace amida que se denomina enlace
peptídico; estos dos "residuos" de aminoácido forman un dipéptido. Si
se une un tercer aminoácido se forma un tripéptido y así,
sucesivamente, hasta formar unpolipéptido. Esta reacción tiene lugar
de manera natural dentro de las células, en los ribosomas.
Estructura aminoácido
La estructura general de un alfa-aminoácido se establece por la presencia de un carbono central (alfa) unido a un grupo carboxilo (rojo
en la figura), un grupo amino (verde), un hidrógeno (en negro) y la cadena lateral (azul):
"R" representa la cadena lateral, específica para cada aminoácido. Tanto el carboxilo como el amino son grupos funcionales susceptibles de ionización dependiendo de los cambios de pH, por eso ningún aminoácido en disolución se encuentra realmente en la forma representada en la figura, sino que se encuentra ionizado.
A pH bajo (ácido), los aminoácidos se encuentran mayoritariamente en su forma catiónica (con carga positiva), mientras que a pH alto (básico) se encuentran en su forma aniónica (con carga negativa). Para valores de pH intermedios, como los propios de los medios biológicos, los aminoácidos se encuentran habitualmente en una forma de ion dipolar o zwitterión (con un grupo catiónico y otro aniónico).
Proteínas
Las proteínas son moléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos. El término proteína proviene de la palabra francesa protéine y que significa 'prominente, de primera calidad'.
Por sus propiedades físico-químicas, las proteínas se pueden clasificar en proteínas simples (holoproteidos), que por hidrólisis dan solo aminoácidos o sus derivados; proteínas conjugadas (heteroproteidos), que por hidrólisis dan 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).
Funciones 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:
Casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones químicas en organismos vivientes;
Muchas hormonas, reguladores de actividades celulares;
La hemoglobina y otras moléculas con funciones de transporte en la sangre;
Los anticuerpos, encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentes patógenos;
Los receptores de las células, a los cuales se fijan moléculas capaces de desencadenar una respuesta determinada;
La actina y la miosina, responsables finales del acortamiento del músculo durante la contracción;
El colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén.
Funciones de reserva. Como la ovoalbúmina en el huevo, o la caseína de la leche.
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.
3. 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
latubulina que se encuentra en el citoesqueleto.
4. Defensiva: Son las encargadas de defender al
organismo. Glicoproteínas que se encargan de
producir inmunoglobulinas que defienden al organismo contra
cuerpos extraños, o laqueratina 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.
Estructura Primaria
La estructura primaria es la forma de organización más básica de las proteínas. Este tipo de estructura de las proteínas está determinada por lasecuencia de aminoácidos de la cadena proteíca, es decir, el número de aminoácidos presentes y el orden en que están enlazados por medio deenlaces peptídicos. Las cadenas laterales de los aminoácidos se extienden a partir de una cadena principal. Por convención, (coincidiendo con el sentido de sintesis natural en RER) el orden de escritura es siempre desde el grupo amino-terminal hasta el carboxi-terminal.
Secundaria
La estructura secundaria de las proteínas es el plegamiento regular local entre residuos aminoacídicos cercanos de la cadena polipeptídica. Este tipo de estructura de las proteínas se adopta gracias a la formación de enlaces de hidrógeno entre los grupos carbonilo (-CO-) y amino (-NH-) de los carbonos involucrados en las uniones peptídicas de aminoácidos cercanos en la cadena. Estos también se los encuentra en forma de espiral aplana.
Hélice alfa: En esta estructura la cadena polipeptídica se desarrolla en espiral sobre sí misma debido a los giros producidos en torno al carbono beta de cada aminoácido. Esta estructura se mantiene gracias a los enlaces de hidrógeno intracatenarios formados entre el grupo el grupo -C=O del aminoácido "n" y el -NH del "n+4" (cuatro aminoácidos más adelante en la cadena). Un ejemplo particular es la Hélice de colágeno: una variedad particular de la estructura secundaria, característica del colágeno, proteína presente en tendones y tejido conectivo.Existen otros tipos de hélices: Hélice 310 (puentes de hidrógeno entre los aminoácidos "n" y "n+3") y hélice Π (puentes de hidrógeno entre los aminoácidos "n" y "n+5"), pero son mucho menos usuales.
Hoja plegada beta: Cuando la cadena principal se estira al máximo que permiten sus enlaces covalentes se adopta una configuración espacial denominada cadena beta. Algunas regiones de proteínas adoptan una estructura en zigzag y se asocian entre sí estableciendo uniones mediante enlaces de hidrógeno
intercatenarios. Todos los enlaces peptídicos participan en estos enlaces cruzados, confiriendo así gran estabilidad a la estructura. La forma en beta es una conformación simple formada por dos o más cadenas polipeptídicas paralelas (que corren en el mismo sentido) o antiparalelas (que corren en direcciones opuestas) y se adosan estrechamente por medio de puentes de hidrógeno y diversos arreglos entre los radicales libres de los aminoácidos. Esta conformación tiene una estructura laminar y plegada, a la manera de un acordeón.
Terciaria
En cuanto a los niveles de la estructura de las proteínas, en la estructura terciaria, generalmente los aminoácidos apolares se sitúan hacia el interior de la proteína y los polares hacia el exterior, de manera que puedan interactuar con el agua circundante. En el caso de proteínas integrales de membrana, los aminoácidos hidrofóbicos quedan expuestos en el interior de la bicapa lipídica.
Cuaternaria
En cuanto a los niveles de la estructura de las proteínas, puede tener de forma más amplia que lo normal. Comprende la gama de proteínas oligoméricas, es decir aquellas proteínas que constan con más de una cadena polipéptida, en la cual además puede existir un comportamiento de alosterismo según el método concertado de Jacques Monod.
La estructura cuaternaria deriva de la conjunción de varias cadenas aminoacidas que gracias a su unión realizan el proceso de la disjunción, dando así un resultado favorable ante las proteínas ya incrementadas. A través de la organización proteica cuaternaria se forman estructuras de gran importancia biológica como los microtúbulos, microfilamentos, capsómeros de virus y complejos enzimáticos. También las fibrillas colágenas encontradas en el espacio extracelular del tejido conjuntivo están constituidas por la agregación de cadenas polipeptídicas de tropocolágeno.
Enzimas
Las enzimas son moléculas de naturaleza proteica y estructural
que catalizan reacciones químicas, siempre que
seantermodinámicamente posibles: una enzima hace que una
reacción química que es energéticamente posible (ver Energía libre de
Gibbs), pero que transcurre a una velocidad muy baja, sea
cinéticamente favorable, es decir, transcurra a mayor velocidad que
sin la presencia de la enzima. En estas reacciones, las enzimas
actúan sobre unas moléculas denominadas sustratos, las cuales se
convierten en moléculas diferentes denominadas productos. Casi
todos los procesos en las células necesitan enzimas para que ocurran
a unas tasas significativas. A las reacciones mediadas por enzimas se
las denomina reacciones enzimáticas.
Debido a que las enzimas son extremadamente selectivas con
sus sustratos y su velocidad crece sólo con algunas reacciones, el
conjunto (set) de enzimas sintetizadas en una célula determina el tipo
de metabolismo que tendrá cada célula. A su vez, esta síntesis
depende de la regulación de la expresión génica.
Modelo de la "llave-cerradura"
Las enzimas son muy específicas, como sugirió Emil Fischer en 1894.
Con base a sus resultados dedujo que ambas moléculas, enzima
y sustrato, poseen complementariedad geométrica, es decir, sus
estructuras encajan exactamente una en la otra,27 por lo que ha sido
denominado como modelo de la "llave-cerradura", refiriéndose a la
enzima como a una especie de cerradura y al sustrato como a
una llave que encaja de forma perfecta en dicha cerradura. Sin
embargo, si bien este modelo explica la especificidad de las enzimas,
falla al intentar explicar la estabilización del estado que logran adquirir
las enzimas.
Acido graso Un ácido graso es una biomolécula de naturaleza lipídica formada por una larga cadena hidrocarbonada lineal, de diferente longitud o número de átomos de carbono, en cuyo extremo hay un grupo carboxilo (son ácidos orgánicos de cadena larga). Cada átomo de carbonosa une al siguiente y al precedente por medio de un enlace covalente sencillo o doble. Al átomo de su extremo le quedan libres tres enlaces que son ocupados por átomos de hidrógeno (H3C-). Los demás átomos tienen libres dos enlaces, que son ocupados igualmente por átomos de hidrógeno ( ... -CH2-CH2-CH2- ...). En el otro extremo de la molécula se encuentra el grupo carboxilo (-COOH) que es el que se combina con uno de los grupos hidroxilos (-OH) de la glicerina o propanotriol, reaccionando con él. El grupo carboxilo tiene carácter ácido y el grupo hidroxilo tiene carácter básico (o alcalino).
Estructura química Los ácidos grasos constan de una cadena alquílica con un grupo carboxil (–COOH) terminal; la fórmula básica de una molécula completamente saturada es CH3–(CH2)n–COOH. Los ácidos grasos de los mamíferos tienen estructuras relativamente sencillas, pero los de otros organismos pueden ser muy complejos, con anillos ciclopropano o abundantes ramificaciones.
Molécula de ácido esteárico, un ácido graso saturado, representada de
manera esquemática.
La misma molécula con el grupo carboxilo disociado.
Son frecuentes los ácidos grasos insaturados (con dobles enlaces), casi siempre de configuración cis; cuando hay más de un doble enlace
por molécula, siempre están separados por un grupometileno (–CH2–). Los ácidos grasos comunes en los seres vivos tienen un número par de átomos de carbono, aunque algunos organismos sintetizan ácidos grasos con un número impar de carbonos. Algunos animales, incluido el ser humano, también producen ácidos grasos ramificados, con uno o varios grupos metilo (–CH3) a lo largo de la cadena, como es el caso de las estructuras de ecolocalización de los cetáceos en que se hallan grandes cantidades de ácido isovalérico.
Ejemplos de ácidos grasos saturados
Nombre trivial Nombre IUPAC Estructura Número lipídico
Ácido propiónico
Ácido propanoico
CH3CH2COOH C3:0
Ácido butírico Ácido butanoico CH3(CH2)2COOH C4:0
Ácido valérico Ácido pentanoico CH3(CH2)3COOH C5:0
Ácido caproico Ácido hexanoico CH3(CH2)4COOH C6:0
Ácido enántico Ácido heptanoico CH3(CH2)5)COOH C7:0
Ácido caprílico Ácido octanoico CH3(CH2)6COOH C8:0
Ácido pelargónico
Ácido nonanoico CH3(CH2)7COOH C9:0
Ejemplos de ácidos grasos insaturados
Nombre trivial Estructura química
Ácido miristoleico
CH3(CH2)3CH=CH(CH2)7COOH
Ácido palmitoleico
CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH
Ácido sapiénico
CH3(CH2)8CH=CH(CH2)4COOH
Ácido oleico CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
Ácido eláidico CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
Ácido vaccénico
CH3(CH2)5CH=CH(CH2)9COOH
Ácido linoleico
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH
Ácido linoeláidico
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH
Ácido α-Linolénico
CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH
Saponificación El método de saponificación en el aspecto industrial, es el que consiste en hervir la grasa en grandes calderas, añadiendo lentamentesosa cáustica (NaOH), agitándose continuamente la mezcla hasta que comienza ésta a ponerse pastosa.
La reacción que tiene lugar es la saponificación y los productos son el jabón y la glicerina:
grasa + sosa cáustica → jabón + glicerina
Lípidos saponificables En primer lugar habría que dirimir entre un lípido saponificable y uno insaponificable; a pesar de que los enlaces son muy similares, existe una diferencia entre los enlaces covalentes de sus elementos. Un lípido saponificable sería todo aquel que esté compuesto por un alcohol unido a uno o varios ácidos grasos (iguales o distintos). Esta unión se realiza mediante un enlace éster, muy difícil de hidrolizar. Pero puede romperse fácilmente si el lípido se encuentra en un medio básico. En este caso se produce la saponificación alcalina. En los casos en los que para la obtención del jabón se utiliza un glicérido o grasa neutra, se obtiene como subproducto el alcohol llamado glicerina, que puede dar mayor beneficio económico que el producto principal.
Lípidos insaponificables Son aquellos que presentan la ausencia de ácidos grasos, no son saponificables y no forman jabones, un ejemplo de ellos son: los terpenos, esteroides y prostaglandinas.
Esterificación
Esterificación de un ácido carboxílico.
Detalle de la reacción de esterificación.
Se denomina esterificación al proceso por el cual se sintetiza un éster. Un éster es un compuesto derivado formalmente de la reacción química entre un ácido carboxílico y un alcohol.
Comúnmente cuando se habla de ésteres se hace alusión a los ésteres de ácidos carboxílicos, substancias cuya estructura es R-COOR', donde R y R' son grupos alquilo. Sin embargo, se pueden formar en principio ésteres de prácticamente todos los oxiácidos inorgánicos. Por ejemplo los ésteres carbónicos derivan del ácido carbónico y los ésteres fosfóricos, de gran importancia en Bioquímica, derivan del ácido fosfórico.
Éster
(éster de ácido
carboxílico)
Éster carbónico
(éster de ácido
carbónico)
Éster fosfórico
(triéster de ácido
fosfórico)
Lípidos Los lípidos 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. Tienen como característica principal el ser hidrófobas (insolubles enagua) y solubles en disolventes orgánicos como la bencina, el benceno y el cloroformo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales.
Clasificación Los lípidos son un grupo muy heterogéneo que usualmente se subdivide en dos, atendiendo a que posean en su composición ácidos grasos (lípidos saponificables) o no los posean (lípidos insaponificables).
Ceras:
Las ceras son moléculas que se obtienen por esterificación de un ácido graso con un alcohol monovalente lineal de cadena larga. Por ejemplo la cera de abeja. Son sustancias altamente insolubles en medios acuosos y a temperatura ambiente se presentan sólidas y duras. En los animales las podemos encontrar en la superficie del cuerpo, piel, plumas, cutícula, etc. En los vegetales, las ceras recubren en la epidermis de frutos, tallos, junto con la cutícula o la suberina, que evitan la pérdida de agua por evaporación.
Fosfolipidos:
Los fosfoesfingolípidos son esfingolípidos con un grupo fosfato, tienen una arquitectura molecular y unas propiedades similares a los fosfoglicéridos. No obstante, no contienen glicerol, sino esfingosina, un amino alcohol de cadena larga al que se unen un ácido graso, conjunto conocido con el nombre deceramida; a dicho conjunto se le une un grupo fosfato y a éste un amino alcohol.
Terpenos:
Los terpenos, terpenoides o isoprenoides, son lípidos derivados del hidrocarburo isopreno (o 2-metil-1,3-butadieno). Los terpenos biológicos constan, como mínimo de dos moléculas de isopreno. Algunos terpenos importantes son los aceites esenciales (mentol, limoneno, geraniol), el fitol (que forma parte de la molécula de clorofila), las vitaminas A, K y E, los carotenoides (que sonpigmentos fotosintéticos) y el caucho (que se obtiene del árbol Hevea brasiliensis).Desde el punto de vista farmacéutico, los grupos de principios activos de naturaleza terpénica más interesantes son: monoterpenos y sesquiterpenos constituyentes de los aceites esenciales, derivados de monoterpenos correspondientes a los iridoides, lactonas sesquiterpénicas que forman parte de los principios amargos, algunos diterpenos que poseen actividades farmacológicas de aplicación a la terapéutica y por último, triterpenos y esteroides entre los cuales se encuentran las saponinas y los heterósidos cardiotónicos.
Esteroides:
Entre los esteroides más destacados se encuentran los ácidos biliares, las hormonas sexuales, las corticosteroides, la vitamina D y el colesterol. El colesterol es el precursor de numerosos esteroides y es un componente más de la bicapa de las membranas celulares. Esteroides Anabólicos es la forma como se conoce a las substancias sintéticas basadas en hormonas sexuales masculinas (andrógenos). Estas hormonas promueven el crecimiento de músculos (efecto anabólico) así como también en desarrollo de las características sexuales masculinas (efecto andrógeno).
Carbohidratos Son uno de los principales componentes de la alimentación. Esta categoría de alimentos abarca azúcares, almidones y fibra.
Funciones
La principal función de los carbohidratos es suministrarle energía al cuerpo, especialmente al cerebro y al sistema nervioso. Una enzima llamada amilasa ayuda a descomponer los carbohidratos en glucosa (azúcar en la sangre), la cual se usa como fuente de energía por parte del cuerpo.
Fuentes alimenticias
Los carbohidratos se clasifican como simples o complejos. La clasificación depende de la estructura química del alimento y de la rapidez con la cual se digiere y se absorbe el azúcar. Los carbohidratos simples tienen uno (simple) o dos (doble) azúcares, mientras que los carbohidratos complejos tienen tres o más.
Los ejemplos de azúcares simples provenientes de alimentos abarcan:
Fructosa (se encuentra en las frutas) Galactosa (se encuentra en los productos lácteos)
Los azúcares dobles abarcan:
Lactosa (se encuentra en los productos lácteos) Maltosa (se encuentra en ciertas verduras y en la cerveza) Sacarosa (azúcar de mesa)
La miel también es un azúcar doble, pero a diferencia del azúcar de mesa, contiene una pequeña cantidad de vitaminas y minerales. (Nota: a los niños menores de 1 año no se les debe dar miel).
Los carbohidratos complejos, a menudo llamados alimentos "ricos en almidón", incluyen:
Las legumbres Las verduras ricas en almidón Los panes y cereales integrales
Los carbohidratos simples que contienen vitaminas y minerales se encuentran en forma natural en:
Las frutas La leche y sus derivados Las verduras
Los carbohidratos simples también se encuentran en los azúcares procesados y refinados como:
Las golosinas Las bebidas carbonatadas (no dietéticas) regulares, como las
bebidas gaseosas Los jarabes El azúcar de mesa
Los azúcares refinados suministran calorías, pero carecen de vitaminas, minerales y fibra. Estos azúcares simples a menudo son llamados "calorías vacías" y pueden llevar al aumento de peso.
Igualmente, muchos alimentos refinados, como la harina blanca, el azúcar y el arroz blanco, carecen de vitaminas del complejo B y otros importantes nutrientes, a menos que aparezcan etiquetados como "enriquecidos". Lo más sano es obtener carbohidratos, vitaminas y otros nutrientes en la forma más natural posible, por ejemplo, de frutas en lugar del azúcar de mesa.
Efectos secundarios
Obtener demasiados carbohidratos puede llevar a un incremento en las calorías totales, causando obesidad.
El hecho de no obtener suficientes carbohidratos puede producir falta de calorías (desnutrición) o ingesta excesiva de grasas para reponer las calorías.
Fotosíntesis
La fotosíntesis es un proceso en virtud del cual los organismos con clorofila, como las plantas verdes, las algas y algunas bacterias, capturan energía en forma de luz y la transforman en energía química.
Prácticamente toda la energía que consume la vida de la biósfera terrestre —la zona del planeta en la cual hay vida— procede de la fotosíntesis.
La fotosíntesis se realiza en dos etapas: una serie de reacciones que dependen de la luz y son independientes de la temperatura, y otra serie que dependen de la temperatura y son independientes de la luz.
La velocidad de la primera etapa, llamada reacción lumínica, aumenta con la intensidad luminosa (dentro de ciertos límites), pero no con la temperatura. En la segunda etapa, llamada reacción en la oscuridad, la velocidad aumenta con la temperatura (dentro de ciertos límites), pero no con la intensidad luminosa.
Fase primaria o lumínica
La fase lumínica de la fotosíntesis es una etapa en la que se producen reacciones químicas con la ayuda de la luz solar y la clorofila.
La clorofila es un compuesto orgánico, formado por moléculas que contienen átomos de carbono, de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y magnesio.
Estos elementos se organizan en una estructura especial: el átomo de magnesio se sitúa en el centro rodeado de todos los demás átomos.
Fotosíntesis global
Monosacáridos 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 monosacáridos recibe el nombre de aldosa. Si el carbono carboxílico está en cualquier otra posición, se trata de una cetona (-CO-) y el monosacáridos recibe el nombre de cetosa.
Todos los monosacáridos son azúcares reductores, ya que al menos tienen un -OH hemiacetálico libre, por lo que dan positivo a la reacción con reactivo de Fehling, a la reacción con reactivo de Tollens, a la Reacción de Maillard y la Reacción de Benedict.
Otras formas de decir que son reductores es decir que presentan equilibrio con la forma abierta, presentan mutarotación (cambio espontáneo entre las dos formas cicladas α (alfa) y β (beta)), o decir que forma osazonas.
Así para las aldosas de 3 a 6 átomos de carbono tenemos:
3 carbonos: triosas, hay una: D-Gliceraldehído.
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 7 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.
Heptosa
Isomerías La isomería es una propiedad de
ciertos compuestos químicos que con
igual fórmula molecular (fórmula química no
desarrollada) es decir, iguales proporciones
relativas de los átomos que conforman su
molécula, pero que presentan estructuras
moleculares distintas y, por ello, diferentes
propiedades. Dichos compuestos reciben la denominación
de isómeros. Por ejemplo, el alcohol o etanol y el éter dimetílico son
isómeros cuya fórmula molecular es C2H6O.
Disacáridos Los disacáridos son un tipo de glúcidos formados por la condensación
(unión) de dos azúcares monosacáridos iguales o distintos mediante
un enlace O-glucosídico (con pérdida de una molécula de agua) pues
se establece en forma de éter siendo un átomo de oxígeno el que une
cada pareja de monosacáridos, mono o dicarbonílico, que además
puede ser α o β en función del -OH hemiacetal o hemicetal. Los
disacáridos más comunes son:
Sacarosa: formada por la unión de una glucosa y una fructosa. A la
sacarosa se le llama también azúcar común. No tiene poder
reductor.
Lactosa: formada por la unión de una glucosa y una galactosa. Es
el azúcar de la leche. Tiene poder reductor .
Maltosa, isomaltosa, trehalosa y celobiosa: formadas todas por la
unión de dos glucosas, son diferentes dependiendo de la unión
entre las glucosas. Todas ellas tienen poder reductor, salvo la
trehalosa.
El carácter reductor se da en un disacárido si uno de los
monosacáridos que lo forman tiene su carbono anomérico (o
carbonílico) libre, es decir, si este carbono no forma parte del enlace
O-glucosídico. Dicho de otra forma, si el enlace O-glucosídico es
monocarbonílico el disacárido resultante será reductor (maltosa,
celobiosa, etc.), mientras que si el enlace O-glicosídico es
dicarbónílico el disacárido resultante será no reductor (sacarosa,
trehalosa).
La fórmula empírica de los disacáridos es C12H22O11. El enlace
covalente entre dos monosacáridos provoca la eliminación de
un átomo de hidrógeno de uno de los monosacáridos y de un grupo
hidroxilo del otro monosacárido, de forma que en conjunto podemos
decir que se elimina una molécula de agua (H2O) que se libera al
medio de reacción.
En la mucosa del tubo digestivo del ser humano existen
unas enzimas llamadas disacaridasas, que hidrolizan el enlace
glucosídico que une a los dos monosacáridos, para su absorción
intestinal.
Principales disacáridos Los principales disacáridos de interés biológico son los siguientes:
Maltosa: Se encuentra libre de forma natural en la malta, de donde recibe el nombre y forma parte de varios polisacáridos de reserva (almidón y glucógeno), de los que se obtiene por hidrólisis. La malta se extrae de los granos de cereal, ricos en almidón, germinados. Se usa para fabricar cerveza, whisky y otras bebidas. La molécula tiene características reductoras.
Lactosa o azúcar de la leche: Se encuentra libre en la leche de los mamíferos. Gran parte de la población mundial presenta la llamada ―intolerancia a la lactosa‖, que es una enfermedad caracterizada por la afectación más o menos grave de la mucosa intestinal que es incapaz de digerir la lactosa.
Sacarosa o azúcar de caña y remolacha: Es el azúcar que se obtiene industrialmente y se comercializa en el mercado como edulcorante habitual. Además, se halla muy bien representada en la
naturaleza en frutos, semillas, néctar, etc. No posee carácter reductor debido a que los carbonos anoméricos están unidos entre sí.
Celobiosa: Presente en la molécula de celulosa y no se encuentra libre.
Isomaltosa: Está presente en los polisacáridos ―almidón‖ y ―glucógeno‖ y no se halla libre.
Polisacáridos Los polisacáridos son biomoléculas formadas por la unión de una gran
cantidad de monosacáridos. Se encuentran entre los glúcidos, y
cumplen funciones diversas, sobre todo de reservas energéticas y
estructurales.1
Los polisacáridos son polímeros cuyos constituyentes
(sus monómeros) 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 poli péptidos de
las proteínas, que tienen en su cadena un número fijo de piezas,
además de una secuencia específica.
Homopolisacaridos Cuando las moleculas del polisacarido están formadas por el mismo tipo de monosacáridos, el polisacarido se clasifica como un homopolisacarido. El almidón, el glucógeno y la celulosa son homopolisacaridos, ya que están formados por cientos de moleculas de monosacáridos de un solo tipo, la glucosa, unidas por enlaces glicosididos.
Si las moleculas del polisacarido están formadas por diferentes tipos de monosacáridos, entonces se considera unheteropolisacarido. El acido hialuronico, formado por miles de unidades de N-acetil glucosa mina que se alternan con unidades de acido glucuronico, es un ejemplo de heteropolisacarido.
Ácidos nucleicos El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Friedrich
Miescher, quien en el año 1869 aisló de 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 Crickdescubrieron la estructura del ADN, empleando
la técnica de difracción de rayos X.
Los ácidos nucleicos son grandes polímeros formados por la repetición
de monómeros denominados nucleótidos, unidos mediante enlaces
fosfodiéster. Se forman, así, largas cadenas; algunas moléculas de
ácidos nucleicos llegan a alcanzar tamaños gigantescos, con millones
de nucleótidos encadenados. Los ácidos nucleicos almacenan la
información genética de los organismos vivos y son los responsables
de la transmisión hereditaria. Existen dos tipos básicos, el ADN y
el ARN.
ADN
El ácido desoxirribonucleico, abreviado como ADN, es un ácido nucleico que contiene instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos y algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria. El papel principal de la molécula de ADN es el almacenamiento a largo plazo de información. Muchas veces, el ADN es comparado con un plano o una receta, o un código, ya que contiene las instrucciones necesarias para construir otros componentes de las células, como las proteínas y las moléculas de ARN. Los segmentos de ADN que llevan esta información genética son llamados genes, pero las otras secuencias de ADN tienen propósitos estructurales o toman parte en la regulación del uso de esta información genética.
ARN
El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido nucleico formado por
una cadena de ribo nucleótidos. Está presente tanto en las células
procariotas como en las eucariotas, y es el único material genético de
ciertos virus (virus ARN). El ARN celular es lineal y de hebra sencilla,
pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra.
En los organismos celulares desempeña diversas funciones. Es
la molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica;
el ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir esta
información vital durante la síntesis de proteínas (producción de las
proteínas que necesita la célula para sus actividades y su desarrollo).
Varios tipos de ARN regulan la expresión génica, mientras que otros
tienen actividad catalítica. El ARN es, pues, mucho más versátil que el
ADN.
