Biomoléculas: Carbohidratos, Proteínas y Lípidos

Hidratos de Carbono

Simples

• Se asimilan fácilmente por su estructura química simple.
• Proveen energía a corto plazo. (ej: monosacárido: glucosa y fructosa; disacárido: sacarosa y lactosa).

Complejos

• Se asimilan más lentamente debido a su estructura química.
• Proveen energía a largo plazo. (ej: polisacárido: almidón, fibras alimentarias).

Proteínas

Completas

• Poseen aminoácidos que no produce el organismo.
• Se encuentran en carne, lácteos y la clara del huevo.

Incompletas

• No poseen todos los aminoácidos que el cuerpo necesita y no sintetiza.
• Se encuentran en cereales, legumbres, frutas secas y semillas.

Lípidos

Saturados

• Están formados por ácidos grasos de cadena simple. (ej: carne, fiambres y embutidos, manteca, crema, etc.)

Insaturados

• Se dividen en: monoinsaturados, presentan solo un enlace doble. Poliinsaturados: presentan 2 o más enlaces dobles (ej: aceites vegetales, legumbres, frutas secas, etc.)

Lípidos: Grasas y Aceites

Los lípidos se definen por su insolubilidad en agua. Esta definición permitió agrupar distintos tipos de compuestos que no pertenecían a las otras clases de biomoléculas, como las grasas, los aceites, las ceras y el colesterol. No son solubles en agua porque su estructura molecular no es polar. Los lípidos son solubles en solventes orgánicos hidrofóbicos. En los seres vivos, los lípidos son reserva de energía, contribuyen a la regulación de la temperatura corporal y envuelven y protegen órganos vitales como el corazón y los riñones, forman parte de las membranas celulares y actúan como transportadores de vitaminas. Las grasas son sólidas y los aceites líquidos a temperatura ambiente; su estructura química básica es la misma: triglicéridos. Una molécula de grasa se puede formar a partir de una molécula de glicerina y 3 de ácidos grasos, por condensación, obteniéndose también 3 moléculas de agua.

Proteínas: Funciones y Composición

Son moléculas de gran tamaño constituidas por carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno. Estas sustancias desempeñan funciones fundamentales en el organismo:

• Funciones biológicas
• Defensa, formación de anticuerpos.
• Transporte, por ejemplo, el transporte de oxígeno en la sangre por medio de la hemoglobina.
• Aporte energético.
• Son catalizadores, aceleran reacciones químicas.
• Contracciones musculares, a través de la miosina y la actina.
• Estructura y sostén del organismo.

Estructura de las Proteínas

Están formadas por cientos o miles de aminoácidos, que son moléculas simples formadas por un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2) unidos al mismo carbono.

Estructura Química

H H O
(-NH2) H-N-C-C-OH (-COOH)
Los aminoácidos se unen a través de un enlace peptídico. Poseen una cadena lateral (R1), que es diferente en cada aminoácido. Dependiendo de los caracteres de R1, los aminoácidos se dividen en polares, no polares y con carga eléctrica (ácidos y básicos).

Estructura de las Proteínas en el Espacio

La forma que adoptan las proteínas en el espacio depende de la secuencia de aminoácidos (orden en el que se unen) y de las condiciones externas como el pH, la concentración de sales y la temperatura. La estructura de una proteína (estructura que no fue modificada por ningún agente externo) puede presentar 4 niveles de organización:

• Estructura primaria: Es la secuencia de aminoácidos unidos por enlace peptídico.
• Estructura secundaria: Es el plegamiento regular y periódico que adoptan las proteínas. Hay 2 tipos principales: hélice alfa y hoja plegada.
• Estructura terciaria: Dentro de una misma proteína se pueden encontrar zonas con distintas estructuras secundarias.
• Estructura cuaternaria: Proteína formada por más de una cadena de aminoácidos.

Desnaturalización

El cambio de temperatura, el amasado, el batido, el aumento de acidez, el pH o el agregado de sal, pueden modificar la estructura de las proteínas provocando la desnaturalización, es decir, la pérdida de las estructuras. Muchas veces la desnaturalización es reversible y la proteína vuelve a su forma nativa; otras veces el proceso es irreversible.

Hidratos de Carbono: Clasificación y Estructura

Son moléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Según su estructura, pueden ser clasificados en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.

Estructura Química de los Monosacáridos

Son hidratos de carbono muy simples. Se clasifican según la cantidad de carbonos en: triosas (3 átomos de carbono), tetrosas (4 átomos de carbono), pentosas (5 átomos de carbono) y hexosas (6 átomos de carbono). A su vez, se pueden clasificar según el grupo funcional que poseen en aldosas (si tienen grupo aldehído) y en cetosas (si tienen grupo cetona).

De todos los hidratos de carbono, las hexosas son las más abundantes en los alimentos, en particular la glucosa y la fructosa. La glucosa es una aldosa y la fructosa es una cetosa. Los monosacáridos se encuentran en forma cíclica, en lugar de lineal. El proceso en que la molécula se transforma en un anillo se denomina ciclación.

Disacáridos: Estructura Química

Están formados por 2 unidades de monosacáridos. Los más abundantes en los alimentos son:

• Sacarosa: Formada por una molécula de glucosa y una de fructosa.
• Lactosa: Formada por una molécula de galactosa y una de glucosa.
• Maltosa: Formada por dos moléculas de glucosa.

Los disacáridos son azúcares que por hidrólisis producen dos moléculas de monosacáridos (iguales o diferentes) por cada molécula hidrolizada. Se obtiene industrialmente al concentrar el azúcar de la remolacha y/o la caña de azúcar. La sacarosa es muy soluble en agua y poco soluble en alcohol y éter. Cuando se calienta a temperaturas superiores a 180°C se transforma en un material de color ámbar y espeso, parecido al jarabe, llamado caramelo, que al enfriarse cristaliza. La lactosa es el componente más abundante de la leche de vaca. La maltosa se utiliza en la elaboración de la cerveza.

Oligosacáridos

Son moléculas constituidas por la unión de 2 a 10 monosacáridos cíclicos. Están asociados a la cara externa de la membrana plasmática con la función de reconocimiento y señalización. El grupo más importante de los oligosacáridos son los disacáridos.

Polisacáridos

Están formados por cientos o miles de monosacáridos. Según su estructura química y su origen, se los puede clasificar en almidón y celulosa, que son producidos por las plantas a partir de la glucosa. Cuando varias moléculas de azúcares como la glucosa se condensan, es decir, reaccionan entre sí, forman polisacáridos cuyas moléculas tienen largas cadenas lineales y/o ramificadas.