Biomoléculas: Composición y Funciones en los Seres Vivos

Biomoléculas: Composición y Funciones

Las biomoléculas son parte fundamental de los seres vivos, formadas por combinaciones de elementos químicos. La base química de la célula está constituida por estas biomoléculas. Se clasifican en dos grandes grupos: orgánicas (proteínas, glúcidos, lípidos y ácidos nucleicos) e inorgánicas (agua y sales minerales). De los 100 elementos químicos conocidos, solo tres representan el 93% de la materia viva: carbono, hidrógeno y oxígeno.

Biomoléculas Inorgánicas

• Agua: Es la biomolécula más abundante en los seres vivos. Actúa como disolvente de moléculas, medio de soporte y es termoestabilizadora, lo que significa que no permite cambios bruscos de temperatura.
• Sales Minerales: Se encuentran en pequeñas cantidades en los organismos. En el medio intracelular, al disolverse, forman iones como el sodio (Na+), potasio (K+) y cloro (Cl-), los cuales regulan la salinidad y la acidez corporal.
• Gases: Participan en procesos de ingreso, producción y desecho en el cuerpo. Por ejemplo, al respirar, entra oxígeno (O₂) y sale dióxido de carbono (CO₂), participando en reacciones químicas para producir energía.

Biomoléculas Orgánicas

• Proteínas: Son las biomoléculas orgánicas más abundantes en las células (por ejemplo, en uñas, pelo y huesos). Su fórmula química general es C.H.O.N, pudiendo contener también fósforo (P) y azufre (S). Tienen diversas funciones:
  • Reserva energética en los músculos.
  • Estructural: forman ribosomas y la membrana plasmática.
  • Inmunológica: actúan como anticuerpos (inmunoglobulinas).
  • Transporte: la hemoglobina transporta oxígeno.
  • Regulación de procesos fisiológicos: hormonas.
  • Reacción química: enzimas.

Monómero: Aminoácidos. Polímero: Polipéptidos. Oligómero: Péptidos.

Glúcidos: También llamados azúcares, carbohidratos o hidratos de carbono. Su fórmula química es C.H₂.O. Se clasifican en:

• No dulces: pan, fideos (polisacáridos).
• Dulces: tortas, pasteles (monosacáridos).

Son la primera fuente de energía y, si no se utilizan, actúan como reserva energética. Tienen función estructural en la membrana plasmática y en la pared celular de algunas células vegetales. Monómero: Monosacáridos. Polímero: Polisacáridos. Oligómero: Oligosacáridos.

Lípidos: También llamados grasas o aceites. Su fórmula química es C.H.O. Son hidrófobos (no se mezclan con el agua). No forman polímeros ni tienen monómeros definidos. Sus funciones incluyen:

• Almacenamiento de energía.
• Estructural: forman membranas biológicas como los fosfolípidos (impermeables).
• Hormonas sexuales: regulan funciones sexuales en diversas especies.
• Hormonas: sustancias liberadas por glándulas que viajan por la sangre y producen distintas respuestas celulares.

Grasas neutras: Formadas por una molécula de glicerol y moléculas de ácidos grasos. Los triglicéridos son las grasas neutras más abundantes, almacenados en células llamadas adipocitos, que forman el tejido graso bajo la piel.

Ácidos Nucleicos: Su fórmula química es C.H.O.N.P. Existen dos tipos: ADN y ARN, que participan en la síntesis de proteínas desde el núcleo al citoplasma. Monómero: Nucleótidos. Polímero: Polinucleótidos. Los nucleótidos están formados por tres moléculas: una base nitrogenada, un monosacárido y un grupo fosfato.

Enzimas

Las enzimas facilitan las reacciones químicas dentro de la célula. Sus características principales son:

• Especificidad: pueden catalizar solo un tipo de reacción.
• Eficiencia: pueden catalizar miles de reacciones químicas.
• Su actividad depende de la temperatura y la acidez.
• Modelo de ajuste inducido: la enzima puede no tener la forma exacta del sustrato, pero se ajusta a él.
• Modelo llave-cerradura: la enzima tiene la forma exacta del sustrato.

Metabolismo Celular y Reacciones Químicas

Las reacciones químicas son procesos en los que las sustancias químicas experimentan cambios y se convierten en sustancias diferentes. Ocurren en todas las células, principalmente en el citoplasma. Las enzimas facilitan estas reacciones.

El metabolismo celular es el conjunto de reacciones químicas que ocurren dentro de la célula. Se divide en dos procesos principales:

• Anabolismo: Unión de dos o más sustratos simples para formar una molécula más compleja. Consume ATP.
• Catabolismo: Formación de sustratos simples a partir de moléculas complejas. Las enzimas rompen enlaces y se libera ATP.

Conceptos Clave en la Bioquímica

• Monómeros: Unidad básica que, al unirse, forma una biomolécula.
• Polimerización: Proceso de unión de monómeros que origina un polímero.
• Macromolécula: Biomolécula de gran tamaño.
• Oligómero: Biomolécula pequeña.
• Homopolímero: Polímero formado por el mismo tipo de monómero.
• Heteropolímero: Polímero formado por distintos tipos de monómeros.

Elementos Químicos y sus Funciones

• Azufre: Presente en diversas moléculas orgánicas, como aminoácidos.
• Calcio: Importante en la coagulación sanguínea y la actividad enzimática.
• Carbono: Componente fundamental de sustancias orgánicas e inorgánicas.
• Cloro: Regula el equilibrio hídrico.
• Fósforo: Presente en los fosfolípidos de la membrana celular y en el ATP (adenosín trifosfato).
• Hidrógeno: Componente esencial del agua.
• Oxígeno: Fundamental para la respiración celular en la mitocondria.
• Potasio: Regula el equilibrio hídrico a través de la bomba Na+/K+.
• Sodio: Regula el equilibrio hídrico junto con el potasio (bomba sodio-potasio).