Biomoléculas Fundamentales: Estructura y Función de Proteínas, Ácidos Nucleicos y Carbohidratos

Introducción a las Biomoléculas Esenciales

Las biomoléculas son compuestos orgánicos fundamentales para la vida, que constituyen la base estructural y funcional de las células. Entre las más importantes se encuentran las proteínas, los ácidos nucleicos y los hidratos de carbono, cada una con roles específicos y vitales para el funcionamiento de los organismos.

Proteínas: Los Constructores Celulares

Las proteínas son las macromoléculas más abundantes en la célula, constituyendo del 15 al 20 % de su peso neto. Están formadas por unidades monoméricas, los aminoácidos, unidas entre sí por un enlace peptídico. Para cualquier célula, existen 20 aminoácidos básicos que se distribuyen en cada proteína, basándose en la información proporcionada, en primera instancia, por el ADN. Este proceso se conoce como formación o síntesis de proteínas.

Casi todo lo que ocurre en la célula involucra proteínas. Las proteínas determinan la forma y estructura celular, y son el principal instrumento de reconocimiento molecular y de catálisis. De hecho, constituyen más de la mitad del peso seco de las células.

Funciones Clave de las Proteínas:

• Enzimas: Catalizan reacciones bioquímicas.
• Transporte de sustancias: Mueven moléculas a través de membranas o en el torrente sanguíneo.
• Nutrientes y proteínas de almacenaje: Como las presentes en las semillas.
• Proteínas contráctiles y mótiles: Ejemplos incluyen la tubulina (en microtúbulos) y la actina/miosina (en músculos).
• Estructural: Proporcionan soporte, como el colágeno en tejidos conectivos.
• Defensa: Participan en el sistema inmunitario, como las inmunoglobulinas (anticuerpos).
• Reguladoras: Controlan procesos celulares, como las hormonas peptídicas.

Ácidos Nucleicos: El Código de la Vida

Los ácidos nucleicos, ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico), desempeñan, quizás, la función más importante para la vida: contener, de manera codificada, las instrucciones necesarias para el desarrollo y funcionamiento de la célula. El ADN tiene la capacidad de replicarse, transmitiendo así dichas instrucciones a las células hijas.

Hidratos de Carbono (Carbohidratos): Fuente de Energía

Los hidratos de carbono, también conocidos como carbohidratos o glúcidos, son sustancias orgánicas que contienen hidrógeno y oxígeno en la misma proporción que el agua. Este grupo de compuestos está formado principalmente por azúcares y almidones.

Los hidratos de carbono son una clase básica de compuestos químicos en bioquímica. Son la forma biológica primaria de almacenamiento o consumo de energía; otras formas importantes de energía son las grasas y las proteínas.

Estructura Química de los Carbohidratos:

Los hidratos de carbono son moléculas compuestas, en su mayor parte, por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno. En la naturaleza se encuentran en los seres vivos, formando parte de biomoléculas aisladas o asociadas a otras, como las proteínas.

Es importante destacar que los hidratos de carbono no son moléculas cuyos carbonos están hidratados, sino enlazados a grupos alcohólicos o hidroxilos (-OH) y a radicales hidrógeno (-H). Además, siempre hay un grupo cetónico (-C=O-) o un grupo aldehído (-CH=O), por lo que los glúcidos podrían llamarse polihidroxicetonas o polihidroxialdehídos.

Otras Clasificaciones de Biomoléculas

Algunos compuestos, como ciertos metabolitos (ácido pirúvico, ácido láctico, ácido cítrico, etc.), no encajan directamente en las categorías principales de macromoléculas, pero son cruciales para el metabolismo celular.

Según su grado de complejidad estructural, las biomoléculas pueden clasificarse en:

• Precursoras: Moléculas de bajo peso molecular, como el agua (H2O), el dióxido de carbono (CO2) o el amoníaco (NH3).
• Intermediarios metabólicos: Moléculas como el oxaloacetato, el piruvato o el citrato, que posteriormente se transforman en otros compuestos esenciales.
• Unidades estructurales (también llamadas monómeros): Son las unidades constitutivas de las macromoléculas, como los monosacáridos (presentes en celulosa, almidón), los aminoácidos (de las proteínas) y los nucleótidos (en ácidos nucleicos).