Biomoléculas y Estados de la Materia: Características y Funciones

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Biomoléculas: Componentes Esenciales de la Vida

1. Azúcares

Los azúcares son moléculas terciarias, compuestas por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O). Son producidos por los organismos autótrofos y consumidos por los heterótrofos. Su función principal es la de reserva de energía. Se clasifican en:

  • Monosacáridos: Poseen pocos átomos, tienen sabor dulce y son solubles en agua, lo que permite su transporte. Ejemplos: glucosa (6 carbonos), ribosa (5 carbonos).
  • Disacáridos: Formados por dos monosacáridos unidos por un enlace glucosídico. Son dulces y solubles en agua, por lo que también pueden ser transportados. Ejemplos: sacarosa (azúcar de caña), lactosa (azúcar de la leche).
  • Polisacáridos: Compuestos por dos o más monosacáridos unidos por enlaces glucosídicos. Son insolubles en agua y se almacenan. Ejemplos: lignina, celulosa y quitina (función estructural).

2. Lípidos

Los lípidos son moléculas terciarias, solubles en solventes orgánicos como éter y alcohol. Actúan como reserva de energía. Se clasifican en:

  • Lípidos simples:
    • Grasas: Sólidas a temperatura ambiente (18-20ºC). Compuestas por un alcohol y tres ácidos grasos. Actúan como aislante térmico y reserva de energía. Ejemplos: grasa de cerdo, grasa de vaca.
    • Aceites: Líquidos a temperatura ambiente. Compuestos por un alcohol y tres ácidos grasos. Funcionan como reserva de energía. Ejemplos: aceite de maíz, aceite de almendra.
    • Ceras: Tienen una composición distinta, sin grupos de alcohol. Su función principal es la impermeabilización. Ejemplos: recubren frutos, tallos, uñas.
  • Lípidos compuestos: Poseen otros grupos atómicos asociados a sus moléculas.
    • Fosfolípidos: Tienen función estructural. Compuestos por un alcohol, ácidos grasos y un grupo fosfato. Ejemplo: membrana plasmática.
    • Carotenos: Son pigmentos. Ejemplos: flores, frutos.
    • Esteroles: Tienen función de regulación. Ejemplo: hormonas sexuales.

3. Proteínas

Las proteínas son moléculas cuaternarias compuestas por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N). Son polímeros de aminoácidos, existiendo 20 tipos en la naturaleza. La combinación de estos aminoácidos forma las distintas proteínas.

Estructura de un aminoácido: Los aminoácidos se unen mediante un enlace llamado peptídico, formando largas cadenas que constituyen las proteínas.

Funciones de las proteínas:

  1. Contráctiles: Actúan en la contracción de las fibras musculares.
  2. Reguladoras: Regulan distintos procesos del organismo.
  3. Estructurales: Forman parte de las membranas celulares.
  4. Enzimáticas: Aceleran la velocidad de las reacciones químicas.
  5. Defensa: Defienden al organismo de agentes patógenos.
  6. Reserva: Actúan como reserva de energía.
  7. Mecánica: Actúan como sostén de determinadas estructuras.

4. Ácidos Nucleicos

Los ácidos nucleicos están constituidos por cinco átomos: carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N) y fósforo (P). Son cadenas de un monómero llamado nucleótido. Existen dos tipos:

  • Ácido desoxirribonucleico (ADN)
  • Ácido ribonucleico (ARN)

La cadena de nucleótidos se establece a través de un enlace llamado fosfodiéster.

Función:

  • ADN: Almacena la información genética.
  • ARN: Participa en la síntesis de moléculas.

Ubicación:

  • ADN: Núcleo en células eucariotas; disperso en el citoplasma en células procariotas.
  • ARN: Ribosomas.

Estados de la Materia y Teoría Cinético-Molecular

Estados de la Materia

  • Sólido: Forma propia, volumen definido, densidad alta, fuerzas de atracción predominantes, no es un fluido, no se comprime.
  • Líquido: No tiene forma propia, volumen definido, densidad menor que un sólido, fuerzas de atracción y repulsión equilibradas, es un fluido, no se comprime.
  • Gaseoso: No tiene forma propia, volumen indefinido, densidad muy baja, fuerzas de repulsión predominantes, es un fluido, es compresible.

Teoría Cinético-Molecular

  • Las moléculas que forman la materia están en continuo movimiento. La energía producida por este movimiento se denomina energía cinética.
  • Un incremento en la temperatura origina un aumento en la energía de las partículas.
  • Las partículas se mueven en todas direcciones, y a mayor temperatura, mayor es su velocidad.

Cambios de Estado

Un cambio de estado con pérdida de energía se denomina cambio de estado regresivo. Estos son: condensación, solidificación y sublimación. En estos cambios, las moléculas se ordenan.

Los cambios de estado en los que la materia gana energía se denominan cambios progresivos. Estos son: fusión, vaporización y volatilización. En estos cambios, las moléculas se desordenan.

  • Sublimación: Paso del estado gaseoso al sólido sin pasar por el estado líquido.
  • Vaporización: Paso del estado líquido al gaseoso.
  • Fusión: Paso del estado sólido al líquido.
  • Solidificación: Paso del estado líquido al sólido.
  • Condensación: Paso del estado gaseoso al líquido.
  • Evaporación: Paso de las partículas de la superficie libre del líquido al vapor sin aumento de la temperatura.
  • Volatilización: Paso del estado sólido al gaseoso sin pasar por el líquido.
  • Ebullición: Vapor que se desprende, por aumento de la temperatura, en toda la masa del líquido.
  • Punto de fusión: Temperatura constante en la que coexisten los dos estados de la materia involucrados. Es la temperatura a la cual un sólido pasa a estado líquido y viceversa.
  • Punto de ebullición: Temperatura constante en la que coexisten el líquido y el vapor. Es la temperatura a la cual un líquido pasa a estado gaseoso y viceversa.

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