Bioquímica Básica: Biomoléculas, Enzimas y Estructura de Proteínas, Ácidos Nucleicos y Lípidos

Bioquímica Básica: Biomoléculas Esenciales

Minerales y sistemas amortiguadores

Minerales como Ca, Mg, K, Mn, Cu y Fe participan en funciones biológicas clave. Los sistemas amortiguadores (tampón) del pH, el sistema fosfato y el bicarbonato, regulan el pH al ser donadores o aceptores de H⁺.

Grupos funcionales

Los aldehídos y cetonas contienen el grupo carbonilo.

Carbohidratos

Homopolisacáridos de reserva energética

• Glucógeno: reserva de glucosa en animales, hongos e hígado.
• Almidón: reserva en vegetales (semillas, raíces y tallos), formado por amilosa y amilopectina.

Homopolisacáridos estructurales

• Celulosa: forma la pared celular de las plantas, compuesta por glucosas.
• Quitina: presente en exoesqueletos de artrópodos, formada por N-acetilglucosamina.

Monosacáridos y disacáridos

• Glucosa, galactosa y fructosa: monosacáridos.
• Lactosa y sacarosa: disacáridos. La lactosa es un azúcar reductor por tener un carbono anomérico libre.

Estructura de proteínas

• Estructura secundaria: enlaces de hidrógeno.
• Estructura terciaria: puentes disulfuro, fuerzas electrostáticas, enlaces de hidrógeno, fuerzas de van der Waals e interacciones hidrofóbicas.
• Estructura cuaternaria: se forma cuando la proteína está constituida por varias cadenas polipeptídicas o subunidades.

Ácidos nucleicos

ADN y ARN

• ADN: contiene desoxirribosa y timina; es más largo, de doble cadena y plegado. Sus dos cadenas antiparalelas se enrollan en una doble hélice, con las bases en el interior y el esqueleto de azúcar-fosfato en el exterior, unidas por interacciones entre bases complementarias.
• ARN: contiene ribosa y uracilo; es de cadena simple.

Nucleósidos y nucleótidos

• Nucleósido: resultado de la unión de una base nitrogenada y una pentosa mediante un enlace N-glucosídico, en el carbono 1' de la pentosa.
• Nucleótido: nucleósido unido a un grupo fosfato en el carbono 5'.

Ejemplos de nucleótidos con función energética y de coenzimas: ATP, GTP, NAD⁺ (nicotinamida adenín dinucleótido) y FAD (flavín adenín dinucleótido).

Lípidos

Clasificación

• Saponificables: contienen ácidos grasos que pueden saponificarse con bases (acilglicéridos, aceites, ceras y glucolípidos como los cerebrósidos).
• Insaponificables: no se saponifican, como los esteroides.

Ácidos grasos

• Cadenas carbonadas largas.
• Saturados: enlaces simples; punto de fusión alto, sólidos a temperatura ambiente.
• Insaturados: presentan dobles enlaces; punto de fusión bajo, líquidos (por ejemplo, el aceite de oliva).

Derivados esteroidales

• Colesterol: componente de la membrana celular.
• Ácidos biliares: emulsionan las grasas en el intestino.
• Vitamina D: regula el metabolismo del calcio.
• Hormonas sexuales: estrógenos, progesterona y andrógenos.
• Corticoides: hormonas esteroidales.

Otros lípidos

• Fosfoglicéridos y esfingolípidos: componentes de la membrana celular.
• Grasas: presentes en semillas y en el tejido adiposo.

Proteínas

• Formadas por aminoácidos que contienen un grupo carboxilo y un grupo amino.
• Hemoproteínas: contienen grupo hemo, como la hemoglobina y la mioglobina.
• Colágeno: proteína fibrosa.
• Funciones: reserva (ovoalbúmina), transporte (hemoglobina), movilidad (actina) y hormonal (insulina).

Enzimas y coenzimas

• Enzimas: catalizadores biológicos, en su mayoría proteínas, con un pH óptimo específico.
• Coenzimas: sustancias no proteicas que se unen a las enzimas y son esenciales para su actividad, actuando como aceptores o donadores de grupos químicos (por ejemplo, NAD⁺ y ATP).

Compuestos orgánicos e inorgánicos del agua

El agua es una molécula polar (H₂O). Su geometría angular y la diferencia de electronegatividad entre el oxígeno y el hidrógeno le confieren su polaridad.

Pared celular, membrana y procesos osmóticos

• Pared celular primaria y secundaria: formada por celulosa y una red de fibras, otorga rigidez.
• Lámina media: une células vecinas.
• Membrana plasmática: contiene oligosacáridos que permiten el reconocimiento celular.
• Procesos osmóticos: turgencia (célula hinchada en medio hipotónico), plasmólisis (contracción de la membrana en medio hipertónico) y lisis (rotura celular en medio hipotónico sin pared celular).