Compendio de Biomoléculas: Agua, Glúcidos y Lípidos

Biomoléculas

Las biomoléculas se obtienen a partir de la materia viva mediante procedimientos físicos, que permiten separar las sustancias (evaporación, filtración, diálisis, destilación, cristalización). Algunas forman polímeros (macromoléculas) como glúcidos y lípidos.

Funciones de las Biomoléculas

• Estructural: proteínas, sales
• Energética: grasas
• Biocatalizadora: proteínas enzimáticas

Agua

A temperatura ambiente es líquida, debido a que en la molécula los dos electrones de hidrógeno están desplazados hacia el oxígeno. Es dipolar. Entre los dipolos se establecen fuerzas de atracción, puentes o enlaces de hidrógeno, que originan polímeros, con esto logra una alta masa molecular.

Propiedades del Agua

• Elevada fuerza de cohesión entre las moléculas
• Elevada fuerza de adhesión
• Elevada tensión superficial
• Elevado calor específico
• Densidad más alta en estado líquido que sólido
• Elevada constante dieléctrica
• Bajo grado de ionización

Funciones del Agua

• Disolvente
• Reactivo
• Transportador
• Estructural
• Amortiguador mecánico
• Termorregulador

Disolución y Ósmosis

Disolución: repartición homogénea de las partículas de un fluido en el seno de otro.

Ósmosis: paso del disolvente a través de una membrana semipermeable entre dos disoluciones de diferente concentración.

Estabilidad del pH

Para evitar variaciones del pH intervienen las sales minerales disueltas que constituyen las disoluciones tampón o amortiguadoras, compuestas por un ácido débil y su base conjugada.

Glúcidos

Biomoléculas constituidas por una o más cadenas de carbono, oxígeno e hidrógeno.

Monosacáridos

Glúcidos constituidos por una sola cadena de entre 3 y 7 carbonos. Son sólidos cristalinos de color blanco, hidrosolubles y de sabor dulce. Son capaces de oxidarse ante otras sustancias, también pueden aminarse o reaccionar con ácidos e incorporar grupos fosfato.

• Aldohexosas: tienen 4 carbonos asimétricos y 16 posibles estructuras. Glucosa: aporta la mayor parte de la energía que necesitan las células por su capacidad de atravesar la membrana plasmática sin ser transformado en moléculas más pequeñas.
• Cetohexosas: D-fructofuranosa, es muy levógira, se encuentra libre en la fruta y asociada a la glucosa forma la sacarosa.

Enlace O-glucosídico

Tiene lugar en el grupo hidroxilo del primer monosacárido y cualquier otro del segundo. Quedan enlazados por un átomo de oxígeno y se desprende agua.

• Monocarbonílico: entre el carbono carbonílico del primer monosacárido y uno no carbonílico del segundo, el disacárido resultante tiene la capacidad de reducir el reactivo de Fehling (sacarosa).
• Dicarbonílico: carbono carbonílico del primero y del segundo. No tiene capacidad de reducir.

Enlace N-glucosídico

Se forma entre un OH de un glúcido y un compuesto aminado, formando aminoazúcares.

Disacáridos

Unión de dos monosacáridos mediante enlace O-glucosídico. Sólidos cristalinos, blancos, dulces y solubles en agua.

Polisacáridos

Glúcidos formados por la unión de muchos monosacáridos mediante enlace O-glucosídico. Masas moleculares elevadas, sólidos amorfos, insolubles. No tienen sabor dulce ni reducen el reactivo de Fehling.

• Homopolisacáridos: polímeros de un solo tipo de monosacárido.
  • Almidón: polisacárido de reserva propio de los vegetales.
  • Glucógeno: función de reserva energética en animales.
  • Celulosa: función de sostén, propio de vegetales.
  • Quitina: componente esencial del exoesqueleto de artrópodos.
• Heteropolisacáridos: formados por más de un tipo de monosacárido distinto (pectina, agar, goma arábiga).

Funciones de los Glúcidos

• Energética: glucosa, almidón, glucógeno.
• Estructural: celulosa, peptidoglucanos, quitina, ribosa, desoxirribosa.
• Especificidad de membrana plasmática: glucoproteínas y glucolípidos.

Lípidos

Compuestos por carbono, hidrógeno y oxígeno (la mayoría). Son insolubles en agua, solubles en disolventes orgánicos.

Ácidos Grasos

Moléculas formadas por una cadena hidrocarbonada de tipo alifático (lineal) con número par de átomos de carbono.

• Ácidos grasos saturados: solo tienen enlaces simples entre los átomos de carbono.
• Insaturados: los que tienen uno o más dobles enlaces en la cadena hidrocarbonada.

Propiedades Físicas de los Ácidos Grasos

• Carácter anfipático: presentan un doble comportamiento, parte de la molécula es hidrófila y otra hidrófoba.
• Solubilidad: a partir de 8 carbonos, los ácidos alifáticos son prácticamente insolubles en agua y se consideran ácidos grasos.
• Punto de fusión bajo: el grado de insaturación y la longitud de la cadena determinan su punto de fusión.

Propiedades Químicas de los Ácidos Grasos

• Esterificación: proceso de formación de un éster y agua al reaccionar un ácido graso con un alcohol. La mayoría de los lípidos son ésteres.
• Saponificación: reacción de un ácido graso con una base fuerte que da lugar a una sal de ácido graso (jabón) y agua.

Lípidos Saponificables

Contienen ácidos grasos de cadena larga y presentan reacciones de saponificación o hidrólisis alcalina.

• Hololípidos: ésteres formados por ácidos grasos y un alcohol.
  • Acilglicéridos: ésteres formados por esterificación de glicerina con 1, 2 o 3 moléculas de ácidos grasos. Tienen función de reserva energética.
  • Céridos: ésteres formados por un alcohol monovalente de cadena larga y una molécula de ácido graso. Marcado carácter lipófilo en los dos extremos de la molécula.
• Heterolípidos: ésteres formados por un alcohol, ácidos grasos y otros tipos de moléculas. Son las principales moléculas constituyentes de la doble capa lipídica de las membranas plasmáticas (lípidos de membrana). Se dividen en fosfoglicéridos, fosfoesfingolípidos y glucoesfingolípidos.

Lípidos Insaponificables

No contienen ácidos grasos en su composición.

• Isoprenoides: moléculas derivadas de la polimerización del isopreno.
• Esteroides: derivados del esterano.
  • Esteroles: poseen un grupo hidroxilo y una cadena alifática.

Funciones de los Lípidos

• Reserva energética
• Estructural
• Protectora
• Biocatalizadora
• Transportadora