Componentes Esenciales de la Vida: Aminoácidos, Proteínas, Glúcidos y Lípidos

Aminoácidos y Proteínas

Los aminoácidos son compuestos orgánicos de baja masa molecular que se caracterizan por tener un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH₂). En disolución acuosa, los aminoácidos se comportan a la vez como ácidos y bases (comportamiento anfótero) porque el grupo ácido libera protones (H⁺) y el grupo básico los capta.

La unión entre aminoácidos se realiza mediante un enlace químico covalente llamado enlace peptídico. Este enlace se establece entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente, dando lugar a péptidos.

Estructura de las Proteínas

Una proteína es un polipéptido constituido por más de 50 aminoácidos. Presenta cuatro niveles estructurales:

• Estructura Primaria

  Corresponde a la secuencia de aminoácidos de la proteína. Indica qué aminoácidos la constituyen y en qué orden se disponen en la cadena. La función de una proteína depende de su secuencia de aminoácidos y de la forma que adopte.

• Estructura Secundaria

  Es la disposición de la cadena de aminoácidos en el espacio. Adopta una disposición espacial estable. El tipo de estructura depende del número de puentes de hidrógeno que puedan formarse y del número de aminoácidos que la constituyen. Existen tres tipos principales:

  • Estructura α-hélice

    Se forma al enrollarse la estructura primaria helicoidalmente sobre sí misma con un giro dextrógiro. Esto se debe a la formación espontánea de enlaces de hidrógeno entre el oxígeno (O) del grupo carbonilo (CO) de un aminoácido y el hidrógeno (H) del grupo amino (NH) del cuarto aminoácido siguiente.

  • Estructura de la hélice del colágeno

    Las cadenas polipeptídicas se enrollan de forma levógira y es algo más alargada que la α-hélice. Los radicales de esta estructura dificultan la formación de enlaces de hidrógeno que originan una molécula completa de colágeno. Las tres hélices se unen por enlaces covalentes y por enlaces débiles de tipo puente de hidrógeno.

  • Conformación β

    Los aminoácidos forman una cadena distendida en forma de zigzag.

• Estructura Terciaria

  Es la disposición que adopta en el espacio la estructura secundaria cuando se pliega sobre sí misma, originando una conformación globular. Las proteínas globulares son solubles en agua.

• Estructura Cuaternaria

  La presentan las proteínas constituidas por dos o más cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, unidas por enlaces débiles.

Propiedades de las Proteínas

• Solubilidad: Se debe a la presencia de aminoácidos con radicales polares.
• Desnaturalización: Pérdida de la estructura terciaria y cuaternaria debido a cambios de pH, temperatura, etc.
• Especificidad: Las proteínas que interactúan con otras moléculas presentan una estructura tridimensional específica y unos aminoácidos concretos en lugares determinados.
• Capacidad amortiguadora: Debido a su comportamiento anfótero, pueden actuar tanto como ácidos como bases.

Metabolismo Celular

El metabolismo celular es el conjunto de reacciones químicas que se dan en el interior de las células y conducen a la transformación de unas biomoléculas en otras con el fin de obtener materia y energía para llevar a cabo sus funciones vitales. La energía se almacena en los enlaces químicos de las sustancias de reserva energética.

Catabolismo

Son reacciones de degradación, generalmente oxidativas, que desprenden energía. A partir de muchos sustratos, se forman casi siempre los mismos productos. Es un conjunto de vías metabólicas convergentes.

Anabolismo

Son reacciones de síntesis, generalmente de reducción, que precisan energía. A partir de pocos sustratos, se forman muchos productos distintos. Es un conjunto de vías metabólicas divergentes.

Adenosín Trifosfato (ATP)

El adenosín trifosfato (ATP) es un nucleótido que actúa como molécula energética. Almacena y cede energía gracias a sus dos enlaces éster-fosfóricos.

Glúcidos

Los glúcidos son biomoléculas constituidas por una o más cadenas formadas por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O), generalmente en la proporción (CH₂O)_n.

Monosacáridos

Están constituidos por una sola cadena que presenta entre 3 y 7 átomos de carbono. Se clasifican en función del número de átomos de carbono. Son capaces de oxidarse (perder electrones) liberando energía.

Hexosas

Son monosacáridos con 6 átomos de carbono.

Enlace O-Glucosídico

Tiene lugar entre el grupo hidroxilo de un monosacárido y cualquier hidroxilo del segundo monosacárido.

Polisacáridos

Son glúcidos formados por la unión de muchos monosacáridos mediante enlaces O-glucosídicos. Son sólidos amorfos e insolubles.

Almidón

Es un polisacárido de reserva propio de los vegetales. Se acumula en forma de gránulos en el interior de los plastos de las células vegetales.

Glucógeno

Es el polisacárido con función de reserva energética propio de los animales.

Lípidos

Los lípidos son compuestos formados por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O). Son insolubles en agua (H₂O) pero solubles en disolventes orgánicos no polares. Cumplen funciones energéticas, estructurales y reguladoras.

Ácidos Grasos

Están formados por largas cadenas carbonadas, a partir de doce átomos de carbono, con un número par de átomos de carbono. Se diferencian por la longitud de su cadena, y por el número y posición de los dobles enlaces.

Los lípidos se clasifican en saponificables (con ácidos grasos) e insaponificables (sin ácidos grasos).

Ácidos Grasos

:moleculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada lineal, con un grupo carboxilo en un extremo.Prop fisicas: zona hidrofila, zona hidrofoba. Solubilidad: cuanto mayor es la cadena hidrocarbonada de un acido graso,+insoluble en agua.Punto de fusion bajo: el grado de insaturción y la longitud de la cadena determinan el punto de fusion de un ac graso.PROP QUIMICAS: esterificacion: proceso de formacion de un esteryagua al reaccionar un acido graso con un alcohol.Saponificacion: reacc de acido graso con una base fuerte q da lugar a una sal(jabon)//FOSFOGLICÉRIDOS:constan de dos acidos grasos, una glicerina, un acido fosforico, y un alcohol.