Fundamentos de Bioquímica: Biomoléculas, Glúcidos y Lípidos Explicados

Clasificación y Naturaleza de las Biomoléculas

Los bioelementos primarios son: O, C, H, N, O, S. Los secundarios incluyen: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, los cuales se encuentran ionizados en medio acuoso. Por su parte, los oligoelementos se presentan en proporciones menores o iguales al 0.1%.

Dos bioelementos forman biomoléculas, las cuales a su vez se clasifican en los diferentes principios inmediatos (pueden extraerse de la materia con facilidad, inmediatamente por métodos físicos sencillos).

Compuestos Orgánicos e Inorgánicos de los Seres Vivos

• Biomoléculas inorgánicas: No son exclusivas de los seres vivos; corresponden al agua y a las sales minerales.
• Biomoléculas orgánicas: Son exclusivas de los seres vivos e incluyen a los lípidos, glúcidos, proteínas y ácidos nucleicos.

Glúcidos: Estructura, Clasificación y Propiedades

Los glúcidos (también conocidos como azúcares, carbohidratos o hidratos de carbono) están formados por C, H, O y, en algunos casos, nitrógeno y fósforo. Desempeñan funciones vitales como combustibles, reservas energéticas (almidón, glucógeno) y formadores de estructuras (celulosa, quitina).

Monosacáridos

Con fórmula general (CH2O)n, son polialcoholes (cadenas de C con un grupo -oh en cada carbono, en las cuales un C forma un aldehído o una cetona). Se clasifican según su grupo funcional en:

• Aldosas: Con grupo aldehído.
• Cetosas: Con grupo cetónico.

Asimismo, según el número de carbonos, pueden ser triosas, tetrosas, pentosas, hexosas o heptosas. Ejemplos comunes son la glucosa, la fructosa y la ribosa.

Ciclación e Isomería

• Ciclación: El enlace de ciclo se da entre el C del grupo funcional y el C asimétrico más alejado. Cuando el C tiene un grupo aldehído como grupo funcional, el enlace se denomina hemiacetal.
• Isomería: Moléculas con la misma fórmula empírica pero con características físicas o químicas diferentes, conocidas como "isómeros".

Oligosacáridos y Polisacáridos

Los oligosacáridos son glúcidos formados por un número pequeño de monosacáridos (de 2 a 10): disacáridos (2 monosacáridos), trisacáridos (3), tetrasacáridos (4), etc. Los disacáridos se forman mediante un enlace o-glucosídico, el cual ocurre al reaccionar el -oh del C anomérico de un monosacárido con otro -oh de otro monosacárido; como consecuencia, se forma un disacárido y una molécula de agua. Para nombrar al disacárido se indican las moléculas que lo constituyen y el número de carbonos implicados en el enlace.

Por otro lado, los polisacáridos son polímeros de monosacáridos unidos mediante enlaces o-glucosídicos. No son de sabor dulce ni cristalizables, y su función principal es servir de reserva energética o conferir estructura. La función viene determinada por el tipo de enlace entre los monosacáridos formadores. Los más abundantes son el almidón, el glucógeno, la celulosa y la quitina.

Lípidos: Ácidos Grasos y Propiedades Físico-Químicas

Los ácidos grasos son ácidos orgánicos de elevado número de átomos de carbono. Este número es siempre par y se encuentra habitualmente entre 12 y 22. La cadena puede presentar o no doble enlaces. Los ácidos grasos se diferencian por el número de átomos de carbono, así como por el número y la posición de los dobles enlaces. La cadena de los saturados puede estar totalmente extendida, a diferencia de los insaturados, que presentan una cadena doblada. Los ácidos grasos no suelen estar en estado libre.

Propiedades de los Ácidos Grasos

• Anfipáticos: Presentan dos zonas, una polar y otra apolar. El grupo -COOH forma puentes de hidrógeno con otras moléculas polares, mientras que la cadena interactúa mediante fuerzas de Van der Waals con otras cadenas.
• Punto de fusión: El grado de insaturación y la longitud de la cadena determinan el punto de fusión. Este aumenta con la longitud de la cadena debido a que las fuerzas de Van der Waals se incrementan. Por el contrario, los dobles enlaces generan codos en las moléculas que las acortan y favorecen la disminución del punto de fusión, al reducir el número de puntos de contacto con otras moléculas.

Tipos de Lípidos: Saponificables e Insaponificables

Lípidos Saponificables

Contienen ácidos grasos y están esterificados, formando jabones al someterlos a hidrólisis alcalina (reacción conocida como saponificación). Pertenecen a este grupo los acilglicéridos, las ceras y los fosfolípidos.

• Reacción de esterificación: El grupo -COOH se une a un alcohol formando un éster y liberando agua.
• Reacción de saponificación: Los ácidos grasos reaccionan con bases fuertes y forman sales de ácidos grasos (jabones).

Lípidos Insaponificables

No contienen ácidos grasos en su molécula. Los esteroides son derivados de un compuesto cíclico cuya estructura está formada por tres anillos de ciclohexano unidos a un ciclopentano.

• Esteroles: El colesterol se encuentra en la membrana plasmática de células animales. La vitamina D regula el proceso de absorción de Ca y P; su carencia provoca raquitismo.
• Hormonas sexuales: Testosterona en hombres, y estrógenos y progesterona en mujeres.
• Hormonas de la corteza suprarrenal: Aldosterona y cortisol.
• Ácidos biliares: Forman la bilis y provocan la emulsión de las grasas en el intestino delgado.