Fundamentos de Bioquímica: Propiedades y Funciones de las Biomoléculas

Propiedades del Agua

• Elevado poder de disolución: Capacidad para disolver una gran variedad de sustancias.
• Elevada fuerza de cohesión: Atracción entre las moléculas de agua.
• Prácticamente incompresible: Su volumen no disminuye fácilmente bajo presión.
• Elevada tensión superficial: Resistencia a aumentar su superficie.
• Elevado calor específico: Requiere mucha energía para elevar su temperatura.
• Elevado calor de vaporización: Energía necesaria para pasar de estado líquido a gaseoso.
• Mayor densidad en estado líquido: El hielo flota sobre el agua líquida.
• Bajo grado de ionización: Pocas moléculas se disocian en iones.

Propiedades de los Monosacáridos

• Características físicas: Son sólidos cristalinos, dulces, blancos y solubles en agua.
• Capacidad de oxidación: Son capaces de oxidarse frente a reactivos específicos.
• Estereoisomería: Presencia de isómeros simétricos e isométricos.
• Actividad óptica: Capacidad para desviar el plano de la luz polarizada.

Disacáridos y Polisacáridos

Disacáridos

• Propiedades: Similares a las de los monosacáridos (sólidos, dulces, blancos y solubles).
• Enlace O-glucosídico: Se forma entre el grupo OH del carbono anomérico de un monosacárido y un grupo OH de otro, liberando una molécula de agua (H₂O).

Polisacáridos

• Homopolisacáridos de reserva: Almidón y glucógeno.
• Homopolisacáridos estructurales: Celulosa y quitina.

Función de los Glúcidos

• Energética: Ejemplo principal, la glucosa.
• Estructural: Ribosa, desoxirribosa, celulosa y pectina.
• Información: Participan en procesos de reconocimiento celular.

Propiedades y Funciones de los Lípidos

Propiedades de los Lípidos

• Baja densidad.
• Poco solubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos.

Funciones de los Lípidos

• Depósitos de energía.
• Componente estructural de las membranas celulares.

Propiedades de los Ácidos Grasos (AG)

• Saturados: Poseen un punto de fusión alto debido a los enlaces de Van der Waals y se presentan en estado sólido.
• Insaturados: Tienen un punto de fusión más bajo y suelen ser aceitosos (líquidos).
• Carácter anfipático: Poseen una zona hidrófila y una zona hidrófoba.

Esquema de Clasificación de los Lípidos

• Saponificables:
  • Ácidos simples: Acilglicéridos y céridos.
  • Ácidos complejos: Fosfolípidos y esfingolípidos.
• Insaponificables: Terpenos, esteroides y eicosanoides.

Funciones de las Grasas y Lípidos

Funciones de las Grasas

• Reserva energética.
• Protección contra el frío y traumatismos físicos.

Funciones Generales de los Lípidos

• Reserva: Acilglicéridos.
• Estructural: Fosfolípidos y esfingolípidos.
• Amortiguadora: Protección térmica y mecánica.
• Metabólica: Participación en diversas rutas biológicas.

Proteínas y Aminoácidos

Las proteínas están formadas por aminoácidos unidos mediante el enlace peptídico. Cumplen funciones estructurales y enzimáticas fundamentales.

Propiedades de los Aminoácidos (aa)

• Son sólidos, cristalizables, no hidrolizables y solubles en agua.
• Presentan carácter anfótero y actividad óptica.

Enlace Peptídico

Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente, con la liberación de una molécula de agua (H₂O).

Estructura de las Proteínas

Estructura Secundaria

• Alfa hélice: Cadena enrollada sobre los carbonos alfa (3,6 aa por vuelta). El grupo C=O se enlaza mediante puentes de hidrógeno con el grupo NH; las cadenas laterales (R) se orientan hacia fuera.
• Lámina Beta (β): Lámina plegada en zigzag formada por puentes de hidrógeno entre los grupos C=O y NH de fragmentos enfrentados de la cadena. Los grupos R se sitúan arriba y abajo de la lámina.
• Hélice de Colágeno: Estructura más alargada que la doble hélice (3 aa por vuelta). Asociación de tres hélices que originan una superhélice.

Estructura Terciaria

• Fibrosa: Se presenta en proteínas alargadas que se retuercen. Tiene una función principalmente estructural (ej. triple hélice de colágeno).
• Globular: Estructura plegada y compacta. Los grupos R hidrófilos se sitúan en el exterior y los hidrófobos en el interior. Son solubles en agua y cumplen funciones de transporte y enzimáticas.

Propiedades y Funciones de las Proteínas

Propiedades

• Solubilidad: Las proteínas fibrilares son insolubles, mientras que las globulares son solubles.
• Desnaturalización: Pérdida de la estructura nativa causada por agentes físicos o químicos.
• Especificidad: Cada proteína es específica de cada especie.
• Capacidad amortiguadora: Ayudan a amortiguar los cambios de pH.

Funciones

• Estructural, reserva de aminoácidos, transporte, hormonal e inmunitaria.

Catálisis Enzimática

1. Etapa 1: El apoenzima se une al sustrato en el centro activo (CA) formando el complejo ES. Existe una alta especificidad:
   • Llave-cerradura: El centro activo es complementario al sustrato.
   • Ajuste inducido: El enzima se adapta al sustrato al unirse para ser totalmente complementario.
2. Etapa 2: El cofactor lleva a cabo la reacción química y se obtiene el producto final. Este proceso es irreversible.
3. Etapa 3: El producto se libera del centro activo y el apoenzima queda libre para unirse a otro sustrato.