Importancia del Carbono y Biomoléculas en los Seres Vivos

Importancia del Carbono:

Presente en las moléculas que forman los seres vivos. Su importancia deriva de su estructura: 4 electrones desapareados en la capa externa, forma 4 enlaces covalentes. Los átomos de carbono forman el 'esqueleto' de las moléculas orgánicas al que se le unen grupos de átomos llamados grupos funcionales. Las propiedades físicas y químicas de las moléculas dependen de los grupos funcionales que posean.

Biomoléculas:

Se forman al unirse entre sí los bioelementos mediante enlaces químicos. Biomoléculas inorgánicas: agua, sales minerales. Biomoléculas orgánicas: glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos.

Agua:

Imprescindible para los seres vivos. Los primeros seres vivos surgieron en el agua. Está formada por 1 átomo de oxígeno y 2 de hidrógeno. El oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno, por eso atrae con más fuerza a los electrones del enlace, creando una carga parcial negativa sobre el oxígeno y una carga parcial positiva sobre el hidrógeno. La molécula de agua es polar y por ello puede formar otras moléculas mediante Puentes de hidrógeno.

Importancia del agua:

Buen disolvente en los seres vivos (buen medio de transporte, permite eliminar desechos, muchas sustancias que intervienen en las reacciones químicas de las células van disueltas en agua). Presenta un elevado calor específico (calor necesario para que la temperatura del agua suba 1ºC; es un buen amortiguador de los cambios de temperatura). Alcanza su máxima densidad a 4ºC (permite la vida en mares de zonas frías).

Sales Minerales:

En los seres vivos, las sales minerales se encuentran precipitadas (función estructural, huesos, dientes) o disueltas en forma de cationes y aniones. Funciones: amortiguar los cambios de los seres vivos, controlar la entrada y salida de agua en las células, funciones específicas como la contracción muscular.

Glúcidos:

Biomoléculas orgánicas formadas por hidrógeno, carbono y oxígeno. Clasificación: a) Monosacáridos (no hidrolizables; dulces, cristalizables, solubles en agua; glucosa, ribosa). b) Disacáridos (por hidrólisis dan lugar a 2 monosacáridos; monosacáridos unidos por enlaces llamados glucosídicos; dulces, solubles, cristalizables; maltosa, sacarosa). c) Polisacáridos: Glúcidos hidrolizables con más de 10 unidades de monosacáridos; no dulces, no solubles, no cristalizables; animales-glucógeno, plantas-almidón.

Lípidos:

Biomoléculas no solubles en agua, pero sí en otros disolventes orgánicos (alcohol), poco densos y con aspecto graso. Función: reserva energética, estructural, reguladora. Clasificación compleja debido a su estructura molecular.

Ácidos grasos:

Moléculas formadas por una cadena hidrocarbonada larga, con un número par de átomos de carbono y un grupo de carboxilo terminal.

Grasas/Acilglicéridos:

Unión de un alcohol (glicerol) con 1, 2 o 3 moléculas de ácidos grasos, mediante enlaces covalentes tipo éster. Clasificación: 1) Saturadas: abundan en los animales, sólidas a temperatura ambiente, contienen ácidos grasos saturados (solo enlaces simples). 2) Insaturadas: abundan en los vegetales, líquidas a temperatura ambiente, contienen ácidos grasos insaturados (1 o más dobles enlaces). Función: Reserva Energética.

Fosfolípidos:

Triésteres de la glicerina pero tienen 3 ácidos unidos a ellas, 2 grasas y 1 ortofosfórico. Moléculas con estructura bipolar con dos extremos hidrófilo e hidrófobo. Función biológica: constituir las membranas biológicas mediante una doble capa.

Esteroides:

Derivados del hidrocarburo tetracíclico ciclopentano perhidrofernantreno. Destaca el colesterol, que da fluidez a las membranas celulares.

Proteínas:

Componentes moleculares más abundantes en los seres vivos después del agua. Formadas por la unión de una unidad básica, aminoácidos. Los aminoácidos se unen a otros mediante enlaces péptidos.

Estructura de una proteína:

Configuración que adopta la proteína en el espacio. Según la forma en la que se pliegan las proteínas, variará su función. 4 niveles: 1) Indica qué aminoácido constituye la proteína y en qué orden se encuentra. 2) Disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio (hélice, hoja plegada). 3) El más importante, la proteína adquiere su actividad biológica. Disposición que adopta en el espacio la segunda fase cuando se pliega sobre sí misma mediante figuras complicadas.

Funciones de las proteínas:

1) Enzimáticas: aumentan la velocidad a la que se producen las reacciones químicas. 2) Reguladora: muchas hormonas son de tipo proteico. 3) Defensiva: protegen al organismo de los microorganismos patógenos, glóbulos blancos. 4) De transporte: hemoglobina. 5) Movimiento: actina, contracción muscular. 6) Reserva: caseína de la leche. 7) Estructural: colágeno.

Enzimas:

Tipo de proteínas que actúan como catalizadores. Características: no se consumen ni se alteran durante la reacción, actúan a la temperatura del ser vivo, altamente específicas, en el centro activo se unen específicamente los sustratos que dan pie a una reacción muy rápida.

Ácidos nucleicos:

Biomoléculas formadas por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. Polímeros cuyas subunidades se llaman nucleótidos. Dos tipos: ADN, ARN.

Nucleótidos:

Unidades básicas que forman los ácidos nucleicos. Formados por pentosas (ribosa, desoxirribosa), base nitrogenada (púrica, pirimidina) y ácido fosfórico.

Estructura y función del ADN:

Formado por dos cadenas de polinucleótidos enrolladas alrededor de un eje imaginario, estas cadenas son antiparalelas. Las bases nitrogenadas se disponen hacia el interior de la doble hélice, unidas por puentes de hidrógeno. Las pentosas y los grupos fosfato se disponen hacia el exterior. El apareamiento de las bases es específico: A=T, G=C. Función: portador de la información genética.

Estructura y función del ARN:

Una cadena de nucleótidos ribonucleótidos; bases A, C, G, U; ribosa. Tipos: mensajero: copia información y la lleva a los ribosomas; ribosómico: forma parte de la estructura de los ribosomas; transferente: forma moléculas que transportan los aminoácidos para formar la cadena de proteínas.