Macromoléculas Esenciales: Carbohidratos, Lípidos y Proteínas en la Biología

Carbohidratos (Glúcidos o Azúcares)

Los carbohidratos (también conocidos como glúcidos o azúcares) son las macromoléculas orgánicas más abundantes en la naturaleza. Se utilizan como la principal fuente de energía celular y cumplen diversas funciones:

• Principal fuente de energía.
• Componentes estructurales de las membranas celulares.
• Base para la formación de otros compuestos (contienen carbono, hidrógeno y oxígeno).

Tipos y Ejemplos de Carbohidratos

Monosacáridos

Son los azúcares más simples. Algunos ejemplos importantes son:

• Desoxirribosa: Forma parte del ADN (Ácido Desoxirribonucleico).
• Ribosa: Forma parte del ARN (Ácido Ribonucleico).
• Hexosas: Monosacáridos con 6 átomos de carbono, como:
  • Glucosa: Principal fuente de energía directa para las células.
  • Galactosa: Componente del azúcar de la leche (lactosa).
  • Fructosa: Azúcar presente en la fruta y la miel.

Disacáridos

Se forman por la unión de dos monosacáridos (generalmente hexosas). Ejemplos comunes:

• Sacarosa: Azúcar de mesa, formada por la unión de glucosa y fructosa.
• Lactosa: Azúcar de la leche, formada por la unión de glucosa y galactosa.
• Maltosa: Azúcar de malta, formada por la unión de dos moléculas de glucosa.

Polisacáridos

Son macromoléculas formadas por la unión de muchos monosacáridos. Tienen funciones estructurales y de reserva energética.

• Función Estructural:
  • Celulosa: Principal componente estructural de la pared celular en vegetales, proporcionando sostén.
  • Quitina: Forma parte de los exoesqueletos de los insectos y de la pared celular de los hongos.
• Función de Reserva Energética:
  • Almidón: Principal polisacárido de reserva en vegetales. Se encuentra en semillas, raíces, tubérculos, hojas y frutos.
  • Glucógeno: Principal polisacárido de reserva en animales. Se almacena principalmente en el hígado y los músculos.

Lípidos

Los lípidos son macromoléculas orgánicas formadas principalmente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y, en algunas ocasiones, azufre (S) y fósforo (P). Son insolubles en agua pero solubles en disolventes orgánicos como alcohol, acetona, cloroformo, benceno y éter.

Funciones de los Lípidos

• Estructural: Componentes clave de las membranas celulares (fosfolípidos).
• Reserva Energética: Almacenan gran cantidad de energía (triglicéridos).
• Absorción de Vitaminas: Facilitan la absorción de vitaminas liposolubles (A, D, E, K).
• Síntesis de Hormonas: Precursores de hormonas esteroideas (progesterona, testosterona, aldosterona, cortisol).
• Aislante: Aislante térmico y eléctrico (mielina en nervios).
• Transporte: Forman lipoproteínas para transportar otras sustancias en la sangre.

Clasificación de los Lípidos

Lípidos Saponificables

Contienen ácidos grasos y pueden formar jabones mediante saponificación.

• Simples (Glicéridos): Ésteres de ácidos grasos con glicerol.
  • Grasas (Triglicéridos sólidos a temperatura ambiente)
  • Aceites (Triglicéridos líquidos a temperatura ambiente)
  • Ceras (Ésteres de ácidos grasos con alcoholes de cadena larga)
• Complejos: Contienen ácidos grasos, alcohol y otros grupos moleculares.
  • Fosfolípidos: Componentes estructurales fundamentales de las membranas celulares. La esfingomielina es un ejemplo.
  • Glucolípidos: Lípidos que contienen carbohidratos.

Lípidos Insaponificables

No contienen ácidos grasos y no pueden formar jabones.

• Terpenos: Derivados del isopreno (ej. vitaminas A, E, K, aceites esenciales).
• Esteroides: Derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno. El colesterol es un esteroide fundamental, precursor de otros como las hormonas sexuales y las sales biliares.
• Prostaglandinas: Derivados de ácidos grasos esenciales, con funciones reguladoras.

Nota: Las lipoproteínas son complejos macromoleculares formados por lípidos y proteínas, importantes para el transporte de lípidos.

Proteínas

Las proteínas son macromoléculas orgánicas formadas fundamentalmente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); a menudo contienen también azufre (S). Sus unidades estructurales básicas son los aminoácidos.

Funciones Principales de las Proteínas

• Estructural: Forman componentes estructurales de células y tejidos (ej. colágeno, queratina).
• Regeneración Celular y Tisular.
• Enzimática: Actúan como catalizadores biológicos (enzimas), acelerando las reacciones químicas.
• Transporte: Transportan moléculas específicas (ej. hemoglobina transporta oxígeno y dióxido de carbono).
• Defensa: Participan en el sistema inmunológico (ej. gammaglobulinas o anticuerpos).
• Movimiento: Responsables de la contracción muscular (ej. actina y miosina).
• Regulación: Algunas hormonas son de naturaleza proteica (ej. insulina).

Tipos y Ejemplos de Proteínas

• Proteínas Estructurales:
  • Actina y Miosina: Presentes en el músculo, responsables de la contracción.
  • Elastina, Eleidina, Queratina, Colágeno: Presentes en la piel, tendones y otros tejidos conectivos.
• Proteínas Funcionales:
  • Enzimas: Catalizadores biológicos que aceleran reacciones químicas.
  • Hemoglobina: Transporta oxígeno y dióxido de carbono en la sangre.
  • Gammaglobulinas (Anticuerpos): Participan en las reacciones inmunológicas.
  • Lisozima: Presente en lágrimas, saliva y moco nasal, tiene funciones bactericidas.

Proteínas Conjugadas

Cuando las proteínas se unen a otras macromoléculas no proteicas (grupo prostético), se denominan proteínas conjugadas o compuestas. Se clasifican según su grupo prostético:

• Glucoproteínas: Unidas a carbohidratos.
• Nucleoproteínas: Unidas a ácidos nucleicos.
• Lipoproteínas: Unidas a lípidos.