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BIOQUÍMICALic. José Pinela Castro
En Corea del Sur se le realizan pruebas a la
carne para determinar su origen, luego de
que se descubriera un caso de la enfermedad de las vacas locas en
ganado proveniente de Estados Unidos.
Contenido del capítulo 3
3.1 ¿Por qué el carbono es tan importante en las moléculas biológicas?
3.2 ¿Cómo se sintetizan las moléculas orgánicas?
3.3 ¿Qué son los carbohidratos?
3.4 ¿Qué son las proteínas?
Contenido de la sección 3.1
3.1 ¿Por qué el carbono es tan importante en las moléculas biológicas?
Moléculas orgánicas/inorgánicas o grupos funcionales
Orgánico contra Inorgánico en la química.
Orgánico describe las moléculas que tienen una estructura de carbono.
Inorgánico se refiere al dióxido de carbono y a todas las moléculas que no tienen carbono.
Un átomo de carbono puede volverse estable al enlazarse con hasta otros cuatro átomos y así formar enlaces dobles o triples.
Los grupos funcionales determinan las características y la reactividad química de las moléculas orgánicas
Contenido de la sección 3.2
3.2 ¿Cómo se sintetizan las moléculas orgánicas?
Las moléculas biológicas se unen o se desintegran agregando o eliminando agua.
Las moléculas biológicas son polímeros (cadenas) de subunidades llamadas monómeros.
Los monómeros se enlazan mediante una reacción química denominada síntesis por deshidratación.
Se elimina un H y un OH, lo que provoca la pérdida de una molécula de agua (H2O).
FIGURA 3-1 Síntesis por deshidratación
Síntesis por deshidratación
Síntesis de moléculas orgánicas
Los polímeros se dividen mediante la hidrólisis (“romper con agua”).
El agua de divide en H y OH y se usa para romper el enlace entre los monómeros.
Hidrólisis
FIGURA 3-2 Hidrólisis
Síntesis de moléculas orgánicas
Todas las moléculas biológicas pertenecen a sólo cuatro categorías generales:
Carbohidratos
Lípidos
Proteínas
Ácidos nucleicos
Contenido de la sección 3.3 3.3 ¿Qué son los carbohidratos?
Perspectiva general
Hay diversos monosacáridos con estructuras ligeramente distintas.
Los disacáridos consisten en dos azúcares simples que se enlazan mediante síntesis por deshidratación.
Los polisacáridos son cadenas de azúcares simples.
¿Qué son los carbohidratos?
Composición de los carbohidratos:
Formado por C, H, y O en proporción aproximada de 1:2:1.
Estructura:
Si un carbohidrato se compone de una sola molécula de azúcar, se llama monosacárido.
Si se enlazan dos o más monosacáridos, forman un disacárido.
Un polímero de muchos monosacáridos es un polisacárido.
¿Qué son los carbohidratos?
Los carbohidratos son fuentes importantes de energía para muchos organismos.
Casi todos los carbohidratos pequeños son solubles en agua debido a los grupos funcionales polares OH.
Monosacáridos Estructura básica de los monosacáridos:
Esqueleto de tres a siete átomos de carbono.
Muchos grupos funcionales –OH y –H.
Por lo regular, forma un anillo en las células.
Monosacáridos Ejemplo de monosacáridos:
Glucosa (C6H12O6); la más común.
FIGURA 3-4 Estructura de la glucosa. Los químicos pueden representar la misma molécula de diversas maneras; aquí la glucosa se muestra en forma lineal (recta) y como dos versiones diferentes de anillos. La glucosa forma un anillo cuando se disuelve en agua. Observa que cada articulación sin rotular en una estructura en forma de anillo es un átomo de carbono.
Glucosa
Monosacáridos Continúan ejemplos de monosacáridos:
Fructosa (contenida en la miel de maíz y la fruta).
Galactosa (parte de la lactosa).
Ribosa y desoxirribosa (que se encuentran en el DNA y en el RNA).
FIGURA 3-5 Monosacáridos
fructosa galactosa
FIGURA 3-6 Azúcares: ribosa y desoxirribosa
ribosa desoxirribosa
Monosacáridos El destino de los monosacáridos dentro de la célula:
Algunos se descomponen para liberar su energía química.
Otros se encadenan mediante síntesis por deshidratación para formar disacáridos o polisacáridos.
FIGURA 3-7 Síntesis de un disacárido. El disacárido sacarosa se sintetiza mediante una reacción de síntesis por deshidratación donde se eliminan un hidrógeno (—H) de la glucosa y un grupo hidroxilo (—OH) de la fructosa. En el proceso se forma una molécula de agua (H—O—H), quedando los dos anillos de monosacárido unidos mediante enlaces individuales con el átomo de oxígeno restante. La hidrólisis de la sacarosa es simplemente lo inverso de su síntesis: se divide una molécula de agua y se agrega a los monosacáridos.
Disacáridos Los disacáridos consisten en dos azúcares simples:
Sacarosa (azúcar de mesa) = glucosa + fructosa
Lactosa (azúcar de leche) = glucosa + galactosa
Maltosa (azúcar de malta)= glucosa + glucosa
Polisacáridos
Monosacáridos que se enlazan para formar cadenas (polisacáridos).
Polisacáridos, moléculas que almacenan energía: Almidón (polímero de glucosa)
Se forma en las raíces y en las semillas como una forma de almacenar glucosa.
Glucógeno (polímero de glucosa)
Se encuentra en el hígado y los músculos.
FIGURA 3-8 El almidón es un polisacárido para almacenar energía y está compuesto por subunidades de glucosa
a) Gránulos de almidón dentro de células de papa. La mayoría de las plantas sintetizan almidón, que forma gránulos insolubles en agua integrados por muchas moléculas de almidón. b) Pequeña porción de una sola molécula de almidón, que suele presentarse como cadenas ramificadas de hasta medio millón de subunidades de glucosa. c) Estructura precisa de la porción resaltada en azul de la molécula de almidón del inciso b). Nota el ligamiento entre las subunidades individuales de glucosa y compáralo con la celulosa.
FIGURA 3-8 (parte 1) El almidón es un polisacárido para almacenar energía y está compuesto por subunidades de glucosa
Glóbulos de almidón
FIGURA 3-8 (parte 2) El almidón es un polisacárido para almacenar energía y está compuesto por subunidades de glucosa
Polisacáridos
Polisacáridos estructurales
Celulosa (polímero de glucosa).
Integra las paredes celulares de las plantas.
Casi ningún animal puede digerirla debido a la orientación de los enlaces entre las subunidades de glucosa.
Contenido de la sección 3.4
3.4 ¿Qué son las proteínas?
Funciones de las proteínas
Las proteínas se forman a partir de cadenas de aminoácidos.
Los aminoácidos se unen para formar cadenas mediante síntesis por deshidratación.
Una proteína puede tener hasta cuatro niveles de estructura.
Las funciones de las proteínas están ligadas a sus estructuras tridimensionales.
¿Qué son las proteínas?
Las proteínas desempeñan muchas funciones:
Las enzimas catalizan (aceleran) las reacciones.
Las proteínas estructurales (por ejemplo, la elastina) proporcionan apoyo.
FIGURA 3-17a Proteínas estructurales. Entre las proteínas estructurales comunes está la queratina, la cual es la proteína en a) el pelo, b) los cuernos y c) la seda de una telaraña.
a) Pelo
FIGURA 3-17b Proteínas estructurales
b) Cuernos
FIGURA 3-17c Proteínas estructurales
c) Seda
¿Qué son las proteínas?
Las proteínas desempeñan muchas funciones.
