Naturaleza de moléculas biológicas

Existen moléculas orgánicas que se encuentran en los organismos vivos y moléculas inorgánicas que se encuentran en los objetos inanimados.

Cuando se descubrieron las moléculas de carbono, comprendimos que la química de la vida gira alrededor de este. Tanto por su tamaño, como por su estructura y sus cuatro electrones en la capa externa, los átomos de carbono pueden formar un gran número de moléculas.

Gruposfuncionales.

Sustituyen a ciertos átomos de carbono. Son conjuntos de átomos y brindan sus propiedades físicas, reactividad química y solubilidad a las moléculas orgánicas en medios acuosos. Tienen enlaces ester que se forman entre ácidos carboxílicos y alcoholes; y enlaces amida que se dan entre ácidos carboxílicos y aminas.

Los bloques de construcción de las macromoléculas: las macromoléculas tiene una vida corta dentro de la célula, todo el tiempo se degradan y reponen por nuevas. Por ellos las células tienen una reserva de precursores que están listos para incorporarse a las macromoléculas, como los azucares (precursores de los polisacáridos), aminoácidos (precursores de las proteínas), nucleótidos(ácidos nucleicos) y ácidos grasos (lípidos).

Existen moléculas orgánicas que se encuentran en los organismos vivos y moléculas inorgánicas que se encuentran en los objetos inanimados.

Macromoléculas: contienen entre docenas y millones de átomos de carbono. Forman la estructura y realizan las actividades de la célula. Pueden dividirse en cuatro categorías: proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos y algunos lípidos.

CLASIFICACIÓN DE LAS MOLÉCULAS BIOLÓGICAS.

Carbohidratos: Son azucares simples y solubles en agua. Como función tienen almacenar energía y de construcción. Su fórmula es (CH2O)

Estructura de los azúcares simples: Cada molécula de azúcar consiste en una columna de átomos de carbono unidos por enlaces simples. Cada unos de estos carbonos se unen a un grupo hidroxilo, con excepción del que lleva el grupo carbonilo (C=O). Si este grupo se encuentra en el cuerpo del azúcar formando un grupo cetona, el azúcar es una cetosa (ej. fructuosa); si el grupo se encuentra al final del azúcar formando un grupo aldehído, el azúcar es una aldosa (ej.Glucosa)

Unión de los azucares: Los azucares pueden unirse mediante enlaces glucosídicos. Las moléculas formadas por dos azucares son disacáridos. Tenemos la sacarosa y la lactosa.

Las azucares también pueden formar pequeñas cadenas llamadas oligosacáridos, que tienen como función informar es decir que ayudan a distinguir un tipo celular de otro y ayudan a la interacción de la célula y su ambiente.

Polisacáridos: Claude Bernard descubrió un polímero insoluble de glucosa llamado glucógeno. Mediante la investigación que realizo buscando la causa de la enfermedad diabetes. Su hipótesis fue que para mantener la concentración constate de la glucosa era determinante el equilibrio entre: la formación y degradación del glucógeno en el hígado.

El glucógeno es un polisacárido, azucares unidos por enlaces glucosídicos. Contiene un solo tipo de monómero que es la glucosa.

El almidón: consiste solo en monómeros de glucosa. Es almacenado por las plantas en forma de energía, como gránulos densos o granos de almidón. Los animales no sintetizan almidón, timen la enzima amilasa.

Celulosa y quitina: Forman materiales estructurales resistentes y duraderos; como la celulosa principal componente de la pared celular. La celulosa consiste en monómeros de glucosa.

La quitina es un material duro, resiste y flexible, por esto es un material muy abundante en los animales invertebrados como arañas e insectos.

Glucosaminoglucanos tienen una estructura más compleja ya que tiene distintos azucares, ej. La heparina.

Lípidos:

No son solubles en agua pero si en solventes orgánicos. Los más importantes son grasas, esteroides y fosfolípidos.

Grasas: Una molécula de glicerol unida a tres ácidos grasos por medio de enlaces éster.

Los ácidos grasos tienen como estructura cadenas largas de hidrocarburos con un grupo carboxilo. Al tener en sus dos extremos estructuras diferentes, tienen propiedades diferentes: la cadena de hidrocarburo es hidrófoba; el grupo carboxilo es hidrófila. Por lo tanto estas moléculas con dos propiedades son dominas anfipáticas. Los ácidos grasos se diferencian por sus cadenas de hidrocarburos y por sus enlaces dobles. Los que carecen de enlaces dobles son los saturados y los que tienen enlaces dobles son los insaturados y menor será su compactación.

Las grasas que son liquidas a temperatura ambiental son llamadas aceites. Las grasas solidas se forman a partir de aceites vegetales insaturados a los que se les reduce los dobles enlaces ej. La margarina. Las grasas son muy ricas en energía mayor a los carbohidratos. Los azucares son fuente de energía a corto plazo y las reservas de grasas son para consumo de energía a largo plazo.

Esteroides: Se acumulan alrededor del esqueleto de un hidrocarburo de cuatro anillos. Como el colesterol (membranas celulares animales) precursor de la síntesis de hormonas como la testosterona, progesterona y estrógenos.

Fosfolípidos: Tiene dos cadenas de acido graso. Tiene dos extremos con propiedades distintas.

El extremo que contiene el grupo fosfato es de carácter hidrófilo distintivo; el otro extremo compuesto por las puntas de las cadenas de los ácidos grasos es de carácter hidrófobo característico.

Proteínas: Son las macromoléculas que realizan todas las actividades de la célula, son las herramientas y las maquinas. Las proteínas tienen un alto grado de especificidad gracias a sus formas y superficies que les permite tener interacciones selectivas.

Funciones:

· Enzimas: aceleran las reacciones metabólicas

· Cables estructurales: soporte mecánico

· Hormonas: factores de crecimiento y activadores realizan funciones reguladoras

· Transportadores y receptores: determinan ante que reacciona la célula (sustancias que salen o entran).

· Filamentos y motores moleculares: movimientos biológicos.

Las proteínas están formadas por una secuencia única de aminoácidos (existen 20 diferentes).

Aminoácidos: Tienen un grupo carboxilo y un amino separados por un átomo de carbono. Los aminoácidos se clasifican según su cadena lateral en: polares con carga, polares sin carga, no polares.

Síntesis de proteína: cada aminoácido se une a dos moléculas iguales, formando un polímero largo llamado cadena polipeptídica.

La cadena lateral o grupo R unida al carbono es muy variable entre los 20 bloques, y es esta variabilidad la que da a las proteínas sus diferentes estructuras y actividades.

Ácidos Nucleicos: Son macromoléculas constituidas por cadenas de monómeros llamados nucleótidos. Funcionan como almacenamiento de información genética y de transmisión de la misma. en nuestro organismo tenemos dos tipos de nucleótidos:

Ácido desoxirribonucleico: Se encuentra en ADN, donde se aloja el material genético de todos los organismos. Realizan las actividades de la celulares.

Ácido ribonucleico: Se encuentra en el ARN, forma el material genético en los virus. Realiza las ordenes del ADN.

Nucleótidos: Están formados por bases nitrogenadas, unidas al carbono 1'; grupo fosfato, unido al carbono 5' y azúcar de 5 carbonos. En una cadena de ADN y de ARN contiene cuatro tipos de nucleótidos que varían en su base nitrogenada. Las pirimidinas, moléculas formadas por un solo anillo, son las timina y citosina en el ADN, variando en el ARN uracilo por citosina; las purinas, moléculas formadas por un doble anillo, son la guanina y adenina tanto en el AND Y ARN.

ADN: posee una estructura de doble hélice (3'-5')que se encuentra unida por un enlace éster de azúcar y fosfato.

ARN: tiene una sola cadena continua. Forma parte del ribosoma bacterial como subunidad. el ARN ribosomal sirven como elementos que reconocen y se unen a varios compuestos solubles necesarios para la síntesis de proteínas. El nucleótido ATP por ejemplo, que es la mayor parte de energía que necesita un organismo