Elementos bioquímicos

Glúcidos. Monosacáridos. Disacáridos. Polisacáridos. Lípidos. Ácidos nucleicos. ADN (Ácido Desoxirribonucleico). ARN (Ácido ribonucleico)

  • Enviado por: Antonio Tejado
  • Idioma: castellano
  • País: España España
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LOS GLUCIDOS

Monosacáridos

En la naturaleza existen 3 tipos de monosacáridos:

-los que contienen en su molécula 3 átomos de carbono llamados triosas. Dentro de ellos existen dos fundamentales en el metabolismo celular son el gliceraldehido y la dihidroxiacetona

-de 5 átomos de carbono llamados pentosas y dentro de ellos están la ribulosa(esencial en la fotosíntesis), la ribosa(es uno de lo componentes esenciales de ARN)y la desoxirribosa(uno de los componentes esenciales del ADN)

-de 6 átomos de carbono llamadas hexosa y dentro de las cuales están: la glucosa(molécula energética por excelencia en todos los seres vivos), la galactosa(azúcar esencial en la nutrición primera de los mamíferos)y la fructosa(azúcar fundamental de los vegetales.

Disacáridos

Los más importantes son:

-la maltosa o azúcar de malta. Esta formado por la unión de dos glucosas. Se encuentra en abundancia en la cebada y otros cereales.

-la sacarosa o azúcar comun. Esta formado por la unión de una glucosa y una fructosa; se acumula con facilidad en los vegetales pero sobre todo en la remolacha y en la caña de azúcar pudiéndose extraer y cristalizar con facilidad.

-La actosa o azúcar de leche. Esta formado por la unión de una glucosa y una galactosa. Se encuentra presente en la leche de las hembras de los mamíferos en proporción variable dependiendo de la especie animal de la que se trate. En la leche de la especie humana se encuentra en mayor proporción y en la leche de la hembra de rinoceronte se encuentra en una proporción muy pequeña. Es el único elemento del cual los recién nacidos pueden obtener energía útil durante la 1º etapa de su vida.

Polisacáridos

-Almidón(vegetal)

-Energéticos

(reserva) -Glucogeno(animal)

Polisacáridos

-Celulosa(vegetal)

-Estructurales

(plásticos)

-Quitina(animal)

-Los energéticos se sintetizan como elementos de reserva para poder utilizarlos cuando la célula necesita energía y no puede disponer de otra externa. Los más importantes son:

El almidón que lo sintetizan todos los vegetales; esta formado por muchas glucosas que se unen entre sí formando dos tipos de largas cadenas llamadas amilosa y amilipeptina, estas cadenas se unen entre sí formando unas estructuras muy compactas que se condensan en pequeños granos. El organismo vegetal los puede acumular en el interior de la célula o formar órganos específicos para producir su despensa.

El glucogeno un polisacárido de reserva animal que se caracteriza por estar constituido por muchas glucosas que se unen en forma arboscente con muchas ramificaciones de manera que sea muy fácil atacar la estructura y liberar las glucosas allí guardadas. Esto presenta la ventaja de poder obtener glucosa con mucha facilidad y la desventaja de que ocupa un volumen muy grande, por eso los organismos animales pueden almacenar poco glucogeno en el músculo y en el hígado y cuando tienen exceso de glucosa sin poder guardar, la transforman en grasa que se almacena mucho mejor.

-Los estructurales se fabrican para dar dureza o resistencia a determinadas células y nunca se les va a utilizar para obtener de ellos energía por muchas necesidades que tenga el organismo. Los más importantes son:

La celulosa formada por multitud de glucosas unidas mediante un enlace que solo sabe romper un tipo de bacterias que se alojan en la panza de tubo digestivo de los rumiantes. Solo la producen las células vegetales y una vez formada les sirve para aislarse del exterior evitando la evaporación masiva de agua y aislando de las radiaciones solares y por lo tanto de calor. Cuando las células son muy viejas, alrededor de la celulosa se quedan pegados otros elementos que le dan dureza, constituyendo así la madera o leño.

La quitina es un polisacárido estructural animal que esta formado por un derivado de la glucosa y se fabrica tan solo en aquellos lugares que están expuestos a un roce continuo o bien en aquellas zonas que el individuo va a utilizar como elemento defensivo. Es el principal componente de los cayos, de las uñas, de las garras, pezuñas y cuernos.

LOS LÍPIDOS

-saturados

-ácidos grasos -insaturados

-poliinsaturados

-grasas

-simples

-ceras

Clasificación -saponificables

(contienen ac. Grasos)

-glicerolipidos fosfolipidos

-complejas

-esfingolipidos glucolipidos

-terpenos isopreno

-insaponificables -esteroides ciclopentanoperhidrofenantreno

(no ac. Grasos) -prostaglandinas

Los lípidos son sustancias formadas por hidrógeno, oxigeno y carbono, aunque algunas veces pueden contener otros elementos. Todos ellos presentan la característica de ser insolubles en agua y sustancias polares, y ser solubles en detergentes y derivados del petróleo y otras sustancias apolares.

Los ácidos grasos

Los lípidos más sencillos son los ácidos grasos que están formados por largas cadenas de átomos de vitamina C unidos entre sí mediante enlace simple, doble o triple como el carbón, no tiene 4 valencias en todos los compuestos orgánicos; el resto de valencias que no utiliza le sirven para unirse a átomos de hidrógeno salvo en uno de los extremos en los que se unen a átomos de oxigeno. Dependiendo de cómo sea un tipo de unión entre los átomos de carbono se clasifican en saturados, insaturados y poliinsaturados.

Los saturados

Son aquellos que presentan enlace simple entre todos los carbonos que componen las moléculas, Constituyen los ácidos grasos de todos los animales y son muy peligrosos para la salud humana ya que estos no se pueden romper con facilidad y cuesta mucho trabajo transportarlos a través de la sangre, generando grandes placas de colesterol. Los vegetales no suelen contener, tan solo se ha encontrado en la manteca de cacao.

Los insaturados

Son aquellos que contienen un doble o triple enlace en el interior de la cadena. Son fáciles de romper y transformar. Se encuentran presentes en los aceites vegetales como el aceite de oliva.

Los poliinsaturados

Son aquellos que contienen en su molécula varios enlaces dobles y triples. Esto permite que el organismo los rompa con facilidad y no se acumule en su interior. Todos ellos son vegetales y los animales los deben tomar por la dieta. En el hombre tienen una importancia enorme pues después de ingerirlos y romperlos le sirve para fabricar otras sustancias esenciales llamadas prostaglandinas.

Lípidos saponificables

Son aquellos que contienen en su estructura moléculas integras de ácidos grasos sin romper ni transformar. Dependiendo de los elementos que compongan la molécula se les clasifica en sencillos, si solo están formados por moléculas de ácidos grasos unidas a algún tipo de alcohol; y complejas, si además de ácidos grasos y alcohol existe en su estructura alguna otra molécula.

Dentro de las simples los más abundantes son las grasas formadas por el alcohol glicerina al cual se puede unir una, dos o tres moléculas de ácidos grasos dando así lugar a los mono, di o triglicéridos, Estos últimos son los más abundantes en la naturaleza y cumplen funciones biológicas muy importantes como la reserva de energía o el aislante térmico.

También dentro de los simples están las ceras que están formadas por la unión de un ácido graso de cadena muy larga a un alcohol también de cadena larga. Una vez formadas las dos moléculas se retuercen sobre sus restos dejando el punto de unión en el interior siendo prácticamente imposible de deshacer. Se encuentran en el reino vegetal o animal y cumplen siempre funciones de protección.

Los saponificables complejos se dividen en fosfolipidos si además de ácidos grasos y alcohol contienen en su estructura moléculas de ácido fosforico. Cumplen una función muy importante en la naturaleza porque son los constituyentes esenciales de todas las membranas celulares, especialmente la citoplasmática.

Los glucolipidos son aquellos que además de alcohol y ácido graso contienen en su molécula monosacáridos, fundamentalmente glucosa. Se encuentran en membranas muy débiles como la de las bacterias o la del sistema nervioso.

Los lípidos insaponoficables

Son aquellos que no contienen en su estructura ningún tipo de ácido graso. Se clasifican en:

Terpenos: son todos ellos vegetales y derivan de uniones consecutivas de una molécula muy pequeña y asimétrica denominada isopreno. Por uniones múltiples se forman las sustancias responsables de dar color y olor a las plantas y también aquellas como el látex o resinas que sirven para proteger. Dentro de este grupo existen sustancias de extrema importancia para el hombre pues son consideradas vitaminas como la A o la K.

Esteroides: todos ellos derivan de una molécula vegetal muy larga y compleja llamada escaleno que nada mas formarse se cicla sobre si misma dando lugar al pentanoperhidrofenantreno y a partir de le los animales y los vegetales van a formar todos los esteroides. Los vegetales son todos sustancias con capacidad hormonal que suplen la ausencia del sistema nervioso indicándole a la planta cuando tienen que crecer, fabricar flores, .... En los animales el primer esteroide que se forma es el colesterol y a partir de el, sustancias tan importantes como las hormonas sexuales, las hormonas que activan el funcionamiento del riñón o incluso la vitamina E.

Prostaglandinas: se forman en la especie humana a partir de la transformación de los ácidos grasos poliinsaturados que se han tomado por la dieta. Solo se sintetizan cuando en una célula ha sucedido algo extraño y considera que debe saberlo las células que lo rodean. Su presencia siempre produce inflamación, enrojecimiento y dolor. Existen sustancias como el ácido acetilsalicílico que inhiben la formación de prostaglandinas y quitan el dolor.

LOS ACIDOS NUCLEICOS

Son los componentes celulares más importantes de todos los organismos. En ellos esta escrito las características del individuo que va a poder utilizar durante toda su existencia y va a poder transmitir a su descendencia.

Existen dos tipos de ácidos nucleicos: el ácido desoxirribonucleico(ADN) que es el encargado de almacenar y transmitir la información en las células; y el ácido ribonucleico(ARN) que es el encargado de extraer la información almacenada en el ADN para que pueda ser utilizada por las células.

Ambos ácidos tienen una estructura química muy semejante. Están compuestas de tres elementos fundamentales que son:

1)Bases nitrogenadas son compuestos químicos que contienen en su interior carbono, hidrógeno, nitrógeno, y a veces, oxigeno. Dependiendo de la complejidad de su estructura se les clasifica en dos grupos: las más complejas se les llama puricas y dentro de ellas se van a encontrar adenina(A) y guanina(G); las más simples se llaman piriminidicas y dentro de ellas van a existir la timina(T), la citosina(C) y uracilo(U.

2)Las pentosas pueden ser de dos tipos dependiendo del ácido nucleico que constituyan y son: la desoxirribosa(D) y la ribosa®.

3)H3PO4(ácido ortofosforico): se va a representar con una P dentro den un circulo.

Todos estos componentes se unen siempre de la misma manera para constituir los ácidos nucleicos. Bases nitrogenadas + pentosa=nucleosidos +

Nucleótidos

+

varios nucleótidos

fibra de ac. Nucleico

(emparejamiento)

estructura de doble banda

fibra de ac. Nucleico

La formación de los nucleótidos se realiza siempre de la misma manera. Entre un nitrógeno de la base nitrogenada y un carbono de la pentosa; en el enlace se desprende una molécula de agua y queda siempre unidos la base nitrogenada y la pentosa formando una estructura muy estable. Esta estructura ya puede unirse a una de ácido ortofosforico y la unión se realiza siempre de la misma forma entre un OH del fosforico y un carbono de la pentosa, desprendiéndose también una molécula de agua y formando una estructura muy estable llamada nucleótido. La unión de varios nucleótidos se consigue cuando otros de los carbonos de la pentosa se une con otro grupo OH de un ortofosforico que pertenece a otro nucleótido, logrando un nuevo enlace con desprendimiento de agua que da lugar a la fibra de ácido nucleico. Las bases nitrogenadas no realizan mas que un tipo de unión quedando como eslabones sueltos en toda la cadena, siendo el fosfato y la pentosa los eslabones de esa cadena; nunca van a ser responsables de almacenar ningún tipo de información; esta solo va a estar contenida en las bases nitrogenadas.

BN

Pent

BN

Nucleosido Pent

BN

Pent

3º BN

Pent

BN

Fibra de ac.

Nucle.

El único requisito indispensable para que varios nucleótidos se puedan enlazar entre sí y dar una fibra de ácido nucleico es que todos contengan el mismo tipo de pentosa.

Ácido desoxirribonucleico (ADN)

Representa el material genético por excelencia ya que todos los seres vivos a excepción de un tipo de virus lo contienen en su interior para guardar en el todas sus características y transmitirlas a las nuevas células o individuos que a partir de el se formen.

Químicamente esta constituido por cadenas polinucleotidicas o fibras de ácido nucleico que presentan como bases nitrogenadas adenina, guanina, timina y citosina, nunca uracilo; y como pentosa siempre la desoxirribosa, nunca la ribosa. La información genética va siempre escrita en las bases nitrogenadas y para evitar que esta sufra alteraciones el ADN ha formado su estructura en dobles cadenas de ácidos nucleicos; ambas cadenas aunque están compuestas por los mismos elementos se asocian de forma antiparalela, emparejando sus bases nitrogenadas siempre de la misma forma: si en una banda hay adenina en la contraria va haber timina y viceversa, si en una banda va haber guanina en la en la contraria va haber citosina y viceversa. Para que el emparejamiento sea estable entre las bases nitrogenadas se forman unos enlaces por atracción muy débiles llamados enlaces por puentes de hidrógeno. Entre adenina y timina siempre se forman dos y entre guanina y citosina siempre se forman tres. Se representan así:

A=T G"C

T=A C"G

La estructura antiparalela no permite que la molecula presente un aspecto plano en el espacio sino que se retuerce sobre si misma adquiriendo una estructura de hélice en la cual aparecen las dos bandas unidas por unos enlaces muy finos y numerosos que dan estabilidad a la molécula y permiten que esta mantenga sus bases nitrogenadas intactas sin que los agentes externos la puedan dañar.

Cuando la molécula de ADN tiene que reproducirse lo único que hace es abrirse por los extremos como si fuera una cremallera y generar copias complementarias de tal manera que de una molécula salen dos idénticas.

Ácido ribonucleico(ARN)

Es el material genético auxiliar del ADN salvo para un tipo de virus que lo tiene como material genético primordial.

Como el ADN tiene tanto valor para la célula que esta lo protege para evitar su deterioro y cuando necesita sacar la información que contiene sintetiza de forma complementaria ácido ribonucleico de tal manera que si estropea la célula puede eliminarlo y sintetizar otro nuevo a expensas de ADN.

Químicamente esta formado por unión de nucleótidos en los que la pentosa es siempre ribosa y como bases nitrogenadas están adenina, guanina, citosina y uracito, nunca se encuentra presente la timina. Al sintetizarse a expensas del ADN de forma complementaria la nueva molécula que resulta nunca se va a quedar unida a la fibra de ADN a expensas de la cual formo por ningún tipo de enlace físico o químico; una vez sintetizada la molécula queda libre y pasa al citoplasma donde puede sufrir una serie de transformaciones dando así lugar a tres tipos de ARN distintos.

Si no sufre ninguna modificación la fibra de ARN conserva un aspecto lineal denominándosela ARN mensajero. Si después de sintetizada sufren sus bases nitrogenadas alteraciones que le obligan a la molécula a replegarse sobre si misma adquiriendo una estructura tridimensional o forma de trébol o de boomerang se le llama ARN transferente. Y si se asocia con una serie de elementos proteicos que ya existen en el citoplasma da lugar a unos corpúsculos llamados ribosomas y este ARN se le llama ARN ribosómico. Los tres van a ser imprescindibles para sintetizar las proteínas en las células de cualquier organismo.

El ARN ribosómico va a proporcionar el ambiente adecuado para que en su interior se produzca el encuentro entre los otros ARN. En el espacio que hay en el interior del ribosómico se va a introducir el ARN mensajero que va a ser el encargado de traer la información directa del núcleo de lo que el ADN quiere que la célula haga; y en la zona más grande del ribosoma se van a introducir ARN transferentes que tienen que emparejarse de alguna manera con las bases nitrogenadas que hay en el ARN mensajero. Estos ARN transferentes entran de dos en dos en el ribosoma pero antes de entrar han tenido que unirse en el citoplasma a unas moléculas llamadas aminoácidos que son las constituyentes de las proteínas, cuando se encuentran en el interior de ribosoma los aminoácidos se unen entre sí despidiéndose de los ARN transferente y sintetizando así las proteínas que nuestro organismo necesita.

P

P

BN

Pm

P

Nucleótido

P

P

Nucleótido

BN

Pent.

P

P

P

P