INTRODUCCIÓN

En los seres vivos aparecen los mismos tipos de moléculas, denominadas biomoléculas, que están formadas por la combinación de bioelementos.

BIOELEMENTOS

Los elementos químicos presentes en las biomoléculas no son exclusivos de los seres vivos. De los 109 existentes, 70 forman parte de las biomoléculas, es decir, son bioelementos.

Seis de ellos (C, O, H, N, P y S) son muy abundantes. El carbono es el elemento químico más característico de las moléculas biológicas.

Aunque en menor proporción que los anteriores, otros bioelementos indispensables para los seres vivos son el Calcio (Ca), el sodio (Na), el potasio (K), el magnesio (Mg) y el cloro (Cl).

Los denominados oligoelementos se encuentran en los seres vivos en proporciones menores al 0.1%.

BIOMOLÉCULAS

Los bioelementos se hallan en los organismos unidos unos a otros constituyendo moléculas. Estas son los componentes fundamentales de los seres vivos, a partir de los cuales se construyen las estructuras biológicas.

Las biomoléculas se llaman también principios inmediatos y pueden aislarse e identificarse mediante técnicas de análisis basadas en métodos físicos, como la filtración, centrifugación, etc.

BIOMOLÉCULAS INORGANICAS

Están presentes en la corteza. Son necesarias para la vida y desempeñan un papel muy importante en las funciones que realizan los organismos vivos.

*H2O

Es la molécula más abundante en los seres vivos, constituye del 70 al 90 % de su masa. Es abundante por la importancia que tiene para los seres vivos, ya que interviene en numerosas funciones vitales.

*El agua es el medio en el que la mayoría de biomoléculas se disuelven y llevan a cabo reacciones químicas características de la actividad vital.

*Tiene un elevado calor específico que amortigua cambio de temperatura

*Elevado punto de ebullición

*Elevada tensión superficial (propiedad que hace que el agua suba por los capilares.

*El hielo es menos denso que agua liquida

*Es el disolvente principal, muy bueno para sustancias polares e iónicas

*Actúa como acido débil, en ocasiones (libera H+) o como base débil(capta h+), es un buen amortiguador de pH.

*SALES MINERALES

Son moléculas inorgánicas que se encuentran ionizadas y disueltas, aunque también pueden aparecer precipitadas (sales insolubles). Su función principal es regular los procesos osmóticos.

Los iones realizan funciones biológicas concretas, como participar en reacciones químicas en las células o intervenir en procesos fisiológicos. Las sales minerales desempeñan un papel fundamental como amortiguadores de pH.

Las sales insolubles se encuentran precipitadas y llevan a cabo diferentes funciones, como formar conchas, caparazones….

BIOMOLECULAS ORGÁNICAS

Solo se encuentran en la materia viva, existen cuatro grupos:

*GLÚCIDOS

Están formados por átomos de carbono, hidrogeno y oxigeno. Son moléculas fundamentales, son utilizadas para obtener energía. Tipos de glúcidos:

MONOSACARIDOS- Constituyen una fuente de energía de utilización directa. Destaca la glucosa (molécula energética empleada por los organismos), la fructosa y la galactosa son también monosacáridos importantes.

DISACARIDOS- Formados por la unión de dos moléculas de monosacáridos. Los mas importantes son la lactosa, la sacarosa y la maltosa. En general los disacáridos constituyen reservas de energía de rápida utilización.

POLISACARIDOS- Son glúcidos más complejos formados por la unión de varios monosacáridos, por lo que son macromoléculas, no son utilizadas enseguida, si no que son una reserva energética que se almacenan para cuando sea necesario. Entre ellas se encuentra el almidón y el glicógeno.

Existen glúcidos no energéticos muy importantes. Entre los monosacáridos se destaca la ribosa y la desoxirribosa componentes de las moléculas genéticas ADN y ARN. Entre los polisacáridos destacamos la celulosa y la quitina.

*LÍPIDOS

Estas moléculas orgánicas tienen propiedades comunes como su aspecto graso y la insolubilidad en agua, es un grupo muy heterogéneo en su estructura química y sus funciones. Funciones de los lípidos:

Función energética. Esta función la realizan las grasas que son la que tienen mayor cantidad de energía, sirven de reserva energética a largo plazo. Los triacilgliceroles están menos oxidados que los glúcidos y se necesitan una oxidación mas profunda para degradarlos, entonces se produce más energía al degradar un TAG que un glúcido. Además para almacenar por ejemplo un gramo TAG se necesita menos peso del tejido que para un glúcido ya que estos últimos son polares y se sorbatan en agua. Así la reserva de TAG es más ventajosa a largo plazo que almacenar un glúcido.

Función estructural. Corresponde a los fosfolípidos, esfingolípidos y el colesterol, moléculas cuyas peculiares propiedades hacen que sean idóneas para construir las membranas celulares.

Función reguladora. Esta función la desempeñan algunas vitaminas, como la vitamina A que interviene en el proceso de la visión, la vitamina D que es necesaria para asimilar el metabolismo del calcio y la vitamina K que actúa en los procesos de coagulación de la sangre y ciertas hormonas.

Tipos de lípidos:

-Función protectora e impermeabilizante

*En los animales, la piel, el pelo, las plumas…

*En vegetales, hojas, frutos, tallos jóvenes, protege de la evaporación y del ataque de insectos.

Ejemplos de Terpenos: clorofilas (verde), carotenos (naranja), xantofilas (rojizo) y vitaminas (A, E, K).

*PROTEÍNAS

Hay gran variedad de proteínas. La información genética queda expresada en último término en proteínas. Las proteínas son las moléculas orgánicas más abundantes. Todas las proteínas son macromoléculas formadas por la unión de aminoácidos, de los cuales hay 20 tipos diferentes. El ordenen en que se unen los aminoácidos origina infinidad de proteínas distintas. Una característica su especificidad, es decir, cada especie posee algunas proteínas que otros organismos no tienen y marcan su identidad biológica.

2 aminoácidos --------- dipéptido

3 aminoácidos --------- tripéptido

4 aminoácidos --------- tetrapéptido

Más de 4 --------- oligopéptidos

Más de 10 --------- polipéptido

El tipo de aminoácido y el medio determina la forma tridimensional en el espacio y su estructura determina la actividad biológica. Cuando se rompe una estructura tridimensional fija se dice que se desnaturaliza la proteína. Se puede romper de varias maneras, con el aumento de la temperatura, el aumento de la concentración salina, etc.

Funciones de las proteínas:

-Actividad catalítica (ENZIMAS - activan las reacciones químicas, gran especificidad y activan la transformación).

-Transporte. Por ejemplo, la hemoglobina que transporta O2 y CO2. Lipoproteínas que transportan lípidos, unos para quemarlos en las fibras musculares y otros al hígado (HDL, LDL). L-carnitína, están en las membranas de las mitocondrias, transportan ácidos grasos desde el interior celular hasta el interior de la célula para producir energía. También existen en las membranas de las células y actúan como compuertas para dejar pasar glúcidos, sales minerales o aminoácidos determinadas. Proteínas transmembrana. Transferrina que transporta el hierro por la sangre hasta la médula espinal. Ferritina que almacena el hierro que tenemos en exceso para cuando lo necesitemos.

-Nutrientes (de reserva). Ovoalbúmina (en el huevo) se rompen las cadenas de las proteína para tener aminoácidos para poder sintetizar proteínas, lactoalbúmina (en la leche) que almacena el hierro y Caseina.

-Estructural. Colágena (proporciona a los tejidos elasticidad, Elastina (proporciona a los tejidos elasticidad), queratina (forma las uñas, el pelo…, cilios (están en células de protozoos), actina y miosina (proteínas que están dentro de los músculos).

-De defensa. Anticuerpos (inmunoglobulina), fibrina y fibrinógeno.

-Reguladoras. Hormonas (LH, FSH) y homeostáticas.

Hay proteínas que regulan el pH porque los aminoácidos son anfóteros y si el medio acidifica o basifica el cuerpo, estas proteínas sueltan o recogen protones del cuerpo.

*ÁCIDOS NUCLEICOS (ADN Y ARN)

Los ácidos nucleicos son polímeros de nucleótidos. Los nucleótidos se componen de:

Base nitrogenada (púrica o pirimidírica) + glúcido + ácido fosfórico (PO42-)

Los nucleótidos que forman el ADN tienen como azúcar la desoxirribosa y tienen todas las bases nitrogenadas menos el uracilo.

Los nucleótidos que forman el ARN tienen como azúcar la ribosa y tienen todas las bases nitrogenadas menos la timina.