Unidad 3 BIOLOMOLÉCULAS 1ª PARTE BIOLOMOLÉCULAS EL PRESENTE MATERIAL ES UNA SÍNTESIS QUE NO REEMPLAZA, SINO QUE COMPLEMENTA, AL RESTO DE LOS MATERIALES

2 Compuestos Inorgánicos Orgánicos Agua Sales minerales Glúcidos Proteínas Ácidos nucleicos Lípidos Unión de numerosos monómeros POLÍMEROS COMPUESTOS DEL CARBONO BIOMOLÉCULASBIOMOLÉCULAS Composición de los Seres Vivos

3 ELEMENTOS COMPONENTES DE LOS SERES VIVOS C, H, O, N, P, S (Papel fundamental del C) Na, K, Fe, Ca, Mg, etc. (en menor proporción) C, H, O, N, P, S (Papel fundamental del C) Na, K, Fe, Ca, Mg, etc. (en menor proporción) Esquema de la estructura del átomo de C con núcleo central y capacidad para cuatro uniones.

4 El agua y sus funciones biológicas Constituye entre el 75 y el 90% del peso del organismo Las especies El tipo de tejido Edad del individuo Propiedades del agua Vehículo de transporte Medio donde ocurren reacciones metabólicas Amortiguación térmica según

5 Estructura del agua Formada por 2 átomos de hidrógeno y uno de oxígeno El agua es una molécula polar, ya que sus electrones están distribuidos de manera heterogénea en la molécula, más cercanos al oxígeno y más alejados del hidrógeno. Esta disposición produce densidades de carga positivas sobre los hidrógenos y negativa sobre el oxígeno. Al igual que el agua, las moléculas que tienen distribución asimétrica de carga son “polares”.

6 Esta estructura de dipolo permite que cada molécula de agua interactúe con otras moléculas cercanas, formando redes. Estas interacciones (uniones intermoleculares), llamadas puentes de hidrógeno, son uniones débiles y espontáneas entre moléculas, pueden armarse y romperse muchísimas veces por minuto. Cada molécula de agua puede formar Puentes de H con hasta 4 moléculas de agua vecinas, o con otras moléculas polares. Estructura polar del H 2 O: Puentes de Hidrógeno

7 PRINCIPALES GRUPOS FUNCIONALES “POLARES” DE LAS MOLÉCULAS ORGÁNICAS Oxidrilo Alcoholes Carbonilo Aldehídos Cetonas Carboxilo Ácidos orgánicos Éster Amino OH

8 GLUCIDOS o HIDRATOS de CARBONO Son moléculas que contienen un grupo aldehído o un grupo cetona; y varios grupos oxidrilo. Cuando tienen un grupo aldehído se denominan aldosas; y si presentan cetona, cetosas Son, por lo tanto, solubles en agua, ya que todos estos grupos funcionales permiten formar enlaces puente hidrógeno con ella. MONOSACÁRIDOS Los hidratos de carbono más simples se denominan monosacáridos, y tienen de tres a siete átomos de carbono. Los que tienen tres átomos de carbono se llaman triosas; con cuatro, tetrosas; con cinco, pentosas; con seis, hexosas, etc. Los más importantes son pentosas y hexosas.

9 Isómeros Ópticos Enantiómeros: imágenes especulares no superponibles. Epímeros: difieren en orientación de un -OH Tautómeros: difieren en el ordenamiento molecular Anómeros: grupo –OH por arriba o por debajo del plano de la molécula.

10 Disacáridos Los monómeros como la glucosa, la fructosa o la galactosa, pueden unirse entre sí mediante uniones covalentes llamadas glucosídicas. Cuando se unen dos monosacáridos, la molécula resultante se denomina disacárido. Sacarosa

11 Oligosacáridos Los monómeros como la glucosa, la fructosa o la galactosa, pueden unirse entre sí formando complejos de hasta diez-doce, formando un oligosacárido (“oligo” significa pocos). Los oligosacáridos se unen a lípidos o a proteínas formando moléculas complejas, ramificadas, de gran importancia para la membrana plasmática, ya que participan en el “reconocimiento” de sustancias. oligosacárido + lípido glucolípido oligosacárido + proteína glucoproteína Oligosacárido

12 Polisacáridos En distintas especies, se sintetizan diferentes polímeros de glucosa para almacenamiento de energía o con función estructural.

13 Quitina Formada por cadenas de glucosas modificadas. Constituye el exoesqueleto de artrópodos, la pared celular de hongos, etc.

14 LÍPIDOS Biomoléculas formadas por C, H y en menor proporción O. Son no solubles en agua y solubles en solventes no polares. Poseen múltiples funciones, desde almacenar energía a largo plazo en animales hasta funciones complejas como hormonales, vitamínicas, etc. Forman la estructura básica de todas las membranas biológicas. Recubren las fibras nerviosas (mielina) para la transmisión de impulsos eléctricos. Biomoléculas formadas por C, H y en menor proporción O. Son no solubles en agua y solubles en solventes no polares. Poseen múltiples funciones, desde almacenar energía a largo plazo en animales hasta funciones complejas como hormonales, vitamínicas, etc. Forman la estructura básica de todas las membranas biológicas. Recubren las fibras nerviosas (mielina) para la transmisión de impulsos eléctricos. Analizaremos los: Ácidos grasos Acilglicéridos Fosfolípidos Ceramidas Esteroides

15 Ácidos grasos Formados por un grupo carboxilo (ácido) y una cadena de C e H. Son anfipáticos, ya que el grupo carboxilo es polar, y la cola carbonada, hidrofóbica (no forma puentes de H con el agua ni otras sustancias polares). Saturados: son los que sólo contienen enlaces simples C-C en su estructura. Son sólidos a temperatura ambiente y forman las grasas. Insaturados: son los que poseen dobles y/o triples enlaces. Se encuentran en las grasas de origen vegetal. A temperatura ambiente son líquidos como los aceites. Los ácidos grasos en agua forman “micelas”

16 Acilglicéridos Son lípidos insolubles en agua, formados por la unión entre el glicerol (poli alcohol) y tres ácidos grasos (iguales, o distintos entre sí). Funcionan como reserva de energía a largo plazo y como aislantes térmicos. Forman las grasas y aceites. GlicerolÁcidos grasos H2OH2O Un glicerol puede unirse a: 1 ácido graso: forma monoglicéridos 2 ácidos grasos: forma diglicéridos 3 ácidos grasos: forma triglicéridos

17 Fosfolípidos Son un tipo diferente de acilglicéridos, también llamados fosfoglicéridos. Resultan de la unión de una molécula de glicerol con dos moléculas de ácido graso, una de fosfato y un alcohol como la colina u otros. Son moléculas anfipáticas con porciones polares (hidrófilas) y no polares (hidrófobas). Son componentes estructurales de las membranas celulares

18 Formación de Bicapa Los fosfolípidos tienen movimientos en las bicapas. Puede rotar, moverse lateralmente o cambiar de monocapa. Estos movimientos le otorgan fluidez a las membranas. A diferencia de los ácidos grasos, los fosfolípidos no forman micelas sino bicapas, que pueden unirse por sus extremos y formar vesículas cerradas llamadas liposomas. Las membranas celulares están formadas por fosfolípidos, a los que se asocian otras moléculas. Bicapa

19 Ceramidas Esfingol (alcohol de 18 C) + NH2  Esfingosina Esfingosina + Ácido graso  Ceramida Esfingol (alcohol de 18 C) + NH2  Esfingosina Esfingosina + Ácido graso  Ceramida

20 Esfingolípidos Son derivados de las Ceramidas Esfingolípidos Esfingomielina Glucoesfingolípidos CerebrósidosGangliósidos

21 Esteroides Los esteroides son lípidos derivados de una estructura de 4 ciclos (3 de 6 carbonos y 1 de 5) fusionados. El más conocido es el colesterol, del cual se derivan: hormonas sexuales como la testosterona y los estrógenos, ácidos biliares, pigmentos, vitaminas A, D, etc. El colesterol es integrante de las membranas biológicas. Se ubica entre los fosfolípidos regulando la fluidez de los mismos.

22 Terpenos Constituidos por unidades de isopreno. Intervienen en la formación de la coenzima Q, de vitaminas liposolubles y de pigmentos de vegetales. La coenzima Q10 o ubiquinona actúa como anti-oxidante, protegiendo a las células.