jueves, 10 de septiembre de 2015

BIOMOLECULAS INORGÁNICAS.

LAS BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS  están  constituidas por el agua y las sales minerales.

EL AGUA
El agua es la sustancia más abundante en la biosfera, dónde la encontramos en sus tres estados y es además el componente mayoritario de los seres vivos, pues entre el 65 y el 95% del peso de de la mayor parte de las formas vivas es agua.La molécula de agua está formada por dos átomos de H unidos a un átomo de O por medio de dos enlaces covalentes.
PRINCIPALES FUNCIONES DEL AGUA :
  1. Soporte o medio donde ocurren las reacciones metabólicas.
  2. Amortiguador térmico.
  3. Transporte de sustancias.
  4. Lubricante, amortiguadora del roce entre órganos.
  5. Favorece la circulación y turgencia.
  6. Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos.
  7. Puede intervenir como reactivo en reacciones del metabolismo, aportando hidrogeniones o hidroxilos al medio.

LAS SALES MINERALES
Las sales minerales son biomoléculas inorgánicas que aparecen en los seres vivos de formaprecipitadadisuelta en forma de iones o asociada a otras moléculas.Las sales disueltas en agua manifiestan cargas positivas o negativas.


FUNCIONES DE LAS SALES MINERALES 
  • Regulan el balance del agua dentro y fuera de las células (electrolitos). También conocido como proceso de Ósmosis.
  • Permiten la entrada de sustancias a las células (la glucosa necesita del sodiopara poder ser aprovechada como fuente de energía a nivel celular).
  • Colaboran en procesos metabólicos (el cromo es necesario para el funcionamiento de la insulina, el selenio participa como un antioxidante).
  • Intervienen en el buen funcionamiento del sistema inmunológico (zinc, selenio,cobre).

PARA UNA MAYOR INFORMACIÓN SUGIERO ESTE VÍDEO EXPLICANDO LOS AMINOÁCIDOS, CARBOHIDRATOS, LIPIDOS Y PROTEÍNAS.



BIBBLIOGRAFIA:
  1. DR. JACK D. BURKE, BIOLOGIA CELULAR, (574.87/B87b EJ 1)
  2. DE ROBERTIS Y JOSE HIB, FUNDAMENTOS DE BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR DE ROBERTIS, (574.87/D278f EJ 1)


Wedgraficas
  1. PROFESOR EN LINEA.
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TIPOS DE BIOMOLECULAS: PROTEÍNAS.

PROTEÍNAS
Las proteínas son las biomoléculas que más diversidad de funciones realizan en los seres vivos; prácticamente todos los procesos biológicos dependen de su presencia y/o actividad.
Las proteínas son polímeros de unidades menores denominados aminoácidos, constituidas básicamente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y fósforo (P).

TIENE COMO PRINCIPALES FUNCIONES

  1. Dar forma al  material estructural básico de la célula, estando presentes en la membrana plasmática y en el sistema de membranas intracelulares.
  2. Constituyen a las principales  enzimas, catalizadores biológicos que controlan la velocidad de las reacciones químicas celulares.
  3. Regulan el equilibrio ácido-base y osmótico de la sangre (albúminas y globulinas)
  4. Cumplen una función respiratoria transportando y/o almacenando oxígeno (hemoglobina y mioglobina).
  5. Participan en la defensa orgánica constituyendo anticuerpos (globulinas).
  6. Permiten la contracción musculas (actina y misiona).
  7. Actúan como hormonas (insulina, oxitocina, prolactina).

Funciones de las proteínas.






Estas están divididas en dos grandes grupos:

Heteroproteínas, proteínas complejas o conjugadas. Además de las cadenas polipeptídicas, están compuestas también por una parte no proteica que se denomina grupo prostético.

  • Holoproteínas o proteínas simples. Están formadas únicamente por cadenas polipeptídicas, ya que en su hidrólisis sólo se obtienen aminoácidos. Dicho de otra forma: están formadas exclusivamente por aminoácidos.

  • Heteroproteínas:
    Según la naturaleza del grupo prostético, las heteroproteínas se clasifican en fosfoproteínas, glucoproteínas, lipoproteínas, cromo-proteínas y nucleoproteínas.
    • *Fosfoproteínas: Su grupo prostético es el ácido ortofosfórico. Ejemplos de fosfoproteínas son la vitelina, presente en la yema de huevo, y la caseína, abundante en la leche y proteína principal del queso.
    • *Glucoproteínas: Su grupo prostético está formado por un glúcido. Se encuentran en las membranas celulares, donde desempeñan una función antigénica. Las gammaglobulinas con función de anticuerpos son, así mismo, glucoproteínas. También se incluyen en este grupo el mucus protector de los aparatos respiratorio y digestivo, algunas hormonas y el líquido sinovial presente en las articulaciones.
    • *Lipoproteínas: Su grupo prostético es un lípido. Aparecen en las paredes bacterianas y en el plasma sanguíneo, donde sirven como transportadores de grasas y colesterol.
    • *Cromoproteínas: Tienen como grupo prostético una molécula compleja que posee dobles enlaces conjugados, lo que les confiere color. Hemoglobina, porfirina, hemocianina, citocromos… pertenecen a este grupo.
    • Nucleoproteínas. Su grupo prostético está formado por ácidos nucleídos. Las nucleoproteínas constituyen la cromatina y los cromosomas.




Holoproteínas:
Según su estructura tridimensional, las holoproteínas se subdividen en proteínas globulares y fibrilares.

Algunas proteínas con estructura globular pueden adquirir estructura fibrilar y  hacerse insolubles. Éste es el caso de la transformación de fibrinógeno en fibrina durante el proceso de la coagulación sanguínea. Los filamentos de fibrina crean una red donde los glóbulos rojos quedan atrapados y forman el coágulo.

Entre las proteínas globulares resaltan:

  • Albúminas: Constituyen un grupo de proteínas grandes, que desempeñan funciones de transporte de otras moléculas o de reserva de aminoácidos. Se pueden diferenciar a su vez en lacto albúminas, ovoalbúminas y sero-albúminas, según se localicen en la leche, en la clara de huevo o en el plasma sanguíneo, respectivamente. Son las proteínas más grandes, pudiendo llegar a alcanzar masas moleculares de 1000 000. Como su nombre indica, su forma globular es muy perfecta. Se incluyen en este grupo algunas heteroproteínas, como la hemoglobina.
  • Histonas: Poseen una masa molecular baja y contienen una gran pro­porción de aminoácidos básicos. Asociadas al ADN, forman parte de la cromatina y desempeñan un rol muy importante en los procesos de regulación génica,

Las proteínas fibrilares realizan generalmente funciones estructurales. Se incluyen en este grupo algunas proteínas muy conocidas:

  • Queratina: Presente en las células de la epidermis de la piel y en estructuras cutáneas como pelos, plumas, uñas y escamas, es una proteína rica en el aminoácido cisteína.
  • Colágeno: Su resistencia al estiramiento justifica su presencia en los tejidos conjuntivo, cartilaginoso y óseo. Posee una estructura secundaria característica compuesta por tres cadenas trenzadas.
  • Miosina: Esta proteína participa activamente en la contracción de los músculos.
  • Elastina:. Como su nombre indica, posee una gran elasticidad que le permite recuperar su forma tras la aplicación de una fuerza. Debido a esta propiedad, la elastina se encuentra en órganos sometidos a deformaciones reversibles, como los pulmones, las arterias o la dermis de la piel.

TIPOS DE BIOMOLECULAS: LIPIDOS

 LÍPIDOS: Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría biomoléculas, compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno, que tienen como característica principal el ser hidrofóbicas o insolubles en agua y sí en disolventes orgánicos como la bencina, el alcohol, el benceno y el cloroformo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales.
 Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (triglicéridos), la estructural (fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora (esteroides).

Funciones de los lípidos

1. Función de reserva.
 Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo de grasa produce 9,4 kilo-calorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que proteínas y glúcidos sólo producen 4,1 kilo-caloría/gr.

2. Función estructural.
 Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren órganos y le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo de pies y manos.

3. Función reguladora. 
algunas hormonas y los ácidos biliares regulan los procesos vitales para un adecuado funcionamiento del organismo.
Compuesto químico de los lípidos.

Lípidos saponificables

  • Ácidos grasos saturados. Son lípidos que no presentan dobles enlaces entre sus átomos de carbono. Se encuentran en el reino animal. Ejemplos: ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, acido margárico, ácido esteárico, ácido araquídico y ácido lignogérico.
  • Ácidos Insaturados. Poseen dobles enlaces en su configuración molecular. Se encuentran en el reino vegetal. Por ejemplo: ácido palmitoleico, ácido oleico, ácido elaídico, ácido linoleico, ácido linolénico y ácido araquidónico y acido nervónico.
  • Fosfolípidos. Se caracterizan por tener un grupo fosfato en su configuración molecular.
  • Glucolípidos. Son lípidos que se encuentran unidos a un glúcido.

Lípidos in-saponificables

  • Terpenos: son derivados del hidrocarburo isopreno. Entre ellos se encuentran las vitamina E, A, K y aceites esenciales.
  • Esteroides: Son derivados del hidrocarburo esterano. Dentro de este grupo se encuentran los ácidos biliares, las hormonas sexuales, la vitamina D y el colesterol.
  • Eicosanoides: son lípidos derivados de ácidos grasos esenciales tipo omega 3 y omega 6. Dentro de este grupo se encuentran las prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos

TIPOS DE BIOMOLECULAS: AMINOÁCIDOS Y CARBOHIDRATOS.

Existen dos tipos de biomoleculas : las orgánicas e inorgánicas.


BIOMOLECULAS ORGÁNICAS:

Este tipo de moléculas se caracteriza por que son base de carbonos y  los mayores componentes orgánicos que produce solo el ser vivo y con el cual le aporta los elementos necesarios al cuerpo para poder subsistir.
Estos  se dividen en 4 grupos:

  1. Aminoácidos.
  2. Carbohidratos.
  3. Lípidos
  4. Proteínas.

AMINOÁCIDOS:

Son el ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico). 
Son macro moléculas formadas por nucleótidos unidos por enlaces.
Un aminoácido, como su nombre indica, es una molécula orgánica con un grupo amino 
(-NH2) y un grupo carboxilo (-COOH; ácido). Los aminoácidos más frecuentes y de mayor interés son aquellos que forman parte de las proteínas. 
Dos aminoácidos se combinan en una reacción de condensación que libera agua formando un enlace peptídico. Estos dos “residuos” aminoácidos forman un dipéptido. Si se une un tercer aminoácido se forma un tripéptido y así, sucesivamente, para formar un polipéptido. Esta reacción ocurre de manera natural en los ribosomas, tanto los que están libres en el citosol como los asociados al retículo endoplasmático.
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compuesto químico de los aminoácidos.
Los aminoácidos se clasifican en tres grupos:

  1. Aminoácidos esenciales.
  2. Aminoácidos no esenciales.
  3. Aminoácidos condicionales.

Aminoácidos esenciales:
  1. Los aminoácidos esenciales no los puede producir el cuerpo. En consecuencia, deben provenir de los alimentos.
  2. Los nueve aminoácidos esenciales son: histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano y valina.
Aminoácidos no esenciales:
  1. "No esencial" significa que nuestros cuerpos producen un aminoácido, aun cuando no lo obtengamos de los alimentos que consumimos.
  2. Estos aminoácidos abarcan: alanina, asparagina, ácido aspártico y ácido glutámico.
Aminoácidos condicionales:
  1. Los aminoácidos condicionales por lo regular no son esenciales, excepto en momentos de enfermedad y estrés.
  2. Ellos abarcan: arginina, cisteína, glutamina, tirosina, glicina, ornitina, prolina y serina.

 CARBOHIDRATOS.
Los  carbohidratoshidratos de carbono o sacáridos son moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Son solubles en agua y se clasifican de acuerdo a la cantidad de carbonos o por el grupo funcional que tienen adherido. Estos son la principal fuente de energía celular ya que es principal componente estructural  de  los azúcares de transporte de vegetales.
Un aspecto importante de los hidratos de carbono es que pueden estar unidos covalentemente a otro tipo de moléculas, formando glicolípidos, glicoproteínas.
Están formados por C, H, O en una relación CH2O
En cuanto a su composición, los carbohidratos pueden ser desde muy sencillos hasta muy complejos. Los carbohidratos más sencillos son los monosacáridos; tienen una sola unidad molecular formada por un grupo funcional aldehído o cetona y cierto número de grupos hidroxilo. También encontramos polisacáridos son grandes moléculas formadas por la unión de un gran número de moléculas de monosacáridos unidas entre sí por enlaces glucosídicos, y los Los oligosacáridos son carbohidratos formados por la unión de entre 2 y 9 monosacáridos.

A) Monosacáridos o azúcares simples: no pueden ser hidrolizados a moléculas más pequeñas. En su nomenclatura, el sufijo “osa” es para designar un azúcar reductor que contiene un grupo aldehído o un grupo alfa-hidroxicetona. Ejemplo: Ribosa, arabinosa, xilosa, lixosa, ribulosa, fructosa, glucosa, que se encuentran en las frutas, miel y verduras. 

B) Oligosacáridos (oligos = pocos; son menos dulces que los monosacáridos o los disacáridos): polímeros desde 2 hasta 10 unidades de monosacáridos.



1) Disacáridos: formados por la unión de dos monosacáridos iguales o distintos que producen dos moléculas de monosacáridos por hidrólisis.
Ejemplo: lactosa (glucosa y galactosa), sacarosa (combinación de glucosa y fructosa), sacarosa es mejor conocida como azúcar de mesa, la lactosa considerada el azúcar de la leche (glucosa y galactosa) y la maltosa conocida como azúcar de los cereales y la cerveza (glucosa y  glucosa).

2) Polisacáridos: están formados por la unión de más de 10 monosacáridos simples.
Complejos.  Tienen función de reserva como almidón, glucógeno y dextranos y función estructural: celulosa y xilanos.

Polisacáridos: Son cadenas de gran longitud de cientos de moléculas de glucosa. Existen dos tipos: los almidones y las fibras o celulosa.   Los almidones son convertidos por acción de la digestión a moléculas simples de glucosa, absorbidos y vertidos inmediatamente al torrente sanguíneo.   El cuerpo humano no puede digerir las fibras, por lo que la utilidad de estas consiste principalmente en proporcionar volumen al bolo intestinal contribuyendo así a la digestión y ahora se sabe que una leve proporción de fibra puede ser fermentada por las bacterias intestinales y producir ácidos grasos de cadena corta.  Las funciones de los polisacáridos son reserva energética y estructural.  Los polisacáridos de reservason los que guardan la glucosa, en forma de almidón en los vegetales y glucógeno en los animales, para liberarla al organismo cuando es necesaria.


El glucógeno es el principal polisacárido de reserva en animales. Se acumula en forma de gránulos en el hígado y músculos que mueven el esqueleto. Está formado por miles de moléculasunidas por enlaces (1--4). Tiene forma de hélice y está ramificado, pero la ramificación es mayor, porque se produce cada 8 o 10 carbonos. Se puede decir que está formado por gran cantidad de maltosas.


 
Almidón: principal polisacárido de reserva energética en los vegetales. Se acumula en forma de gránulos dentro de los plastos, sobre todo en las células de la semilla, de la raíz y del tallo.  El almidón está compuesto de: Amilosa: formado por -D-glucopiranosas unidas mediante enlaces (1-4), formada por maltosa, en una cadena sin ramificar y por  Amilopectina: formado por -D-glucopiranosas unidas mediante enlaces (1-4),  de cadena ramificada cada 12 glucosas.  


 La celulosa es un polímero estructural ramificado, componente principal de las paredes celulares de las plantas A pesar de que está formada por glucosas, los animales no la pueden utilizar como fuente de energía, ya que no es digerible porque no cuentan con la enzima necesaria para romper los enlaces β-1,4-glucosídicos; sin embargo, es importante incluirla como fibra dietética porque facilita la digestión.




LAS BIOMOLECULAS

Los organismos vivos producen elementos que al combinarse le permiten subsistir,  estos son llamados biomoleculas y componen la materia viva.Las biomoléculas están constituidas principalmente por carbonohidrógeno,nitrógeno y oxígeno, y en menor medida fósforo y sulfuro. Suelen incorporarse otros elementos, pero en menor frecuencia.

Para poder ser estudiadas, deben ser extraídas de los seres vivos mediante procedimientos físicos, nunca químicos, ya que si así fuera, su estructura molecular se alteraría. 
Toda materia viva tienen una extensa composición de elementos moleculares; daré un breve ejemplo con una bacteria común en la flora intestinal humana denominada  Escherichia coliesta bacteria es anaerobia por lo que no sobrevive en el aire.


                                            
Biomolécula                                       celular total                      moleculares
 _________________________________________________________________________
AGUA                                                 70                                                            1
PROTEÍNAS                                      15                                                        3000
ÁCIDOS NUCLEICOS
            DNA                                         1                                                             1
            RNA                                         6                                                    > 3000
POLISACÁRIDOS                              3                                                             5
LÍPIDOS                                             2                                                           20
SILLARES ESTRUCTURALES
            E INTERMEDIARIOS            2                                                            500
IONES INORGÁNICOS                     1                                                              20



En la tabla anterior  aparece la composición molecular de Escherichia coli , con las cantidades relativas de los distintos tipos de biomoléculas. Se puede constatar que el agua es la biomolécula más abundante (70%), le siguen las proteínas, que constituyen un 50% del peso seco de la célula, y a continuación los ácidos nucleicos seguidos de los azúcares y los lípidos.