Biomoléculas De todos los elementos que hay en la biosfera, sólo
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Antología de química Biomoléculas De todos los elementos que hay en la biosfera, sólo seis componen el 99% del mundo vivo, el C, H, N, O, P y S. Estos no son los elementos más abundantes en la superficie de la Tierra y, además, todos deben ganar al menos un electrón para completar sus niveles energéticos exteriores, lo que implica que suelen establecer enlaces covalentes, es decir, enlaces formados por pares de electrones compartidos. En el enlace covalente este par de electrones forma un nuevo orbital denominado molecular y envuelve a los núcleos de los dos átomos. En los seres vivos es muy importante la cantidad de los átomos de carbono. Forman el 19% del cuerpo humano, se unen por enlaces covalentes, cada átomo de carbono posee cuatro electrones en su nivel energético extremo, y puede compartir cada uno de estos electrones uniéndose, como ya se ha mencionado, por enlaces covalentes. El agua representa del 50% al 90% de un sistema viviente y varios iones, sobre todo el K+, Na+ y el Ca2+, se encuentran formando el 1%. El resto se compone de moléculas orgánicas, cuyo elemento más característico es el carbono, quien puede unirse de forma covalente a otros átomos de carbono para formar cadenas, pudiendo así, constituirse una gran variedad de moléculas. Existen cuatro tipos fundamentales de moléculas orgánicas: - Hidratos de carbono. - Lípidos. - Proteínas. - Ácidos nucleicos. Hidratos de carbono Denominados también Glúcidos o Carbohidratos, son compuestos formados por Carbono, Hidrógeno y Oxígeno. Al estar constituidos por los tres elementos mencionados, se los denomina Terciarios. Su fórmula general será CnH2nOn. En función del número de moléculas, se distinguen los siguientes grupos: - Monosacáridos. (Una sola molécula). - Oligosacáridos (de dos a nueve monosacáridos unidos) - Polisacáridos. (Más de nueve monosacáridos) Monosacáridos Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 1 Antología de química Son las unidades fundamentales de los hidratos de Carbono, puesto que no pueden ser degradarlos a compuestos más simples. Una de las formas más comunes en que se los divide, toma como criterio de clasificación la cantidad de átomos de Carbono que poseen. Así se los denomina: Triosas: si están compuestos por tres átomos de Carbono. Tetrosas: constituidos por cuatro átomos de Carbono. Pentosas: formados por cinco átomos de Carbono. Hexosas: poseedoras de seis átomos de Carbono. Dentro de las Pentosas, daremos dos ejemplos de principal relevancia. La Ribosa, que forma parte del ARN y la Desoxirribosa, constituyente principal del ADN. (Ver Ácidos Nucleicos) Si hablamos de las Hexosas, la glucosa constituye el principal ejemplo de este grupo. Otros monosacáridos poseen el mismo número de átomos de C, O e H que la glucosa, pero se diferencian en la posición que adoptan estos en el espacio y por las uniones que se establecen entre ellos, siendo este el caso de fructosa y la galactosa. Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 2 Antología de química La Galactosa es otra Hexosa y se diferencia de la glucosa en la situación de los átomos de carbono, y un hidroxilo (OH) en uno de sus carbonos. A estas moléculas que tienen fórmulas generales iguales, pero las estructurales diferentes, se las denomina isómeros. Es de hacer notar que todas las Hexosas mencionadas hasta el momento, son combustibles celulares, siendo la glucosa su principal exponente. Recordemos que, cuando hablamos de un “combustible celular”, nos referimos a una molécula que puede ser directamente degradada por la célula para la obtención de energía. Se produce, en el proceso de degradación, la ruptura de los enlaces que se establecen entre los átomos del combustible, liberando así la energía acumulada en ellos. Es en el mismo proceso de respiración celular donde se produce la ruptura, controlada por enzimas, de los enlaces mencionados en el párrafo anterior. Recordemos que la fórmula GENERAL de dicho PROCESO es: En la fórmula puede observarse que, partiendo de una molécula de seis átomos de carbono, se producen seis moléculas de un átomo de carbono cada una, lo cual implica que en la misma se produjo la ruptura de enlaces y su posterior liberación de Energía. Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 3 Antología de química Más adelante estudiaremos qué clase de energía se libera y dónde es acumulada. Oligosacáridos: Están formados por la unión de unos pocos monosacáridos (entre 2 y 10), mediante enlaces glucosídicos. Los nombres indican la cantidad de monosacáridos que los componen. Son cristalinos, solubles en agua y poseen sabor dulce. Dentro de este grupo figuran los disacáridos, caracterizados por estar formados por la unión de dos monosacáridos. Son de especial importancia: - Maltosa: Formada por la unión de dos moléculas de glucosa. Se la denomina también “azúcar de malta”. Refiere a un producto intermedio en la degradación del almidón. - Sacarosa: Es la más conocida por nosotros, ya que se trata del azúcar de caña o azúcar común. Está formada por la unión de glucosa y fructosa. - Lactosa: Formada por glucosa y galactosa. Es el azúcar que está presente en la leche (he ahí su nombre). Todos los disacáridos son combustibles celulares. Polisacáridos: Resultan de la unión de más de diez monosacáridos. Pueden constituir largas cadenas, que adoptan una forma lineal o ramificada. A diferencia de los otros hidratos de carbono, no son cristalinos, son insolubles en agua y no presentan sabor dulce. Son importantes los polímeros de glucosa y, aunque el monómero es siempre el mismo, las distintas uniones glucosídicas y los diversos pesos moleculares que se alcanzan, determinan que los polisacáridos resultantes tengan distintas propiedades. Los polisacáridos se clasifican según su función en: Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 4 Antología de química • Polisacáridos de reserva. • Polisacáridos estructurales. Los polisacáridos de reserva. En este grupo se encuentra el almidón, que es la forma de almacenamiento de energía más importante de los vegetales, está compuesto por polímeros de glucosa que se pueden presentar de dos formas estructurales, son la amilosa y la amilopectina. La amilosa puede contener en cada molécula 1000 o más unidades de glucosa, que se unen entre sí por los carbonos 1 y 4, formando cadenas lineales, no ramificadas y dispuestas en hélice. La amilopectina está constituida por unidades de glucosa. A diferencia de la amilosa, la amilopectina posee mayor peso molecular y, en la misma, pueden observarse ramificaciones cada 25 unidades de glucosa. En la cadena lineal de la amilopectina, las glucosas se unen mediante enlaces glucosídicos que se establecen entre el carbono 1 y el 4. Las ramificaciones, en cambio, se producen mediante uniones entre los carbonos 1 y el 6. Los almidones son insolubles en agua y las plantas convierten los excesos de glucosa en almidón. Pueden observarse, en las células del tipo eucariota vegetal, los amiloplastos repletos de este polisacárido a la “espera” de ser degradado ante un déficit energético. Las células del tipo animal reservan las moléculas de glucosa en un compuesto denominado Glucógeno. Su estructura es parecida a la de la amilopectina, pero cada ramificación contiene sólo de 16 a 24 monómeros de glucosa. Este polisacárido es principalmente abundante en nuestras células hepáticas (hepatocitos) y musculares. Los polisacáridos estructurales. Entre estos se encuentra la celulosa, que representa la mitad del carbono orgánico de la biosfera y forma la parte fibrosa de la pared celular de las plantas. Es un polisacárido formado por unas 10.000 unidades de glucosa, siendo estas unidades C, mientras que en el almidón son de tipo D. En la celulosa los grupos hidroxilo (-OH) forman enlaces de hidrógeno, con los grupos -OH sobresalientes de las unidades vecinas, además, los enlaces covalentes formados entre cada dos monómeros de glucosa tienen una orientación alternativa hacia abajo y arriba formando una molécula larga y rígida: Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 5 Antología de química Estas características moleculares, le confieren a la celulosa la capacidad de originar fibras compactas y resistentes, por lo cual su función es netamente estructural. No hay cadenas laterales en la celulosa, como resultado de esta estructura celular se forman microfibrillas cristalinas resistentes a la acción de las enzimas y el agua. El hombre y muchos animales no digieren la celulosa, pues no poseen las enzimas necesarias para su degradación. En el caso de los rumiantes, como los bovinos, una de sus cavidades estomacales (el rumen) contiene microorganismos que son capaces de degradar la celulosa a glucosa. Otro polisacárido estructural importante es la quitina, se encuentra formando parte del exoesqueleto de muchos artrópodos y de las paredes celulares de los hongos. Se lo clasifica dentro de los Polisacáridos Complejos, puesto que entre su composición figuran muchas unidades derivadas de monosacáridos. Los monómeros de la quitina son hexosas parecidas a la glucosa, pero éstas tienen átomos de nitrógeno. LÍPIDOS En el capítulo anterior veíamos que los hidratos de carbono son sumamente importantes para la célula, tanto a nivel estructural como funcional. Los lípidos no escapan a dicha importancia, puesto que en la célula conforman elementos de estructura y actúan como elementos de reserva energética. Juegan un papel preponderante al ser constituyentes fundamentales del tejido adiposo. Los compuestos incluidos bajo este nombre genérico de lípidos tienen estructuras químicas muy disímiles, por lo tanto, resulta difícil tanto su definición como su clasificación. A pesar de esto, podemos considerarlos como derivados de los ácidos grasos, teniendo ellos una propiedad física en común: son insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos tales como el cloroformo, el éter, el alcohol, la acetona, etc. Clasificación de los Lípidos: La clasificación que se presenta a continuación es muy básica y reviste su importancia desde el punto de vista didáctico. El inconveniente que presenta es que no incluye algunos lípidos muy importantes como el colesterol y sus derivados. Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 6 Antología de química Lípidos Simples: Ácidos Grasos: Son ácidos monocarboxílicos, es decir que presentan un solo grupo ácido (COOH), casi siempre son de cadena lineal y número par de átomos de carbono. Se encuentran libres en muy pequeña proporción, ya que en general, en la naturaleza se los encuentran asociados a otras moléculas. Para ordenar y facilitar el estudio de los mismos, podemos subdividirlos en: • Ácidos Grasos Saturados (Poseen únicamente enlaces covalentes simples) • Ácidos grasos NO Saturados ( Poseen enlaces covalentes simples y dobles). Ácidos Grasos Saturados: En la naturaleza, se han encontrado todos los ácidos saturados de cadena lineal y número par de átomos de carbono. Los más comunes rondan entre los 4 y los 32 átomos de carbono (ver tabla), siendo los más abundantes aquellos que presentan entre 12 y 18 átomos de carbono. A continuación, se presentan una tabla con los principales ácidos grasos saturados de cadena lineal: Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 7 Antología de química Los ácidos grasos saturados más abundantes son el palmítico, el láurico, el mirístico y el esteárico. Este último abunda en las grasas de origen animal pero en los vegetales sólo se encuentran en cantidades mínimas. Ácidos Grasos No Saturados: Aún no se han encontrado en la naturaleza ácidos grasos no saturados con menos de diez átomos de carbono. Incluso, los ácidos de 10, 12 y 14 átomos de carbono se encuentran en muy pocas cantidades (trazas) en algunas ceras. Los ácidos grasos No saturados, suelen predominar con respecto a los que sí lo están, especialmente en las grasas neutras y en las células de aquellos organismos que se caractericen por ser poiquilotermos y que vivan a temperaturas bajas. En la mayoría de los ácidos grasos olefínicos que se presentan en los organismos superiores, existe un doble enlace entre los átomos de carbono 9 y 10, pudiendo existir además dobles Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 8 Antología de química enlaces entre el carbono 1 y el metilo terminal de la cadena. En la tabla que se presenta a continuación se presentan los ácidos olefínicos más comunes: De los ejemplos citados en la tabla precedente, cabe mencionar que el Ácido cetoleico se encuentra en los aceites de pescado, el araquidónico se encuentra en la grasa humana del hígado y en las lecitinas, el nervónico es un constituyente de los aceites de pescado y de los tejidos cerebrales. En los ácidos Grasos que contienen dos o más dobles enlaces, éstos no se hallan casi nunca conjugados sino que están separados por un grupo metileno (CH2), es decir que los dobles enlaces se encontrarían separados y no ubicados en forma contigua. Los ácidos grasos y sus propiedades: Al comienzo de este apartado indicábamos que los ácidos grasos de cadena larga, saturados o no, son esencialmente insolubles en agua, sin embargo, sus sales de sodio y potasio, llamadas jabones, presentan una respuesta muy característica en presencia de este compuesto vital. Los jabones, en contacto con medios acuosos, se dispersan con facilidad formando estructuras denominadas micelas. Las micelas son aglomeraciones esféricas en las que los grupos polares (grupo carboxilo) toman contacto con la fase acuosa y los grupos no polares (la cola hidrocarbonada) Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 9 Antología de química permanecen unidas dentro de la estructura micelar. Las micelas se caracterizan por poseer centenares y hasta millares de moléculas. Glicéridos: Los Glicéridos se caracterizan por ser ésteres de los Ácidos Grasos superiores y de la glicerina (glicerol o propanotriol). La fórmula general de los glicéridos es la que sigue: Los Glicéridos son también conocidos con el nombre de Grasas Neutras o el de Acilglicéridos. Cuando en un glicérido, los tres grupos alcohólicos están unidos a un Ácido Graso, estamos en presencia de un triglicérido, siendo estos los mayores constituyentes de las grasas neutras naturales. También es menester encontrarlos unidos a uno o dos Ácidos grasos, para lo cual se los denominará como Monoglicéridos o Diglicéridos respectivamente. Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 10 Antología de química En este grupo, también podemos incluir a los aceites. Desde el punto de vista químico estructural, no hay diferencias entre los aceites y las grasas. Ambos comparten la característica de estar formados por glicerol y ácidos grasos, pero sí se diferencian porque a temperatura ambiente los aceites son líquidos y las grasas se encuentran en estado sólido. Es una característica de los aceites el estar formados por ácidos grasos no saturados. Es importante discriminar el uso químico de la palabra “aceites” del uso vulgar que la misma reviste. Generalmente se suele utilizar vulgarmente la palabra aceite para referirse a los “aceites lubricantes” que químicamente forman parte de los hidrocarburos. Propiedades de los Glicéridos: Los Triglicéridos son relativamente insolubles en agua y no tienden por sí mismos a la formación de micelas. Los di o monoglicéridos presentan una polaridad bastante apreciable al poseer grupos hidroxilo ( OH) libres y por ello tienden a la formación de micelas. Si bien no son solubles en agua, sí lo son en solventes orgánicos tales como el éter, el cloroformo, el benceno, el tetracloruro de carbono y el etanol caliente. Los triglicéridos son buenos solventes de otras grasas y de los ácidos grasos. Las grasas puras, poseen propiedades organolépticas especiales, ya que carecen de olor, color y sabor. Sin embargo, si son expuestas al aire, por un tiempo considerable, suelen adquirir reacción ácida y coloración amarillenta. Este fenómeno encuentra su causa en la hidrólisis parcial y oxidación de los ácidos grasos no saturados. El proceso descrito suele denominarse enranciamiento. Algunas de las funciones principales de los triglicéridos son: - Constituyen reservas energéticas animal (grasas) y vegetal (aceites), pudiendo almacenarse en grandes depósitos. - Son buenos aislantes térmicos Ceras: Las ceras se caracterizan por ser sólidos que poseen bajo punto de fusión y una textura casi única. Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 11 Antología de química Su función reviste en ser compuestos que recubren y protegen la piel, el pelo, las plumas de los animales superiores. También es común encontrarlas sobre las hojas y los frutos de las plantas superiores, donde cumplen la misma función que en los animales. Las ceras, a diferencia de los Glicéridos, no constituyen alimento, pues no son atacadas por enzimas por lo cual se pierde la posibilidad de degradarlas y absorberlas. Lípidos Complejos: A principio de este apartado, clasificábamos a los lípidos y decíamos que podíamos dividirlos en dos grandes grupos: los Lípidos Simples y los Complejos. En el primer grupo incluíamos a los Ácidos Grasos, los Glicéridos y a las Ceras y veíamos la importancia de dichos compuestos a nivel de la reserva energética que significaban los dos primeros de estos compuestos. En cuanto a los lípidos complejos, que comenzaremos a estudiar en este momento, podremos incluir en este grupo a los fosfolípidos. Fosfolípidos: Aunque abundan especialmente en el cerebro, son constituyentes esenciales de todas las células. Conforman, junto con otras moléculas, la membrana plasmática de las células eucariotas, tanto animales como vegetales, y procariotas. También marcan su presencia sustancial en los núcleos celulares, los microsomas y las mitocondrias. Los fosfolípidos están constituidos por moléculas en las cuales un extremo, denominado cola, se caracteriza por ser hidrófobo (no polar) y el otro extremo, denominado “cabeza”, hidrofílico, que interactúa con el agua. Al poseer esta característica, se dice que son compuestos anfipáticos. La tendencia natural de estas sustancias, en presencia del agua, es a formar láminas estructuradas. Esta propiedad es fundamental para el establecimiento de las membranas celulares. Mencionábamos anteriormente la importancia de estos compuestos en la composición de las membranas celulares. Cuando un fosfolípido es disperso en una solución acuosa, le cabe la adopción de tres formas posibles: la micela, la bicapa y los liposomas. El tipo de estructura formada, dependerá de la longitud que presenten las cadenas de los ácidos grasos que constituyan dicho fosfolípido, del grado de saturación con el cual se encuentre, de la temperatura, de la composición iónica del medio acuoso y del modo de dispersión de los fosfolípidos en la solución. Tanto en la micela, la lámina, como así también en los liposomas, la agrupación de las cadenas de los ácidos grasos genera un medio hidrófobo en el núcleo, produciéndose así la eliminación de las moléculas de agua de los mismos. Rara vez se asocia la formación de micelas con la presencia de fosfolípidos, puesto que las cadenas de sus ácidos grasos suelen ser demasiado voluminosas como para caber en el interior de esta estructura. Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 12 Antología de química En condiciones adecuadas, los fosfolípidos constituyen estructuras similares a láminas, denominadas bicapas lipídicas. Estas bicapas poseen el espesor de dos moléculas y, cada capa fosfolipídica de estas estructura laminar se denomina Hojuela. Las cadenas laterales de hidrocarburo de cada una de ellas reducen al mínimo el contacto con el agua, constituyendo así un ambiente netamente hidrofóbico entre las mismas. Este Núcleo carente de agua posee unos 3 nm de espesor. Debido a la existencia del núcleo hidrófobo, estas láminas en forma de bicapa resultan impermeables a moléculas tales como sales, azúcares, y casi todas las demás moléculas hidrófilas de pequeño tamaño. Varias evidencias indican que la bicapa fosfolipídica es la unidad estructural básica de casi todas las biomembranas constituyentes de las células. A esta bicapa se le ven asociadas proteínas, que son capaces de instituirles propiedades exclusivas, como el de transporte, la señalización y respuesta celular. Esteroides Los esteroides pueden definirse como derivados de un hidrocarburo tetracíclico denominado ciclopentanoperhidrofenantreno. Para la identificación de cada uno de los ciclos, se los denomina con las letras A, B, C y D. La numeración de los carbonos también está pautada y puede verse en la siguiente figura: Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 13 Antología de química Muchas son las moléculas que pertenecen a este grupo, por tanto, serán seleccionadas aquellas que posean interés para nuestros fines. Zooesteroles: Como la etiología de su nombre lo indica, se trata de esteroles de origen animal. Todos los zooesteroles descubiertos hasta el momento poseen un mismo esqueleto hidrocarbonado con 27 átomos de carbono. Si recordamos, el ciclopentanoperhidrofenantreno, poseía un total de 17 átomos de carbono, es decir que contienen 10 carbonos más que la de su molécula base. El principal esterol del organismo animal está representado por el colesterol, quien es sumamente abundante en la médula espinal, en el cerebro y en las sales biliares. Forma parte de las membranas plasmáticas de las células animales. Este compuesto presenta un doble origen, ya que puede ser endógeno o exógeno. En el caso del colesterol endógeno, el mismo es sintetizado principalmente en el hígado, aunque no debemos olvidar que otros órganos también intervienen en su producción. En cuanto al colesterol exógeno, podemos decir que este es aportado por alimentos tales como: los huevos, la manteca, los quesos, el hígado, etc. Una parte del mismo va a convertirse en Ácido Cólico, a partir del cual se sintetizan las sales biliares. Otra de las funciones, más que importantes del colesterol, es el actuar como precursor en la biosíntesis de las hormonas sexuales y en la Vitamina D. Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 14 Antología de química ÁCIDOS NUCLEICOS Son biopolímeros, de elevado peso molecular, formados por otras subunidades estructurales o monómeros, denominados nucleótidos. El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Meischer (1869), el cual trabajando con leucocitos y espermatozoides de salmón, obtuvo una sustancia rica en carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y un porcentaje elevado de fósforo. A esta sustancia se le llamó en un principio nucleína, por encontrarse en el núcleo. Años más tarde, se fragmentó esta nucleína, y se separó un componente proteico y un grupo prostético, este último, por ser ácido, se le llamó ácido nucleico. En los años 30, Kossel comprobó que tenían una estructura bastante compleja. En 1953, James Watson y Francis Crick, descubrieron la estructura tridimensional de uno de estos ácidos, concretamente del ácido desoxirribonucleico (ADN). Composición de los ácidos nucleicos Son biopolímeros formados por unidades llamadas monómeros, que son los nucleótidos. Los nucleótidos están formados por la unión de: a) Una pentosa, que puede ser la D-ribosa en el ARN; o la D-2- desoxirribosa en el ADN b) Una base nitrogenada, que puede ser: - Púrica, como la Guanina (G) y la Adenina (A) - Pirimidínica, como la Timina (T), Citosina (C) y Uracilo (U) Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 15 Antología de química c) Ácido fosfórico, que en la cadena de ácido nucleico une dos pentosas correspondientes a dos nucleótidos distintos. A la unión de una pentosa con una base nitrogenada se le llama nucleósido. Si la pentosa es una ribosa, tenemos un ribonucleósido. Estos tienen como bases nitrogenadas la adenina, guanina, citosina y el uracilo. Los ácidos nucleicos están formados, como ya se ha dicho anteriormente, por la polimerización de muchos nucleótidos. Atendiendo a su estructura y composición existen dos tipos de ácidos nucleicos que son: a) Ácido desoxirribonucleico o ADN o DNA b) Ácido ribonucleico o ARN o RNA Funciones de los ácidos nucleicos Entre las principales funciones de estos ácidos tenemos: - Duplicación del ADN - Expresión del mensaje genético: - Transcripción del ADN para formar ARNm y otros - Traducción, en los ribosomas, del mensaje contenido en el ARNm a proteínas. ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO O ADN A.- ESTRUCTURA. Está formado por la unión de muchos desoxirribonucleótidos. La mayoría de las moléculas de ADN poseen dos cadenas antiparalelas, unidas entre sí mediante las bases nitrogenadas, por medio de puentes de hidrógeno. La adenina enlaza con la timina, mediante dos puentes de hidrógeno, mientras que la citosina enlaza con la guanina, mediante tres puentes de hidrógeno. El ADN es el portador de la información genética, se puede decir por tanto, que los genes están compuestos por ADN. Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 16 Antología de química PROTEÍNAS Podemos definir a una proteína como a un polímero lineal, donde los monómeros son los 20 aminoácidos que especifica el código genético, unidos por medio de uniones covalentes, denominadas peptídicas, sin mostrar periodicidad alguna. Una de las preguntas que aparecen con frecuencia entre nuestros alumnos es si el término proteína es sinónimo del de péptido. La diferencia entre los dos términos es más que arbitraria, considerándose como límite un peso molecular de 10 000. Consideramos proteínas a todas aquellas cadenas polipeptídicas que lo sobrepasen y como péptido a aquellas que se encuentren por debajo de dicho peso molecular. ¿Cómo se clasifica a las proteínas? Toda clasificación encierra un criterio. En el caso de las proteínas, al ser moléculas muy complejas existe una gran diversidad de criterios para agruparlas. Dentro de los más utilizados podemos mencionar: a) la composición química, b) la estructura y c) la función biológica que cumplen. Clasificación de las Proteínas según su función biológica: El siguiente cuadro resume las principales funciones que cumplen las proteínas: Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 17 Antología de química Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 18 Antología de química Desnaturalización Proteica: Se denomina desnaturalización proteica a la pérdida de las conformaciones cuaternaria, terciaria y secundaria de las proteínas. Vale decir que, cuando una proteína se desnaturaliza, pierde todas sus conformaciones excepto la primaria, ya que las uniones del tipo peptídicas permanecen inalteradas. Los agentes desnaturalizantes más comunes son la variación de pH y /o de temperatura. La mayor parte de las proteínas se desnaturaliza cuando se las calienta por encima de los 60 a 70º C y el efecto observable más común es la pérdida de su solubilidad, produciéndose la precipitación de la proteína. Este proceso, que nos parece tan raro y ajeno, lo vemos comúnmente en nuestras cocinas. Cuando se somete al calor a la clara del huevo (ovo albúmina), la misma deja de tener su apariencia gelatinosa, para transformarse en una sustancia blanca y resistente. Evidentemente, la proteína que posee la clara del huevo se desnaturalizó al ser sometida a elevada temperatura. Otro ejemplo diario, lo constituye la ricota. Cualquiera que conozca su proceso de elaboración casero sabrá que al calentar la leche a 40º C y al incorporarle un chorro de limón o vinagre, la leche se corta. En este momento se forma un sobrenadante color ámbar por debajo del cual puede observarse un precipitado de color blanco. Este precipitado, la afamada ricota, no es más ni menos que una proteína típica de la leche denominada caseína, que al ser expuesta a una variación de pH se desnaturaliza. Evidentemente, la consecuencia más importante del proceso de desnaturalización proteica es la pérdida la actividad biológica que poseía ese polipéptido. Por años se pensó que este proceso de desnaturalización era irreversible, sin embargo, se han observado muchos casos en los que la molécula desplegada recupera su forma nativa, proceso que recibe el nombre de renaturalización 1- Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas y justifique las falsas: a) [ ] La fórmula C6H12O6 corresponde únicamente a la glucosa. b) [ ] Los isómeros ópticos poseen distintas propiedades físicas y químicas. c) [ ] Los monosacáridos pueden ser hidrolizados a compuestos más simples. d) [ ] La hidrólisis de una molécula de maltosa genera una molécula de glucosa y otra de fructosa. e) [ ] La maltosa puede obtenerse por la degradación enzimática del polisacárido almidón. f) [ ] La hidrólisis de la sacarosa, catalizada por ácidos o enzimas, produce cantidades equimoleculares de glucosa y galactosa. 2- Complete el siguiente cuadro comparativo: Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 19 Antología de química 4- Una las columnas A y B con flechas según corresponda : Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 20 Antología de química 5- Para los Lípidos: a) Indique en qué dos grandes grupos se los clasifica b) Indique las características estructurales de los ácidos grasos. c) Indique cuáles son los ácidos grasos que se encuentran con mayor frecuencia en la constitución de los lípidos animales y vegetales. Escriba las fórmulas correspondientes. 6- Acilglicéridos: a) Escriba las fórmulas de un mono, un di y un triglicérido simple. b) Indique cuál es el orden de solubilidad en el agua. Justifique su respuesta . 7- Complete los espacios vacíos y tache el término que no corresponde (encerrado en paréntesis) en cada una de las siguientes frases: a- Los lípidos junto con los hidratos de carbono y las proteínas son los principales constituyentes de los organismos vivos. La importancia biológica de los lípidos es doble, ya que poseen funciones ___________________ y ___________________. b- Los ácidos grasos son ácidos monocarboxílicos, casi siempre de cadena _________ y un número (par / impar) de átomos de carbono. c- Cuando los tres grupos alcohólicos de la glicerina se hallan unidos a ácidos grasos, se denominan __________________. d- Los fosfolípidos se caracterizan por presentar una cola ________ y una cabeza ____________. Por lo cual se los denomina compuestos _________________. 8- ¿Qué es el ADN? 9. Defina los tipos de Proteínas y de ejemplos de cada uno. http://www.korion.com.ar/archivos/biomoleculas.pdf Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 21 Antología de química Recopiló Mtra. Macaria Hernández Chávez Página 22
