Liceo ValentÃ−n Letelier .M 10 de Mayo de 2008 Linares,... Nombre: Romina Julieta Mancilla Ledesma Trabajo de investigación: “Biomoleculas”

Liceo ValentÃ−n Letelier .M 10 de Mayo de 2008 Linares, VII región del Maule
Trabajo de investigación: “Biomoleculas”
Nombre: Romina Julieta Mancilla Ledesma
Curso: 4° D
Profesor:
(Biomolecula)
Introducción
Para comenzar podrÃ−a mencionar que este trabajo se basa, principalmente en investigaciones echas
por especialistas en el tema, de tal forma que todos los datos vertidos en este trabajo fueron
previamente examinados.
Por otro lado es un agrado nuevamente presentar otro trabajo más respecto a las ramas de la
quÃ−mica, la bio-quÃ−mica en este caso.
El trabajo consiste en datos muy preciso, para dejar las ideas claras, donde cualquier persona ajena al
tema pueda entenderlo en su mayor proporción.
Además se presentan ejemplos y en algunos casos imágenes para ayudar a la comprensión de dichas
definiciones.
Dicho lo anterior espero que sea de su satisfacción el trabajo, y que todo al respecto a la
BIOMOLECULAS haya quedado lo más claro posible.
Para comenzar y poder comprender el tema y sus derivados, debemos definir biomoleculas.
¿Qué son las biomoleculas?
Las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los seres vivos, se clasifican en glúcidos,
lÃ−pidos, proteÃ−nas y ácidos nucleicos; el conjunto de todos ellos constituye lo que se llama materia
orgánica. De forma general, se utilizan biológicamente para tres funciones: estructural (forman estructuras
biológicas), energética (liberan ó almacenan energÃ−a), y dinámica (intervienen en reacciones
biológicas), antiguamente llamados principios inmediatos. Las biomoléculas inorgánicos son sobretodo
agua, sales minerales y gases como oxÃ−geno y dióxido de carbono.
Más caracterÃ−sticas:
• Permiten la formación de enlaces covalentes entre ellos, compartiendo electrones, debido a su pequeña
diferencia de electronegatividad. Estos enlaces son muy estables, la fuerza de enlace es directamente
proporcional a las masas de los átomos unidos.
• Permiten a los átomos de carbono la posibilidad de formar esqueletos tridimensionales -C-C-C- para
formar compuestos con número variable de carbonos.
• Permiten la formación de enlaces múltiples (dobles y triples) entre C y C, C y O, C y N, asÃ− como
estructuras lineales ramificadas cÃ−clicas, heterocÃ−clicas, etc.
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• Permiten la posibilidad de que con pocos elementos se den una enorme variedad de grupos funcionales
(alcoholes, aldehÃ−dos, cetonas, ácidos, aminas, etc.) con propiedades quÃ−micas y fÃ−sicas diferentes.
Tipos de biomoleculas:
1. Glúcidos
Siempre contienen C, H, y O, y quÃ−micamente se pueden definir como polialcoholes con un grupo carbonilo
(aldehÃ−do ó cetona). Realizan las siguientes funciones:
• Proporcionan energÃ−a, hasta 4 Klas/gr. (glucosa), y la almacenan (almidón, glucógeno). - Forman
estructuras (celulosa, ribosa del RNA, etc.) - Constituyen moléculas de tipo dinámico (vitamina
C, heparina, etc.).
Los principales grupos son:
• Monosacáridos: son los más sencillos. A veces se les llama azúcares por su sabor dulce, y
carbohidratos por contener el H y el O en la misma proporción que el agua. Su fórmula general es
CnH2nOn , siendo n un número de C entre 3 y 7: triosas, tetrosas, pentosas, etc. Según que su grupo
carbonilo sea un aldehÃ−do ó una cetona, los monosacáridos serán respectivamente Aldosas ó
Cetosas.
• Disacáridos: Se forman por la unión de dos monosacáridos, creándose el enlace O-GlucosÃ−dico, α
ó β, y de tipo monocarbonÃ−lico (unión entre el carbono anomérico del primer monosacárido y otro
no anom̩rico del segundo; en este caso se conserva el poder reductor: G + G щҼ Maltosa; Gal + G
—⓺ Lactosa), ó dicarbonÃ−lico (unión de los dos carbonos anoméricos de ambos monosacáridos,
con lo que se pierde el poder reductor: G + F —⓺ Sacarosa). Los disacáridos suelen tener función
energética, hidrolizándose para obtener sus monosacáridos constituyentes.
• Polisacáridos: Se forman por la unión de miles de unidades de monosacáridos (principalmente
glucosas), estableciendo enlaces glucosÃ−dicos entre ellos, y perdiendo en este proceso el poder reductor,
la solubilidad (forman dispersiones coloidales), la cristalización, y el sabor dulce. Si los enlaces son del
tipo α, el polisacárido tendrá función de reserva energética: almidón (formado por amilosa, lineal,
y amilopectina, ramificada) en las células vegetales, y glucógeno (molécula helicoidal y parecida a la
amilopectina del almidón, pero más ramificada) en las animales. Si el enlace es de tipo β, el
polisacárido tendrá función estructural: celulosa (estructura lineal y sin ramificar) de la pared celular de
los vegetales, quitina (unión de miles de NAGs), formando exosqueletos de artrópodos y la pared celular
de los hongos.
2. LÃ−pidos
Formados por C,H y O, se caracterizan por su insolubilidad en agua y su composición hidrocarbonada.
Actúan como materiales de reserva energética (pueden proporcionar 9 Kcals/gr.), como materiales
estructurales (membranas celulares), ó como moléculas dinámicas (vitaminas liposolubles, ciertas
hormonas, etc.). Los más sencillos son:
Los principales grupos son:
• Ôcidos grasos, compuestos por una cadena lineal de un número par de carbonos, y una función ácido
terminal: CH3-(CH2)n-COOH. Si sólo contiene enlaces sencillo son saturados (ác. palmÃ−tico,
esteárico), y si presenta dobles enlaces son insaturados (oleico, linoleico). Su función es de reserva
energética, y pueden esterificarse (a través del enlace éster) con alcoholes formando ésteres, que
se hidrolizan a su vez recomponiendo sus constituyentes. Asimismo pueden saponificarse con álcalis,
obteniéndose jabones (sales orgánicas). Su principal propiedad es su comportamiento anfipático,
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derivado del hecho de poseer una zona lipófila en su molécula (la cadena hidrocarbonada), y otra
hidrófila (el radical ácido), lo que les hace insolubles en agua, formando micelas mono ó bicapa.
• Los lÃ−pidos que se forman al esterificarse ácidos grasos con alcoholes de diverso tipo se llaman
saponificables, pues tienen la propiedad de saponificarse. De ellos, los más sencillos son los glicéridos
ó acilglicéridos, de función de reserva energética, esterificados con glicerina: oleina, estearina,
palmitina, y que normalmente se llaman grasas, aceites y sebos. Cuando el alcohol con que se esterifica el
ácido graso es de cadena muy larga, se forman los céridos (ceras), que se caracterizan por ser muy
lipófilos (=hidrófobos) y tener función protectora. Si los glicéridos contienen otros compuestos,
forman los fosfolÃ−pidos (lecitina, cefalina) y esfingolÃ−pidos (esfingomielina, gangliósidos),
fundamentales en las células pues forman la estructura bicapa de las membranas celulares: lÃ−pidos de
membrana.
• Un tercer tipo de lÃ−pidos se caracterizan por no contener ácidos grasos en su composición, y por tanto
no poder saponificarse: lÃ−pidos insaponificables. Su función suele ser metabólica, y algunos son muy
importantes: terpenos como el fitol (alcohol de la clorofila), las vitaminas A, E y K, el caucho, y esteroides
como el colesterol, la vitamina D, las hormonas de la corteza suprarrenal y sexuales.
3. ProteÃ−nas
Contienen siempre C, H,O y N, y están constituidas por la unión de unas unidades básicas llamadas
aminoácidos (α'αs), que quÃ−micamente contienen una función amina y otra ácido.
Son proteÃ−nas casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones metabólicas de las células; muchas
hormonas, reguladores de actividades celulares; la hemoglobina y otras moléculas con funciones de
transporte en la sangre; anticuerpos, encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentes
extraños; los receptores de las células, a los cuales se fijan moléculas capaces de desencadenar una
respuesta determinada; la actina y la miosina, responsables finales del acortamiento del músculo durante la
contracción; el colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén.
Los principales grupos son:
• Aminoácidos como tienen carbonos asimétricos, también tienen estereoisomerÃ−a (en la naturaleza,
la mayor parte son formas L), y actividad óptica dextro (+) ó levo (-).
QuÃ−micamente tienen carácter anfótero por presentar doble ionización, y se comportan como ácidos
ó bases dependiendo del medio en que se encuentren.
Los α'αs que se unen entre sÃ− para formar proteÃ−nas se llaman proteinógenos (unos 20), y lo hacen
estableciendo un enlace caracterÃ−stico de tipo amida: el enlace peptÃ−dico, que puede romperse mediante
hidrólisis.
Cuando la cantidad de α'αs que se unen es pequeña, se forma un polipéptido, p. ej. La insulina.
• Las proteÃ−nas, para ser biológicamente activas necesitan conformarse tridimensionalmente, y pasan
sucesivamente por las estructuras 1ª, 2ª y 3ª. La estructura primaria es la secuencia de α'αs de la
proteÃ−na, es decir el número, tipo y orden de colocación de sus α'αs. A continuación se pliega
mediante enlaces no peptÃ−dicos, obteniéndose la estructura secundaria: enrollamientos espirales
(α-hélice) ó láminas plegadas (β-láminas). Finalmente se conforma tridimensionalmente mediante
nuevos plegamientos, adquiriendo la estructura terciaria: conformación filamentosa, formándose
proteÃ−nas insolubles de función estructural, p.ej. la queratina.
c) Las proteÃ−nas más sencillas sólo contienen α'αs en su composición y se llaman holoproteÃ−nas,
pudiendo ser globulares, con función dinámica (albúminas, histonas, globulinas), ó filamentosas, con
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función estructural (colágeno, queratina, elastina). Si contienen, además de α'αs (grupo proteico), otros
componentes (grupo prostético), se llaman heteroproteÃ−nas ó proteÃ−nas conjugadas, y suelen tener
funciones dinámicas: g-globulinas (anticuerpos), lipoproteÃ−nas (HDL y LDL), fosfoproteÃ−nas
(caseÃ−na), cromoproteÃ−nas (Hb, citocromos, clorofila), y nucleoproteÃ−nas (fibra de cromatina).
Las proteÃ−nas tienen múltiples funciones biológicas: estructural, energética (pueden proporcionar 4
Kclas/gr.), transporte, hormonal, regulación del pH, etc. Una de tales funciones es imprescindible: la
función biocatalizadora de los enzimas.
• Los enzimas son proteÃ−nas (excepto los ribozimas) globulares que catalizan todas las reacciones
biológicas. Se caracterizan por su gran especificidad, por no alterarse en el transcurso de la reacción y
por aumentar muchÃ−simo la velocidad de la reacción que catalizan (a veces hasta 1 millón de veces).
• Ôcidos nucléicos
Son biomoléculas orgánicas que contienen siempre C, H, O, N y P, estructurados en unidades básicas
llamadas nucleótidos.
Los ácidos nucleicos, ADN y ARN, desempeñan, tal vez, la función más importante para la vida:
contener, de manera codificada, las instrucciones necesarias para el desarrollo y funcionamiento de la
célula. El ADN tiene la capacidad de replicarse, transmitiendo asÃ− dichas instrucciones a las células
hijas. Algunas, como ciertos metabolitos (ácido pirúvico, ácido láctico, ácido cÃ−trico, etc.) no
encajan en ninguna de las anteriores categorÃ−as citadas.
• Un nucleótido contiene tres componentes: una pentosa (ribosa ó desoxirribosa), un fosfato, y una base
nitrogenada (Adenina, Citosina, Guanina, Timina ó Uracilo). Algunos de ellos actúan sin formar ácidos
nucleicos, es decir, sin unirse entre sÃ−, y su función es imprescindible: ATP, con función energética,
coenzimas como el NAD, transportador de e- y H+, etc. Cuando se unen entre sÃ− muchos
mononucleótidos, mediante enlaces fosfodiéster 5' —⓺ 3' (esta notación indica que los nucleótidos
se unen entre el C5 de la pentosa de uno de ellos y el C3 de la pentosa del siguiente nucleótido), se forma
un polinucleótido ó ácido nucléico.
• DNA: ácido desoxirribonucléico. Es el material genético (en algunos virus puede ser RNA) de
todos los organismos. Presenta una estructura primaria: la secuencia de bases del polinucleótido, que se
agrupan funcionalmente formando genes, con grupos de bases que se expresan (exones), y grupo que no lo
hacen (intrones). Cuando dos hebras de DNA se emparejan de forma antiparalela, estableciendo puentes de
hidrógeno entre sus bases complementarias (A-T y C-G), y se enrollan en una doble hélice en
molécula abierta (eucariotas) ó circular (procariotas).
c) RNA: Ôcido ribonucléico. Es un polinucleótido monocatenario (excepto en algunos virus) de ribosa,
que se dispone en estructura primaria, aunque a veces forma estructura secundaria de doble hélice
formando plegamientos con la misma cadena. Su función es traducir la información genética de los
genes (DNA) a proteÃ−nas, a través del código genético.
Composición y Estructura.:
Las proteÃ−nas son, quÃ−micamente, polÃ−meros de aminoácidos. Los aminoácidos son moléculas
orgánicas relativamente sencillas cuya caracterÃ−stica unificadora es la presencia en todos de un grupo
carboxilo y un grupo amino, de lo que derivan su nombre.
El grupo carboxilo y el grupo amino se unen al carbono C2 y, de forma mayoritaria en los seres vivos, son
L-aminoácidos, ya que, como en el caso de la estructura lineal de algunos glúcidos, para ir del carboxilo al
amino se gira levogiramente (al contrario que las agujas del reloj).
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La forma de polimerizar de los aminoácidos es parecido a las de los glúcidos, aunque el nombre que
recibe es diferente. El enlace peptÃ−dico se forma entre el -OH del carboxilo de uno de los aminoácidos y
un H del grupo amino del siguiente aminoácido, desprendiéndose agua en el proceso. Mediante la
repetición de estos enlaces se forma la Estructura Primaria de las proteÃ−nas, la cadena lineal formada
por los aminoácidos que las componen.
Se han descrito dos formas de Estructura Secundaria básicas y mayoritarias: alfa-hélice y beta-lámina:
la primera es una helicoide en la que los resÃ−duos quedan hacia el interior del eje formado por los
carbonos unidos por los enlaces peptÃ−dicos, sosteniéndose por los enlaces de hidrógeno y fuerzas de
Van der Waals entre ellos.
Las interacciones entre las estructuras secundarias de la proteÃ−na y a la vez con el medio intracelular
son las que generan la Estructura Terciaria. Esta estructura es el plegamiento en el espacio (tridimensional)
de la proteÃ−na y determina la forma final de la misma en la mayorÃ−a de los casos.
Funciones:
Lo más importante sobre las proteÃ−nas es el conjunto de papeles que desempeñan en los organismos
vivos. Aunque normalmente se hace una distinción a grandes rasgos entre proteÃ−nas estructurales y
enzimas, esta división es sólo una arbitrariedad para poder operar y manejar un conjunto que tiene un
amplio espectro, en realidad, porque todas las proteÃ−nas tienen un papel estructural en parte y un papel
enzimático en parte.
El papel estructural se debe a que, obviamente, son componentes de la estructura fÃ−sica de la célula,
aunque sea como proteÃ−nas solubles, ya que éstas tienen que ver con la ósmosis y ayudan a regular el
estado de equilibrio osmótico de la célula. Aquellas que forman parte de una membrana tienen un
papel más evidente pero las que son la máxima representación del papel estructural son aquellas que
forman el citoesqueleto, que es el elemento que sostiene la superestructura de la célula y sirve de vÃ−a
de transporte de las vesÃ−culas.
En cuanto a las enzimas, bueno, la mayorÃ−a de las proteÃ−nas, como ya indiqué, tienen un papel
enzimático, la cuestión es cómo definir lo que es una enzima de forma fácilmente accesible a los legos.
Conclusión personal:
Debido a los dicho anteriormente podemos deducir que:
-Las biomoleculas son célula viva está constituida básicamente por cuatro elementos (C, H, O y N)
-Permiten la formación de enlaces covalentes.
- Hay diferentes tipos entre ellos las Glúcidos, LÃ−pidos, ProteÃ−nas y Ôcidos nucléicos.
- Glúcidos
Siempre contienen C, H, y O, y quÃ−micamente se pueden definir como polialcoholes con un grupo carbonilo
(aldehÃ−do ó cetona).
- LÃ−pidos
Formados por C,H y O, se caracterizan por su insolubilidad en agua y su composición hidrocarbonada.
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- ProteÃ−nas
Contienen siempre C, H,O y N, y están constituidas por la unión de unas unidades básicas llamadas
aminoácidos (α'αs), que quÃ−micamente contienen una función amina y otra ácido.
- Ôcidos nucléicos
Son biomoléculas orgánicas que contienen siempre C, H, O, N y P, estructurados en unidades básicas
llamadas nucleótidos.
-En canto a sus estructura y función podrÃ−amos decir que:
Las proteÃ−nas son, quÃ−micamente, polÃ−meros de aminoácidos, proteÃ−nas estructurales y
enzimas, proteÃ−nas solubles.
BibliografÃ−a:
-UPO.es
http://www.upo.es/depa/webdex/biocel/Documentos/Bioquimica/Tema%201%20LAS%20BIOMOLECULAS.pdf
-Wikipedia.org
http://es.wikipedia.org/wiki/Biomol%C3%A9cula
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