Biomoléculas: Lípidos, Glúcidos, Proteínas, Agua y Sales Minerales

Lípidos

Los lípidos son biomoléculas orgánicas con largas cadenas hidrocarbonadas que tienen sustancias diferentes desde el punto de vista funcional y estructural.

Características de los lípidos

Están constituidos por C, H, O, P y N. La cantidad de O es menor que la de C e H, lo que les confiere poca solubilidad en agua. No son solubles en agua, pero sí en disolventes apolares orgánicos (benceno, cloroformo) porque su estructura química es hidrocarbonada. Se unen entre sí para evitar el máximo contacto con el agua. La unión de lípidos se realiza mediante fuerzas de Van der Waals.

Funciones de los lípidos

• Estructural: Son componentes fundamentales de las membranas celulares.
• Energética: Algunos lípidos son acilglicéridos, que actúan como reserva de energía.
• Biocatalizadora: Posibilitan o favorecen reacciones químicas.

Se clasifican en saponificables e insaponificables. Los saponificables están en el cuerpo en forma de grasa o fosfolípido. Todos tienen ácidos grasos.

Ácidos grasos

Los ácidos grasos son anfipáticos. Su estructura molecular consta de una parte polar hidrófila y una parte apolar hidrófoba. La zona polar hidrófila tiene un grupo carboxilo y la parte apolar hidrófoba tiene cadenas hidrocarbonadas. Por ser anfipáticas, forman bicapas o micelas, porque tienen un grupo polar hidrófilo que se orienta hacia el agua y un grupo apolar hidrófobo que se aleja de ella.

Funciones de los ácidos grasos

• En las plantas, actúan como reserva energética.
• Aislante térmico y protección en órganos vitales (riñones).

Las fuerzas de Van der Waals son la unión entre lípidos formando puentes de hidrógeno, que son interacciones hidrófobas. Hay dos tipos:

• Saturadas: Mayor número de carbonos — mayor fuerza de Van der Waals, más energía, más temperatura.
• Insaturadas: Mayor número de enlaces — menor fuerza de Van der Waals.

Lípidos saponificables simples

Se forman por la reacción de esterificación de un alcohol con un ácido graso. Hay dos tipos:

• Glicéridos: Se esterifica la glicerina con 1, 2 o 3 ácidos grasos. Enlace éster.
• Ceras: La unión de un ácido graso con un monoalcohol de cadena larga mediante un enlace éster. Tienen función impermeabilizante y protectora. Se encuentran recubriendo superficies externas de los seres vivos.

Lípidos saponificables complejos

• Fosfolípidos: Formados por la unión de glicerina a 2 ácidos grasos y a un grupo fosfato.
• Esfingolípidos: Aminoesfingosina + ácido graso por el grupo amido. El componente es la ceramida. Ceramida + fosfocolina.

Agua y Sales Minerales

Son biomoléculas inorgánicas. Los bioelementos son compuestos orgánicos que forman parte de los seres vivos. Se clasifican en tres grupos:

• Primarios (95%): C, H, O, N, P, S (CHONPS). Son los componentes mayoritarios de las biomoléculas (glúcidos, lípidos, proteínas…). Tienen masa atómica baja, enlaces covalentes…
• Secundarios (4%): Na, Cl, Ca, K.
• Oligoelementos: Fe, Cu, Zn (-1%).

Agua

El agua está formada por dos átomos de hidrógeno unidos a uno de oxígeno mediante un enlace covalente polar. Las moléculas de agua se unen mediante puentes de hidrógeno: la parte negativa de una molécula se une a la positiva de la otra, formando un puente de hidrógeno.

Propiedades y funciones del agua

1. El agua es líquida entre 0 y 100 °C: Función bioquímica.
2. Alto poder disolvente: Función disolvente.
3. Reactividad química: Participa en reacciones químicas (bioquímica).
4. Elevada fuerza de adhesión y cohesión: Función estructural.
5. Mayor densidad a 4 °C: Función ecológica.

Sales minerales

Según su solubilidad en agua, se clasifican en:

1. Sales minerales en estado sólido: Son insolubles en agua y se encuentran precipitadas. Sirven para crear caparazones y esqueletos (carbonato cálcico).
2. Sales en disolución (solubles): Disoluciones con carga, es decir, ionizadas. Aniones y cationes.

Los sistemas tampón amortiguan los cambios de pH. Los organismos vivos no soportan variaciones de pH, ya que provocan la desnaturalización de las proteínas. Los sistemas tampón evitan estos cambios.

Realizan funciones osmóticas. Para equilibrar las disoluciones hay que aumentar el disolvente; esto recibe el nombre de ósmosis.

• Hipotónico: La concentración del exterior es menor que la de la célula. En células animales es perjudicial, pero en vegetales es beneficioso porque no tienen esqueleto.
• Isotónico: La concentración del exterior es la misma que la de la célula. En células animales es beneficioso, pero en vegetales no, ya que es mejor que estén llenas de agua.
• Hipertónico: La concentración del exterior es mayor que la de la célula. Tanto en células animales como vegetales es perjudicial, ya que se deshidratan y mueren.

Polisacáridos

Son glúcidos unidos por enlaces O-glucosídicos. Almidón, glucógeno, celulosa y quitina.

• Almidón: Formado por alfa-glucosas. Tiene dos partes: amilosa y amilopectina.
• Glucógeno: Reserva de animales y hongos. Se encuentra en el hígado y el tejido muscular.
• Celulosa: Es el componente principal de las paredes celulares. Enlace β.
• Quitina: Forma parte del exoesqueleto de artrópodos y de las paredes celulares de hongos. Enlace β(1-4).

Glúcidos

Los glúcidos responden a la fórmula (CH₂O)_n, son hidratos de carbono.

Clasificación según su complejidad

1. Monosacáridos y osas: Monómeros.
2. Ósidos: Formados por un mínimo de dos monosacáridos mediante enlaces covalentes.
3. Holósidos: Formados por osas. Pueden ser disacáridos (dos osas), oligosacáridos (varias osas) y polisacáridos (muchas osas).

Funciones de los glúcidos

• Energética: Fuente inmediata de energía. La glucosa es la principal fuente de energía de las células.
• Estructural: La celulosa y la quitina tienen función estructural.
• Marcadores: Oligosacáridos ligados a proteínas y lípidos.

Isomería espacial

Moléculas que tienen la misma fórmula molecular pero distinta fórmula desarrollada.

• Carbono asimétrico: Sus 4 valencias están ocupadas por grupos funcionales diferentes.
• Isómeros de función: Aldehído/cetona.
• Enantiómero: Todos los OH cambian de lugar.
• Epímero: Solo un OH cambia de lugar.

Monosacáridos

Tienen solubilidad en agua que se debe a la elevada polaridad por los grupos OH. Tienen poder reductor frente a determinadas sustancias, ya que se pueden oxidar a un grupo carboxilo.