Biomoléculas: las moléculas de la vida

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Las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos son moléculas compuestas principalmente por carbono. Al estar solo presentes en los seres vivos, reciben el nombre de biomoléculas.

Biomoléculas

Son moléculas que sintetizan naturalmente los seres vivos. Dentro de este grupo se incluyen: las proteínas, los carbohidratos, los lípidos y los ácidos nucleicos.

Consisten principalmente en cadenas de carbono e hidrógeno, aunque en su estructura también puede estar presente azufre, oxígeno y fósforo.

Las biomoléculas son moléculas muy grandes de muchos átomos.

Características de las biomoléculas

• Son compuestos orgánicos.
• Son asimétricos.
• Dependiendo del tipo de biomolécula, los grupos funcionales que las conforman son distintos.
• Tienen formas y dimensiones específicas.
• Son moléculas grandes construidas a partir de unas más pequeñas.

Muchas de las biomoléculas las podemos encontrar en nuestros alimentos.

Proteínas

Las proteínas son moléculas grandes y complejas que desempeñan múltiples funciones dentro del cuerpo. Están compuestas principalmente por carbono, oxígeno, hidrogeno y nitrógeno, sin embargo, pueden contener otros elementos como azufre, fosforo, hierro, cobre, magnesio o yodo.

Juntos, estos elementos químicos se unen y forman pequeñas unidades estructurales conocidas como aminoácidos, una proteína puede estar compuesta por cientos o miles de aminoácidos, unidos entre sí en largas cadenas.

Los aminoácidos son los bloques estructurales de las proteínas, en total existen 22 aminoácidos esenciales.

Enlaces peptídicos

Los aminoácidos están unidos entre sí por enlaces de tipo amina, también llamados enlaces peptídicos. Un enlace peptídico se forma por la reacción del grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino de otro.

Estructura de las proteínas

• Estructura primaria: hace referencia a la secuencia lineal de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. La actividad de una proteína dentro de cualquier célula dependerá del tipo de aminoácidos que se unan.

Estructura primaria de una proteína.

• Estructura secundaria: es la disposición espacial de la estructura primaria, puede ser de dos tipos, alfa hélice o beta plegada.

Si tiene disposición alfa hélice, los aminoácidos se acomodan de manera helicoidal y se forman puentes de hidrógeno. Por otro lado, si la disposición es beta plegada, los aminoácidos se acomodan en zigzag.

Estructura secundaria de una proteína.

• Estructura terciaria: hace referencia al plegamiento de la estructura secundaria, la cual se mantiene estable gracias a la presencia de puentes disulfuro, puentes de hidrógeno, puentes eléctricos e interacciones hidrofóbicas.

Estructura terciaria de una proteína.

• Estructura cuaternaria: se refiere a la unión de varias moléculas de estructura terciaria mediante enlaces no covalentes.

Estructura cuaternaria de una proteína.

Carbohidratos

Son la principal fuente de energía inmediata del cuerpo humano, además de que proporcionan nutrientes necesarios para tener una buena salud y una dieta sana. Los carbohidratos, estructuralmente, están compuestos por carbono, hidrógeno y oxígeno, su fórmula general es (CH₂O)_n.

El tipo y la cantidad de carbohidratos consumidos marcan la diferencia entre los niveles de azúcar en la sangre.

Tipos de carbohidratos

• Monosacáridos: son los carbohidratos más sencillos, no pueden ser descompuestos en moléculas más pequeñas. Su fórmula química es (CH₂O)_n, donde n puede ser 3, 5 o 6 átomos de carbono.

La glucosa es el ejemplo más común de azúcar simple o monosacárido.

• Disacáridos: están formados por la combinación de dos monosacáridos, por lo que sí pueden ser descompuestos en azúcares simples. Algunos ejemplos de disacáridos son la maltosa, la lactosa y la sacarosa.

La lactosa es el azúcar de la leche de los mamíferos.

• Oligosacáridos: son carbohidratos formados por la unión de más de dos monosacáridos, generalmente entre 3 y 20 de ellos.

Lípidos

Son un grupo grande y diverso de macromoléculas que se caracterizan por ser solubles en compuestos orgánicos como el éter, el cloroformo, la acetona o el benceno; e insolubles en agua.

Aunque los carbohidratos son la principal fuente de energía inmediata, los lípidos son la principal fuente de energía de reserva.

Tipos de lípidos

• Saponificables: son aquellos que al separarse forman jabón, están compuestos por largas cadenas de ácidos grasos unidos a un grupo alcohol mediante enlaces de tipo éster. Dentro de este grupo se encuentran los ácidos grasos, los acilglicéridos, los céridos, los fosfolípidos y los glucolípidos.

Membrana plasmática formada por una bicapa de fosfolípidos.

• Insaponificables: son aquellos que al ser separados no forman reacciones de saponificación, es decir, no forman jabón. Algunos ejemplos de lípidos insaponificables son los terpenos, los esteroides y las prostaglandinas.

Ácidos nucleicos

Son macromoléculas formadas por pequeñas unidades denominadas nucleótidos. Los ácidos nucleicos son compuestos grandes y complejos que tienen como función principal transferir la información genética de generación en generación.

Existen dos tipos de ácidos nucleicos, el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN).

Nucleótidos

Son los bloques de construcción de los ácidos nucleicos, están formados por los siguientes compuestos:

• Azúcar de cinco carbonos o pentosa, puede ser de dos tipos, ribosa o desoxirribosa.
• Base nitrogenada, pueden ser adenina (A), timina (T), guanina (G), citosina (C) o uracilo (U).
• Grupo fosfato.

Estructura de un nucleótido y bases nitrogenadas.

Ácido desoxirribonucleico

El ADN es la molécula que contiene las instrucciones necesarias para que un organismo cualquiera pueda desarrollarse, vivir y reproducirse. Se encuentra dentro del núcleo celular principalmente y se transmite de padres a hijos en las distintas generaciones.

El ADN está compuesto por muchos nucleótidos, y en cada uno hay cuatro bases nitrogenadas, (adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C)), un grupo fosfato y una azúcar desoxirribosa.

El orden de las bases nitrogenadas determina las instrucciones del ADN dentro de la célula.

Ácido ribonucleico

Es una macromolécula compuesta por diversos nucleótidos; en cada uno hay un azúcar de cinco carbonos de tipo ribosa, un grupo fosfato y cuatro bases nitrogenadas (adenina (A), guanina (G), citosina (C) y uracilo (U)).

El hecho de que el ARN posea una azúcar ribosa lo hace más inestable y propenso a la degradación.

El ARN dentro de las células actúa como una especie de plantilla, ya que lleva la misma información que el ADN pero esta no se utiliza para ser almacenada a largo plazo.