MOLECULAS ORGANICAS

MOLÉCULAS ORGÁNICAS

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Daniela Sofía Chaver Lara 20221001311

Moléculas Orgánicas

CARBOHIDRATOS

PROTEINAS

LIPIDOS Y GRASAS

ACIDOS NUCLEICOS

CARBOHIDRATOS

Los carbohidratos son unas biomoléculas que también toman los nombres de hidratos de carbono, glúcidos, azúcares o sacáridos; aunque los dos primeros nombres, los más comunes y empleados, no son del todo precisos, ya que no se tratan estrictamente de átomos de carbono hidratados. Estas moléculas están formadas por tres elementos fundamentales: el carbono, el hidrógeno y el oxígeno, este último en una proporción algo más baja.

Clasificación de los carbohidratos

disacaridos

Polisacaridos

Monosacaridos

Monosacáridos

Los monosacáridos son sustancias blancas, con sabor dulce, cristalizables y solubles en agua. Se oxidan fácilmente, transformándose en ácidos, por lo que se dice que poseen poder reductor (cuando ellos se oxidan, reducen a otra molécula). Los monosacáridos son moléculas sencillas que responden a la fórmula general (CH2O)n, esto los convierte en la principal fuente de combustible para el organismo y hace posible que sean usados como una fuente de energía y también en biosíntesis o anabolismo, el conjunto de procesos del metabolismo destinados a formar los componentes celulares. Están formados por 3, 4, 5, 6 ó 7 átomos de carbono. Químicamente son polialcoholes, es decir, cadenas de carbono con un grupo -OH cada carbono, en los que un carbono forma un grupo aldehído o un grupo cetona. Se clasifican atendiendo al grupo funcional (aldehído o cetona) en aldosas, con grupo aldehído, y cetosas, con grupo cetónico.

Disacáridos

Son otro tipo de hidratos de carbono que, como indica su nombre, están formados por dos moléculas de monosacáridos, unidos mediante un enlace O-glucosídico con perdida de una molécula de agua. Los disacáridos conservan las mismas propiedades físicas que los monosacáridos, es decir, son dulces, solubles en agua y forman cristales blancos que se caramelizan con el calor. Estas pueden hidrolizarse y dar lugar a dos monosacáridos libres. Entre los disacáridos más comunes están la sacarosa (el más abundante, que constituye la principal forma de transporte de los glúcidos en las plantas y organismos vegetales), la lactosa o azúcar de la leche, la maltosa (que proviene de la hidrólisis del almidón) y la celobiosa (obtenida de la hidrólisis de la celulosa).

Polisacáridos

Son glúcidos formados por la unión de muchos monosacáridos mediante enlaces O-glicosídicos con pérdida de una molécula de agua por cada enlace. El número de monosacáridos de cada molécula de polisacárido es variable, oscilando entre unos pocos cientos y varios miles, dando lugar a cadenas de gran longitud y pesos moleculares muy elevados. No son dulces, ni cristalizan, ni son solubles en agua, aunque algunos como el almidón, forman soluciones coloidales (el engrudo de almidón), no poseen carácter reductor. Desempeñan funciones de reserva energética (como por ejemplo el glucógeno y almidón) o bien función estructural (como la celulosa). Se distinguen dos grandes tipos de polisacáridos:

• Homopolisacáridos: formados por un solo tipo de monosacáridos, caso del almidón, glucógeno, celulosa, quitina y pectina.

• Heteropolisacáridos: formados por más de un tipo de monosacáridos, como la hemicelulosa, agar-agar, gomas y mucopolisacáridos.

Funciones de los carbohidratos:

• Su principal función en el organismo de los seres vivos es la de contribuir en el almacenamiento y en la obtención de energía de forma inmediata, sobre todo al cerebro y al sistema nervioso.

• Son componentes estructurales de las células: forman la pared celular de las plantas (celulosa), el exoesqueleto de algunos artrópodos y hongos (quitina) y son parte de otras moléculas (ADN,ARN).

• Reconocimiento celular (oligosacáridos). Protección y adhesión (cápsulas bacterianas).

• Son precursores de otras moléculas.

• Ahorran proteínas, al usarse los hidratos de carbono como gasolina, se deja a un lado el uso de las proteínas con este fin, ya que éstas pueden ser utilizadas para muchas otras funciones.

PROTEINAS

Las proteínas son moléculas grandes y complejas que desempeñan muchas funciones críticas para el cuerpo. Realizan la mayor parte del trabajo en las células y son necesarias para la estructura, función y regulación de los tejidos y órganos del cuerpo. Están formadas por aminoácidos que están unidos por un tipo de enlaces conocidos como enlaces peptídicos. El orden y la disposición de los aminoácidos dependen del código genético de cada persona. Todas las proteínas están compuestas por; Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno y la mayoría además Azufre y Fósforo.

Aminoácidos

Los aminoácidos, estructura básica de las proteínas, son compuestos orgánicos que contienen un grupo funcional amino (NH2) y un grupo carboxilo (COOH). Hay 20 tipos diferentes de aminoácidos que se pueden combinar para formar una proteína. La secuencia de aminoácidos determina la estructura tridimensional única de cada proteína y su función específica. Estos 20 aminoácidos se clasifican en dos grupos de aminoácidos diferentes. Los aminoácidos esenciales y los aminoácidos no esenciales juntos forman los 20 aminoácidos. De los 20 aminoácidos, 9 son los aminoácidos esenciales y los demás son aminoácidos no esenciales

aminoácidos no esenciales

Aminoácidos escenciales

• No esencial significa que nuestros cuerpos pueden producir el aminoácido, aun cuando no lo obtengamos de los alimentos que consumimos.

• Los aminoácidos no esenciales incluyen: alanina, arginina, asparagina, ácido aspártico, cisteína, ácido glutámico, glutamina, glicina, prolina, serina y tirosina

• Los aminoácidos esenciales no los puede producir el cuerpo. En consecuencia, deben provenir de los alimentos.

• Los 9 aminoácidos esenciales son: histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano y valina.

Niveles de organización de las proteínas

Estructura primaria de las proteínas secuencia en una cadena de aminoácidos.

Estructura secundaria de las proteínas los puentes de hidrógeno en el esqueleto de péptidos pliegan los aminoácidos en patrones repetitivos.

Estructura terciaria de las proteínas plegamiento tridimensional de una proteína debido a las interacciones entre sus cadenas laterales.

Estructura cuaternaria de las proteínas se da en proteínas compuestas por más de una cadena de aminoácidos.

Clasificación de las proteínas

Heteroproteinas

Holoproteinas

Holoproteínas o Proteínas Simples

Son proteínas formadas únicamente por aminoácidos. Se dividen en globulares o fibrosas. Algunos ejemplos son: ✓ Globulares - Prolaminas - Gluteninas - Albúminas - Hormonastirotropina - Enzimas ✓ Fibrosas - Colágenos - Queratinas - Elastinas - Fibroínas

Heteroproteínas o Proteínas Conjugadas

Las heteroproteínas están formadas por una fracción proteica y por un grupo noproteico, que se denomina grupo prostético.Dependiendo del grupo prostético existen varios tipos de heteroproteínas:

• Glucoproteínas

Son moléculas formadas por una fracción glucídica y una fracción proteica unidas por enlaces covalentes. Son glucoproteínas algunas hormonas y determinadas enzimas por ejemplo.

• Lipoproteínas

Son complejos macromoleculares formados por un núcleo que contiene lípidos apolares y una capa externa polar formada por fosfolípidos, colesterol libre y proteínas. Actúan como transporte de triglicéridos, colesterol y otros lípidos entre lostejidos a través de la sangre.

Heteroproteínas o Proteínas Conjugadas

Se clasifican según su densidad en:• Lipoproteínas de alta densidad (HDL)• Lipoproteínas de baja densidad (LDL)• Lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL)

• Nucleoproteínas

Son proteínas estructuralmente asociadas con un ácido nucleíco que puede ser ARN o ADN. Se caracterizan fundamentalmente porque forman complejos estables con los ácidos nucleicos.

• Cromoproteínas

Las cromoproteínas son proteínas conjugadas que contienen un grupo prostético pigmentado.

Funciones de las proteínas:

• Anticuerpos: Los anticuerpos se unen a partículas extrañas específicas, como virus y bacterias, para ayudar a proteger el cuerpo.

• Enzimas: Las enzimas llevan a cabo casi todas las miles de reacciones químicas que ocurren en las células. También ayudan con la formación de nuevas moléculas leyendo la información genética almacenada en el ADN.

• Mensajera: Al igual que algunos tipos de hormonas, las proteínas mensajeras transmiten señales para coordinar procesos biológicos entre diferentes células, tejidos y órganos.

• Estructural: Estas proteínas brindan estructura y soporte a las células. A mayor escala, también permiten que el cuerpo se mueva.

• Transporte/almacenamiento: Estas proteínas se unen y transportan átomos y moléculas pequeñas dentro de las células y por todo el cuerpo.

LIPIDOS Y GRASAS

Los lípidos son un grupo muy heterogéneo de compuestos orgánicos, constituidos por carbono, hidrógeno y oxígeno principalmente, y en ocasiones por azufre, nitrógeno y fósforo. Generalmente son: Insolubles en agua, solubles en solventes no polares (acetona, metanol, éter),menos densos que el agua y malos conductores del calor.En los alimentos existen fundamentalmente tres tipos de lípidos:

• Grasas o aceites.
• Fosfolípidos.
• Ésteres de colesterol.

Clasificación de los lipídos

Lípidos

LÍPIDOS SAPONIFICABLES Pertenecen a esta categoría aquellos lípidos que poseen al menos un ácido graso dentro de su estructura y debido a esta propiedad, pueden formar jabones cuando este ácido graso entra en contacto con el calcio del medio circundante; es decir, son saponificables. LIPIDOS INSAPONIFICABLES Pertenecen a esta categoría aquellos lípidos que no poseen ácidos grasos dentro de su estructura; debido a esta propiedad no pueden formar jabones, es decir no son saponificables.

Lípidos Saponificables

• SIMPLES

Son neutros, es decir, no poseen carga. Son compuestos formados por ácidos grasos de diferentes tipos unidos que se encuentran unidos a un glicerol, en cuyo caso hablamos de glicéridos o a otro tipo de alcohol de cadena más larga, en cuyo caso hablamos de céridos.

• Grasas: Son lípidos simples formados por la esterificación de una, dos o tres moléculas de ácidos grasos con una molécula de glicerina. También reciben el nombre de glicéridos o acilglicéridos

Según el número de ácidos grasos, se distinguen tres tipos de estos lípidos:

• Los monoglicéridos, que contienen una molécula de ácido graso
• Los diglicéridos, con dos moléculas de ácidos grasos
• Los triglicéridos, con tres moléculas de ácidos grasos.

Lípidos Saponificables

Ceras Las ceras son ésteres de ácidos grasos de cadena larga, con alcoholes también de cadena larga. En general son sólidas y totalmente insolubles en agua. Todas las funciones que realizan están relacionadas con su impermeabilidad al agua y con su consistencia firme. Así las plumas, el pelo , la piel,las hojas, frutos, están cubiertas de una capa cérea protectora. Una de las ceras más conocidas es la que segregan las abejas para confeccionar su panal.

Lípidos Saponificables

• COMPLEJOS

Son lípidos saponificables en cuya estructura molecular además de carbono, hidrógeno y oxígeno, hay también nitrógeno, fósforo, azufre o un glúcido.Son las principales moléculas constitutivas de la doble capa lipídica de la membrana, por lo que también se llaman lípidos de membrana. Son también moléculas anfipáticas.

• Fosfolípidos

Se caracterizan por presentar un ácido ortofosfórico en su zona polar. Son las moléculas más abundantes de la membrana citoplasmática.

Lípidos Saponificables

• Esfingolípidos:

Son el segundo gran grupo (por abundancia) de lípidos de membrana. Su base estructural es la ceramida (esfingosinaglosario con un ácido graso unido a su grupo amino mediante enlace amida), o N–acil-esfingosina. En general, los esfingolípidos contienen ácidos grasos de cadena larga saturados o monoinsaturados, a veces hidroxilados, pero no ácidos grasos poliinsaturados.

• Glucolípidos

Son lípidos complejos que se caracterizan por poseer un glúcido. Se encuentran formando parte de las bicapas lipídicas de las membranas de todas las células, especialmente de las neuronas. Se sitúan en la cara externa de la membrana celular, en donde realizan una función de relación celular, siendo receptores de moléculas externas que darán lugar a respuestas celulares.

Lípidos Insaponificables

• Según su estructura química, los lípidos asociados pueden dividirse en tres series: carotenoides, esteroides y vitaminas liposolubles.

• Los carotenoides son pigmentos liposolubles naturales sintetizados por las plantas, algas y bacterias fotosintéticas. Por su insaturación son sensibles al oxígeno, metales, ácidos, peróxidos, calor, luz y a las lipoxigenasas. Algunos de éstos tienen la capacidad para actuar como provitamina A, dependiendo de la presencia de la β-ionona así como la conversión en retinol por los animales. Aproximadamente 50 de ellos serían precursores de vitamina A basándose en consideraciones estructurales.

Lípidos Insaponificables

• Esteroides:

Los esteroides son lípidos que derivan del esterano. -El colesterol forma parte estructural de las membranas a las que confiere estabilidad. Es la molécula base que sirve para la síntesis de casi todos los esteroides -Entre las hormonas sexuales se encuentran la progesterona que prepara los órganos sexuales femeninos para la gestación y la testosterona responsable de los caracteres sexuales masculinos. -Entre las hormonas suprarrenales se encuentra la cortisona, que actúa en el metabolismo de los glúcidos, regulando la síntesis de glucógeno.

Lípidos Insaponificables

• Vitaminas Liposolubles

Las vitaminas liposolubles (A, D, E y K), en las que se centra este artículo, se absorben en el tracto gastrointestinal mediante mecanismos pasivos y a continuación se transportan en quilomicrones. Suelen almacenarse en el hígado, tejido adiposo y músculo, y eliminarse con las heces.

Funciones de los lípidos:

• Función de reserva. Los lípidos son la principal reserva energética del organismo

• Función estructural. Los lípidos (fosfolípidos, glucolípidos, colesterol) son los principales constituyentes de las bicapas lipídicas de las membranas plasmáticas.

• Función biocatalizadora (vitamínica y hormonal). Los biocatalizadores son sustancias que posibilitan que se produzcan las reacciones químicas en los seres vivos.

• Función transportadora. El transporte de los lípidos desde el intestino hasta su lugar de utilización se realiza mediante la emulsión de los lípidos gracias a los ácidos biliares y los proteolípidos.

• Función protectora. El tejido adiposo protege los órganos vitales y el esqueleto. Las ceras protegen de la desecación.

• Función térmica. El tejido adiposo aísla térmicamente ayudando al mantenimiento de la temperatura corporal.

• Función de reserva de agua. En algunos animales de ambiente desértico, como camellos, dromedarios, etc., los lípidos actúan como reserva de agua, ya que se desprende mucha agua durante los procesos catabólicos.

ACIDOS NUCLEICOS

Los ácidos nucleicos son macromoléculas o polímeros biológicos presentes en las células de los seres vivos, es decir, largas cadenas moleculares compuestas a partir de la repetición de piezas más chicas (monómeros). En este caso, son polímeros de nucleótidos unidos mediante enlaces fosfodiéster. Un nucleótido, es una molécula compleja. Está formado por tres subunidades: un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos y una base nitrogenada; esta última tiene las propiedades de una base y, además, contiene nitrógeno.

Clasificación de los ácidos nucleicos

ácido desoxirribonucleicoADN

ácido ribonucleicoARN

Ácido Dexosirribonucleico

• El ADN o ácido desoxirribonucleico es un polímero esencial para la vida, encontrado en el interior de todas las células de los seres vivos y en el interior de la mayoría de los virus. Es una proteína compleja, larga, en cuyo interior se almacena toda la información genética del individuo, esto es, las instrucciones para la síntesis de todas las proteínas que componen su organismo: podría decirse que contiene las instrucciones moleculares de armado de un ser viviente.

• Las unidades mínimas de dicha información genética se llaman genes y consisten en una secuencia específica de los nucleótidos que componen el ADN, y permiten además su transmisión hereditaria, algo vital para la evolución de la vida. Además, en estas estructuras está contenida también la información respecto a cómo y cuándo deben darse las síntesis de los componentes básicos de las células.

• La molécula de ADN es una tira larga de unidades llamadas nucleótidos, que consisten a su vez en una molécula de azúcar (en este caso desoxirribosa: C5H10O4), una base nitrogenada (que puede ser adenina, guanina, citosina o timina), y grupo fosfato que sirve de enlace entre los nucleótidos.

Ácido Ribonucleico

• El ARN (Ácido Ribonucleico) es uno de los ácidos nucleicos elementales para la vida, encargado junto al ADN (ácido desoxirribonucleico) de las labores de síntesis de proteínas y herencia genética.

• Este ácido está presente en el interior de las células tanto procariotas como eucariotas, e incluso como único material genético de ciertos tipos de virus (Virus ARN). Consiste en una molécula en forma de cadena simple de nucleótidos (ribonucleótidos) formados, a su vez, por un azúcar (ribosa), un fosfato y una de las cuatro bases nitrogenadas que componen el código genético: adenina, guanina, citosina o uracilo.

• Por lo general, es una molécula lineal y monocatenaria (de una sola cadena), y cumple con una variedad de funciones dentro en la célula, lo cual lo convierte en un versátil ejecutor de la información contenida en el ADN.

Estructura de los ácidos nucleicos

Cada molécula de ácido nucleico se compone de la repetición de un tipo de nucleótidos, compuestos cada uno por:

• Una pentosa (azúcar). Es un monosacárido de cinco carbonos, que puede ser desoxirribosa o ribosa.

• Una base nitrogenada. Deriva de ciertos compuestos heterocíclicos aromáticos (purina y pirimidina). Puede ser adenina (A), guanina (G), timina (T), citosina (C) y uracilo (U).

• Un grupo fosfato. Deriva del ácido fosfórico.

La composición estructural de cada molécula, además, se da en forma helicoidal de cadena doble (ADN) o de cadena simple (ARN), aunque en el caso de los organismos procariotas, es común hallar moléculas de ADN circular llamadas plásmidos.

Importancia de los ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos son fundamentales para la vida tal como la conocemos, ya que son imprescindibles para la síntesis de proteínas y para la transmisión de la información genética de una generación a otra (herencia). La comprensión de estos compuestos representó en su momento un enorme salto adelante en la comprensión de los fundamentos químicos de la vida. Por eso, la protección del ADN es fundamental para la vida del individuo y de la especie. Agentes químicos tóxicos (como la radiación ionizante, metales pesados o sustancias cancerígenas) pueden causar alteraciones en los ácidos nucleicos, y ocasionar enfermedades que, en ciertos casos, pueden ser transmisibles a las generaciones venideras.

Funciones de los ácidos nucleicos:

• Los ácidos nucleicos, a su manera respectiva y específica, sirven para el almacenamiento, lectura y transcripción del material genético contenido en la célula.

• En consecuencia, intervienen en los procesos de construcción (síntesis) de proteínas en el interior de la célula. Este proceso ocurre siempre que la célula fabrica enzimas, hormonas y otros péptidos indispensables para el mantenimiento del cuerpo.

• Por otro lado, los ácidos nucleicos también participan en la replicación celular, o sea, la generación de nuevas células en el cuerpo, y en la reproducción del individuo completo, ya que las células sexuales poseen la mitad del genoma (ADN) completo de cada progenitor.

• El ADN codifica la totalidad de la información genética del organismo a través de su secuencia de nucleótidos. En ese sentido, podemos decir que el ADN opera como un molde de nucleótidos.

• En cambio, el ARN sirve como operador a partir de dicho código, porque lo copia (lo transcribe) y lo lleva a los ribosomas celulares, donde se procede al ensamblaje de las proteínas. Es un proceso complejo que no podría darse sin estos compuestos fundamentales para la vida.

Bibliografía

• Enciclopedia Médica A.D.A.M. [Internet]. Johns Creek (GA): Ebix, Inc., A.D.A.M.; ©1997-2020. Anomalías de la uña; [actualizado 16 abr. 2019; consulta 30 ago. 2020]; [aprox. 4 p.]. Disponible en: https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/003247.htm

• MedlinePlus, la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. recomienda el estilo de citas bibliográficas basado en el la guía "Sitios Web", capítulo 25, de Citing Medicine: The NLM Style Guide for Authors, Editors, and Publishers (2nd edition, 2007) (disponible solo en inglés).

• Biología: Solomon E., Berg L., Martin D. (2013) 9ª Edición. Editorial Cengage Learning.

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• Robinson Cruz, Director IIDENUT,Nutricionista ClínicoEspecialista en Bioquímica Nutricional (2018). Disponible en:https://www.iidenut.org/instituto/2018/10/16/

• Helena Curtis, Adriana Schnek, Curtis Biología. (2008) 7ª Edición en Español, Editorial Médica Panamerican.

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