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EDITADO POR DAVID ALEJANDRO STWARD CAMPOS
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BIOMOLECULASCARBOHIDRATOS Y
PROTEINAS
BIOMOLÉCULAS
BIOELEMENTOS
• Los cuatro bioelementos más abundantes en los
seres vivos son:
• El Carbono, Hidrogeno, Oxigeno y Nitrógeno.
• Representando alrededor del 99% de la masa de la
mayoría de las células.
• Los bioelementos se combinan entre sí para formar
las moléculas que componen la materia viva. Estas
moléculas reciben el nombre de Biomoléculas o
Principios Inmediatos.
Estos cuatro elementos son los principales
componentes de las biomoléculas
Debido a que:
• 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.
Y TAMBIÉN
• Permiten la formación de enlaces múltiples (dobles y
triples) entre C y C; C y O; C y N. Así como
estructuras lineales ramificadas cíclicas,
heterocíclicas, etc.
• Permiten la posibilidad de que con pocos elementos
se den una enorme variedad de grupos
funcionales (alcoholes, aldehídos,
cetonas, ácidos, aminas, etc.) con propiedades
químicas y físicas diferentes.
CLASIFICACIÓN DE BIOMOLÉCULAS
COMPONENTES MOLECULARES
SE DIVIDEN EN :
• Las biomoléculas inorgánicas son las que no están formadas por cadenas de carbono, como son el agua, las sales minerales o los gases.
Y
• Las biomoléculas orgánicas están formadas por cadenas de
carbono y denominan Glúcidos, Lípidos, Prótidos y Ácidos
nucleícos.
• Las biomoléculas orgánicas, atendiendo a la longitud y
complejidad de su cadena, se pueden clasificar
como monómeros o polímeros.
Carbohidratos - Hidratos de carbono
Hidratos de carbono, grupo de compuestos,también llamados glúcidos, que contienenhidrógeno y oxígeno, en la misma proporciónque el agua, y carbono. La fórmula de lamayoría de estos compuestos se puedeexpresar como Cm(H2O)n.
Los carbohidratos son los compuestosorgánicos más abundantes de la biosfera y asu vez los más diversos. Normalmente se losencuentra en las partes estructurales de losvegetales y también en los tejidos animales,como glucosa o glucógeno. Estos sirven comofuente de energía para todas las actividadescelulares vitales.
TAMBIÉN LLAMADOS GLÚCIDOS
Los hidratos de carbono son los compuestos
orgánicos más abundantes en la naturaleza. Las
plantas verdes y las bacterias los producen en el
proceso conocido como fotosíntesis, durante el
cual absorben el dióxido de carbono del aire y por
acción de la energía solar producen hidratos de
carbono y otros productos químicos necesarios
para que los organismos sobrevivan y crezcan.
Entre los hidratos de carbono se encuentran el
azúcar, el almidón, la dextrina, la celulosa y el
glucógeno, sustancias que constituyen una parte
importante de la dieta de los humanos y de
muchos animales.
FUNCIONES
• Las funciones que los glúcidos cumplen en el
organismo son, energéticas, de ahorro de proteínas,
regulan el metabolismo de las grasas y estructural.
Molécula de glucosaLa glucosa, de fórmula C6H12O6, es un azúcar simple o monosacárido. Su molécula puede presentar una estructura lineal ocíclica; esta última, representada en la ilustración, estermodinámicamente más estable.
En los organismos vivos, los hidratos de carbono
sirven tanto para las funciones estructurales
esenciales como para almacenar energía.
En las plantas, la celulosa y la hemicelulosa son los
principales elementos estructurales.
En los animales invertebrados, el polisacárido quitina
es el principal componente del dermatoesqueleto de
los artrópodos.
En los animales vertebrados, las capas celulares de
los tejidos conectivos contienen hidratos de carbono.
Para almacenar la energía, las plantas usan almidón y
los animales glucógeno; cuando se necesita la energía,
las enzimas descomponen los hidratos de carbono.
• Carbohidratos simples:• Los hidratos de carbono simples son LOS
MONOSACÁRIDOS entre los cuales podemos mencionar
a la glucosa y la fructosa que son los responsables del
sabor dulce de muchos frutos
• Ejemplo: la leche
Carbohidrato complejo
ejemplo: La celulosa, principal componente
de la pared celular de todos los vegetales, es
un hidrato de carbono complejo.
Carbohidratos complejos:
SE UTILIZAN PARA:
Los hidratos de carbono se utilizan para fabricar
tejidos, películas fotográficas, plásticos y otros
productos.
La celulosa se puede convertir en rayón de
viscosa y productos de papel.
El nitrato de celulosa (nitrocelulosa) se utiliza en
películas de cine, cemento, pólvora de algodón,
celuloide y tipos similares de plásticos.
El almidón y la pectina, un agente cuajante, se
usan en la preparación de alimentos para el
hombre y el ganado.
La goma arábiga se usa en medicamentos demulcentes.
El agar, un componente de algunos laxantes, se utiliza
como agente espesador en los alimentos y como medio
para el cultivo bacteriano; también en la preparación de
materiales adhesivos, de encolado y emulsiones.
La hemicelulosa se emplea para modificar el papel
durante su fabricación.
Los dextranos son polisacáridos utilizados en medicina
como expansores de volumen del plasma sanguíneo para
contrarrestar las conmociones agudas.
Otro hidrato de carbono, el sulfato de heparina, es un
anticoagulante de la sangre.
METABOLISMO DE LOS GLÚCIDOSEs el mecanismo mediante el cual el cuerpo utiliza
azúcar como fuente de energía.
Los glúcidos, o hidratos de carbono, son uno de
los tres constituyentes principales del alimento y los
elementos mayoritarios en la dieta humana.
El producto final de la digestión y asimilación de
todas las formas de hidratos de carbono es un
azúcar sencillo, la glucosa, que se puede encontrar
tanto en los alimentos como en el cuerpo humano.
La digestión de los glúcidos se realiza gracias a la
acción de varias enzimas.
La amilasa, que se encuentra en la saliva y en el
intestino, descompone el almidón, la dextrina y el
glucógeno en maltosa, un azúcar de doce carbonos
LAS PROTEINAS
CONCEPTO:
Proteína, cualquiera de los
numerosos compuestos
orgánicos constituidos por
aminoácidos unidos por
enlaces peptídicos que
intervienen en diversas
funciones vitales
esenciales, como el
metabolismo, la
contracción muscular o la
respuesta inmunológica.
SE DESCUBRIERON EN:☺Se descubrieron en 1838 y hoy se sabe que son los
componentes principales de las células y que suponen más
del 50% del peso seco de los animales. El término proteína
deriva del griego proteios, que significa primero.
☺Las moléculas proteicas van desde las largas fibras
insolubles que forman el tejido conectivo y el pelo, hasta
los glóbulos compactos solubles, capaces de atravesar la
membrana celular y desencadenar reacciones metabólicas.
☺ Tienen un peso molecular elevado y son específicas de
cada especie y de cada uno de sus órganos. Se estima que
el ser humano tiene unas 30.000 proteínas distintas, de las
que sólo un 2% se ha descrito con detalle.
El kwashiorkor: que afecta a
los niños del África tropical, es
una enfermedad por
malnutrición, principalmente
infantil, generada por una
insuficiencia proteica grave.
LA DESNUTRICIÓN O FALTA DE PROTEINAS
ESTRUCTURA DE LA PROTEINAEl nivel más básico de estructura proteica, llamado
estructura primaria, es la secuencia lineal de
aminoácidos que está determinada, a su vez, por el
orden de los nucleótidos en el ADN o en el ARN.
Cuando la molécula se arrolle o pliegue y adopte una
estructura secundaria; un ejemplo es la llamada
hélice α.
Cuando las fuerzas provocan que la molécula se
vuelva todavía más compacta, como ocurre en las
proteínas globulares, se constituye una estructura
terciaria donde la secuencia de aminoácidos adquiere
una conformación tridimensional.
estructura primaria
Se dice que la molécula tiene estructura cuaternaria
cuando está formada por más de una cadena polipeptídica,
como ocurre en la hemoglobina y en algunas enzimas.
Se debe a determinados factores
mecánicos (agitación), físicos
(aumento de temperatura) o
químicos (presencia en el medio de
alcohol, acetona, urea, detergentes
o valores extremos de pH) provocan
la desnaturalización de la proteína,
es decir, la pérdida de su estructura
tridimensional; las proteínas se
despliegan y pierden su actividad
biológica.
PROTEINAS FIBROSAS
Tenemos las principales proteínas fibrosas:
•El colágeno : que forma parte de huesos, piel, tendones y
cartílagos, es la proteína más abundante en los
vertebrados
• la queratina: La queratina, que constituye la capa externa
de la piel, el pelo y las uñas en el ser humano y las
escamas, pezuñas, cuernos y plumas en los animales
•El fibrinógeno: El fibrinógeno es la proteína plasmática
de la sangre responsable de la coagulación.
•Las proteínas musculares: La miosina, que es la principal
proteína responsable de la contracción muscular.
Las proteínas globulares son esféricas y muy solubles.
Desempeñan una función dinámica en el metabolismo
corporal.
Son ejemplos la albúmina, la globulina, la caseína, la
hemoglobina, todas las enzimas y las hormonas
proteicas. Albúminas y globulinas son proteínas solubles
abundantes en las células animales, el suero sanguíneo,
la leche y los huevos.
La hemoglobina es una proteína respiratoria que
transporta oxígeno por el cuerpo; a ella se debe el color
rojo intenso de los eritrocitos.
Se han descubierto más de cien hemoglobinas humanas
distintas, entre ellas la hemoglobina S, causante de la
anemia de células falciformes.
Los aminoácidos pueden experimentar nuevas
alteraciones químicas que los transforman en compuestos
de secreción interna, como hormonas, enzimas digestivas
y elementos de protección (anticuerpos). Los aminoácidos
que no hacen falta para reponer las células y fluidos
orgánicos se catabolizan en dos pasos.
El primero es la desaminación oxidativa, que consiste en
la separación de la porción de la molécula que contiene
nitrógeno, que a continuación se combina con carbono y
oxígeno para formar urea, amoníaco y ácido úrico, que
son los productos nitrogenados del metabolismo
proteico.
se unen compuestos similares
derivados del catabolismo de
hidratos de carbono y grasas. Los
productos finales de estas
porciones proteicas son dióxido de
carbono y agua.
los aminoácidos experimentan
nuevas degradaciones químicas y
forman nuevos compuestos que a
su vez son catabolizados con
frecuencia en rutas bioquímicas
