Breve descripción de las principales características de estas biomoléculas; dirigido a estudiantes del área Cs de la Salud en ramos como Biología, Introducción a la Biología, Biología Celular, etc

1. Biomoléculas I
Hidratos de carbono y lípidos
Universidad de Santiago
Facultad de Química y Biología
Departamento de Biología

4. Compuestos Inorgánicos
Agua
Sales Minerales
Agua:
Es el más abundante en los seres vivos (70% aprox)
 Solvente polar (Hidrofílicas – Hidrofóbicas)
 Capacidad Disolvente
(medio de transporte, propagador de reacciones bioquímicas)
 Alto calor especifico (tampón térmico)
 Alta tensión superficial (lubricante)

5.  Sales minerales:
Se pueden encontrar disociados, en forma de iones (aniones y
cationes) o de sales no disociadas.
 Permiten conducción eléctrica (impulso nervioso)
 Forman parte de sistemas esqueléticos, soporte y protección
(conchas, caparazones, huesos)
 Participan de la homeostasis osmótica (hidratación por retención de
moléculas de agua)
 Buffer o amortiguador de pH
 Co-factores enzimáticos
 Forman parte de moléculas orgánicas (Fe+2 en la hemoglobina y el
Mg+2 en la clorofila)
Compuestos Inorgánicos
Agua
Sales Minerales

6. El átomo de Carbono
 4 electrones en su capa de valencia
 Comparte electrones con otros
átomos de similares características:
CHONPS
Gran diversidad de compuestos  el
enlace más estable es C-C
Cadenas hidrocarbonadas
Compuestos orgánicos

7. La diversidad de posibles moléculas se
hace mayor al incluir los grupos
funcionales
 combinación específica de átomos que
confieren características particulares e
invariables al “esqueleto carbonado” al
que se unen
Isómeros: moléculas orgánicas que
tienen fórmulas iguales pero que difieren
en cuanto su organización y distribución
en el espacio.

12. Estructura
 Son poli-hidroxi-aldehídos o Poli-hidroxi-cetonas:
Basado en la ubicación del grupo C=O
 Son moléculas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno en la
proporción aprox de 1: 2: 1, o CH2O.

13.  Monosacáridos: Formados por una sola unidad de azúcar.
 Disacáridos: 2 unidades de monosacáridos
 Oligosacáridos: 3+ monosacáridos
Clasificación

14.  Polisacáridos: 20 o más unidades de monosacáridos unidas,
formando polímeros. Pueden ser lineales o ramificados.

15. Monosacáridos
 Azúcares más simples
 Aldosas o Cetosas
 3 a 6 carbonos:
Triosas (3C)
Tetrosas (4C)
Pentosas (5C)
Hexosas (6C)
 Pueden poseer varios carbonos quirales

16. Ciclación de los monosacáridos
 Al disolverse en agua, como
sucede al interior de una
célula, el esqueleto de
carbono de un azúcar forma
una estructura cíclica (anillo)
 El grupo carbonilo forma un
enlace covalente con un
hidroxilo de la molécula.
 Carbono anomérico: α ó β

17. Piranos y Furanos
Generalmente
Cetosas
Generalmente
Aldosas

18. Enlace glicosídico
 Unión entre monosacáridos,
para formar desde
disacáridos hasta
polisacáridos.
 El -OH del carbono anomérico
de un monosacárido se une a
un carbono cualquiera de otro
monosacárido.

21. Funciones de los Azúcares
 Monosacáridos y Disacáridos:
Principalmente en metabolismo.
 Oligosacáridos:
Como parte de moléculas estructurales, reconocimiento celular.
 Polisacáridos:
Función estructural y reserva energética.

22.  En los sistemas biológicos, la glucosa es el
monosacárido más común y es la
subunidad de muchos polisacáridos; tiene
seis carbonos, por lo que su fórmula
química es C6H12O6.
 Muchos organismos sintetizan otros
monosacáridos que tienen la misma fórmula
que la glucosa, aunque una estructura 3D
diferente  fructosa, galactosa.
 Otros monosacáridos comunes como la
ribosa y la deoxiribosa (que se encuentran
en el DNA y RNA) contienen 5 carbonos.

24.  Los disacáridos a menudo son utilizados para almacenar energía a corto
plazo, básicamente en plantas. Cuando se requiere energía se rompen
en monosacáridos.

27. Oligosacáridos

28.  Mientras que las plantas utilizan a menudo almidón como molécula de
almacenamiento de energía, por lo común los animales almacena
glicógeno; ambas sustancias consisten en polímeros de subunidades de
glucosa.
 Muchos organismos utilizan también polisacáridos como materiales
estructurales. Uno de los más importantes es la celulosa, que forma la
mayoría de las paredes celulares de las plantas, los copos de algodón y
casi la mitad de la masa de un tronco.
Polisacáridos

31.  Al igual que el almidón, la celulosa es un polímero de glucosa. Sin
embargo, mientras la mayoría de los animales puede digerir con facilidad
el almidón, sólo unos cuantos microrganismos pueden digerir la celulosa.
¿Por qué ocurre así si tanto el almidón
como la celulosa están formados de
glucosa?
La orientación de los enlaces entre
subunidades son diferentes; en la celulosa,
casa segunda glucosa está de «cabeza»,
lo que impide la hidrólisis de este enlace
en la gran mayoría de los organismos  la
celulosa pasa por el tracto digestivo sin
digerirse; aunque es muy útil como fibra,
para prevenir el estreñimiento, no se
obtienen nutrimentos de ella.

33. ALMIDÓN
Reserva energética (azúcares)
de plantas.
GLICÓGENO
Reserva energética de animales
y bacterias.
Ambos formados por monómeros de glucosa unidos a través de
enlaces a1  4.

36. LÍPIDOS
 Los lípidos son un grupo diverso de
moléculas que tiene dos características
importantes: contienen extensas regiones
formadas casi por completo por carbono e
hidrógeno -enlaces no polares- por lo que
los lípidos son muy hidrofóbicos e
insolubles en agua.
 Los lípidos cumplen una gran cantidad de
funciones: son moléculas almacenadoras
de energía, mientras que otras forman
cubiertas impermeables en los cuerpos de
plantas y animales; otros constituyen la
estructura de todas las membranas
celulares y finalmente algunos son
hormonas
 Tres grupos principales: 1. aceites, grasas
y ceras, con estructuras similares y
formados sólo por C, H y O; 2. fosfolípidos,
similares a los aceites pero contienen P y
N, y 3. la familia de los esteroides, «lípidos
con anillos fusionados»

39. Los Lípidos generalmente se forman a partir de sus monómeros, los ácidos
grasos. Dada su estructura íntima, éstos se dividen en ácidos grasos
saturados e insaturados.
a. Dos representaciones del ácido
esteárico (estearato a pH 7.0).
b. Ácido oléico (oleato) y su doble
enlace.
c. Organización espontánea de
ácidos grasos completamente
saturados.
d. La presencia de dos o más
dobles enlaces resulta en la
formación de agregados menos
estables.

40. Ácido palmítico – C16, completamente saturado
16:0
Ácido oleico – C18, contiene un doble enlace entre C9 = C10.
18:1(D9) (18 carbonos, 1 doble enlace)

41.  Son aquellos que no pueden ser sintetizados en cantidades suficientes
por la célula animal para suplir sus requerimientos, y por lo tanto deben
ser incorporados en la dieta.
 Ácido linoléico (AL, C18:2) y ácido alfa-linolénico (ALA)
 Ambos precursores del ácido eicosapentaenoico (EPA, C20:5) y del ácido
docosahexaenoico (DHA, C22:6).
Ácidos grasos Esenciales

42.  Los ácidos grasos pueden ser “cis” o “trans”
 En la naturaleza solo se encuentran los de tipo “cis”
 Las grasas trans se obtienen industrialmente por procesos de
hidrogenación de aceites vegetales.
 Su alto consumo se asocia a aumentos en los niveles de colesterol en la
sangre, enfermedades cardiovasculares, etc.

44.  Los aceites, grasas y las ceras tienen tres
características en común. Primero, sólo
contienen C, H y O, segundo, tienen una o
más subunidades de ácido graso, largas
cadenas de carbono e hidrógeno con un
grupo carboxilo (-COOH) en un extremo, y
tercera, generalmente no tienen forma de
anillo.
 Las grasas y los aceites se forman a partir
de tres subunidades de ácido graso + una
molécula de glicerol  triglicéridos.
 Las grasas y los aceites contiene dos veces
más calorías por gramo que los azúcares y
las proteínas, por lo que son molécula de
almacenamiento energético muy efectivas
en plantas y animales.

46.  Aunque las ceras son químicamente
similares a las grasas, no son una fuente
alimenticia.
 Las ceras están altamente saturadas, de
manera que son sólidas a T° ambiente,
formando un recubrimiento impermeables
en las hojas y tallos de las plantas
terrestres.
 Los animales sintetizan ceras como
impermeabilizante para el pelo (animales) y
los exoesqueletos de insectos, y en ciertos
casos para construir complejas estructuras
como los panales.

47. Los fosfolípidos tienen «cabezas» polares y «colas» apolares.
La membrana plasmática que recubre a todas las células contiene varios
tipos de fosfolípidos, los que son muy similares a los aceites con la única
excepción de que uno de los tres ácidos grasos se reemplaza con un grupo
fosfato que, generalmente tiene unido un grupo funcional.
Los fosfolípidos tienes dos extremos diferentes: dos «colas» de ácido graso
no polar, insolubles en agua, y una «cabeza» de fosfato-nitrógeno que es
polar y por lo tanto soluble en agua  anfipática.

52.  Los esteroides son estructuralmente
diferentes respecto a todos los demás
lípidos  todos los esteroides se componen
de cuatro anillos fusionados, a partir de
los cuales surgen diferentes grupos
funcionales.
 Un tipo de esteroide es el colesterol,
componente fundamental de las
membranas celulares, aunque también es
utilizado para sintetizar moléculas como
hormonas sexuales y sales biliares.