CUALES SON LAS BIOMOLECULAS ORGANICAS

CUÁLES SON LAS BIOMOLECULAS ORGANICAS ?

Todas las moléculas orgánicas que forman parte de los seres vivos están constituidas por la unión de varios átomos de Carbono. En los compuestos orgánicos, el Carbono forma un total de cuatro enlaces covalentes, que pueden unirlo a cuatro átomos diferentes o bien a un mismo átomo mediante varios enlaces. El átomo que se une al carbono puede ser otro carbono o un elemento distinto, como Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno o Azufre.

Glúcidos. Son los carbohidratos o hidratos de carbono. Están compuestos por carbono, hidrógeno y oxígeno, y sí son solubles en agua. Constituyen la forma más primitiva de almacenamiento energético.

en dos clases principales de glúcidos:

a)         Monosacáridos.- También llamados osas. Son azúcares simples, no hidrolizables, que consisten en una sola unidad de polihidroxialdehído o polihidroxicetona. Se clasifican a su vez en aldosas y cetosas.

b)         Ósidos.- Son azúcares complejos que, cuando sufren hidrólisis, liberan monosacáridos. Están formados por un número variable de monosacáridos unidos covalentemente entre sí. Algunos ósidos se componen exclusivamente de monosacáridos y se denominan holósidos, mientras que otros contienen además otros componentes de naturaleza no glucídica y se denominan heterósidos.

En el siguiente recuadro aparece una clasificación de los distintos tipos de glúcidos. 

Monosacáridos

Los carbohidratos más sencillos son los monosacáridos o azúcares simples. Estos azúcares pueden pasar a través de la pared del tracto alimentario sin ser modificados por las enzimas digestivas. Los tres más comunes son: glucosa, fructosa y galactosa.
La glucosa, a veces también denominada dextrosa, se encuentra en frutas, batatas, cebollas y otras sustancias vegetales; es la sustancia en la que se convierten muchos otros carbohidratos, como los disacáridos y almidones, por las enzimas digestivas. La glucosa se oxida para producir energía, calor y dióxido de carbono, que se elimina con la respiración.
Debido a que la glucosa es el azúcar en la sangre, con frecuencia se utiliza como sustancia para dar energía a las personas a las que se alimenta por vía endovenosa. La glucosa disuelta en agua estéril, casi siempre en concentraciones de 5 a 10 por ciento, por lo general se utiliza con este propósito.
La fructosa se encuentra en la miel de abeja y algunos jugos de frutas. La galactosa es un monosacárido que se forma, junto con la glucosa, cuando las enzimas digestivas fraccionan la lactosa o azúcar de la leche.

Clasificación de monosacáridos

Los monosacáridos se pueden clasificar de tres maneras principales, según:

·         El número de átomos de carbono – Los monosacáridos que contienen tres átomos de carbono se denominan triósis, mientras que los que tienen cuatro carbones se denominan tetrosas y los que tienen cinco se denominan pentosas, etc.

·         La ubicación del grupo carbonilo – Si el grupo carbonilo es un aldehído, entonces el monosacárido es una aldosa, mientras que si el grupo carbonilo es una cetona, el monosacárido es una cetosa.

·         Esteroquímica de la molécula o mano quiral – Esto se refiere a la configuración de la molécula, que puede existir en diferentes formas estructurales o isómeros.

Los dos primeros sistemas de clasificación anteriores se combinan a menudo y un monosacárido puede denominarse aldohexosa (p. ej. glucosa), aldopentosa (p. ej. ribosa) o cetohexosa (p. ej. fructosa), por ejemplo.

Aparte del primer y último átomo de carbono, cada átomo de carbono que contiene un grupo hidroxilo es asimétrico y puede tener dos configuraciones posibles en el espacio (R o S). Por lo tanto, pueden existir varios isómeros para cualquier monosacárido.

CUALES ES  LA FORMA QUIMICA GENERAL DE LOS MONOSACÁRIDOS

Los monosacáridos son moléculas sencillas que responden a la fórmula general (CH₂O)_n. 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.

función de los monosacaridos

Los Monosacáridos tienen como función la de representar la principal fuente de energía para todos los seres vivos ya que fácilmente se Oxidan o se Combustionan biológicamente con participación del O2 y de las Mitocondrias liberando energía química en forma de ATP.
Entre otras funciones los monosacáridos de tipo Pentosas ( 5 átomos de C) componen químicamente la estructura bioquímica de los Nucleótidos que forman a los ácidos nucleicos, la pentosa Ribosa ( ARN) y la Desoxirribosa ( ADN).

Los monosacáridos son la principal fuente de combustible para el metabolismo, siendo usado tanto como una fuente de energía (la glucosa es la más importante en la naturaleza) y enbiosintesis. Cuando los monosacáridos no son necesitados para las células son rápidamente convertidos en otra forma, tales como los polisacáridos. Cuando son metabolizados por la microflora residente oral, conocida como biopelicula, los mónosacáridos y disacáridos, particularmente la sacarosa son los principales responsables de la caries dental.

OLIGOSACÁRIDOS.

Los oligosacáridos están compuestos de tres a nueve moléculas de monosacáridos que al hidrolizarse se liberan. No obstante, la definición de cuan largo debe ser un glúcido para ser considerado oligo o polisacárido varía según los autores. Según el número de monosacáridos de la cadena se tienen los disacaridos (como la lactosa ), tetrasacárido (estaquiosa), pentasacáridos, etc.

Los oligosacáridos se encuentran con frecuencia unidos a proteínas, formando las glucoproteínas, como una forma común de modificación tras la síntesis proteica. Estas modificaciones post traduccionales incluyen los oligosacáridos de Lewis, responsables por las incompatibilidades de los grupos sanguíneos, el epítope alfa-Gal responsable del rechazo hiperagudo en xenotrasplante y O-GlcNAc modificacione 

FUNCIONES DE OLIGOSACÁRIDOS.

Los oligosacáridos se encuentran en muchas verduras, como el puerro, la cebolla, los espárragos, el ajo o la alcachofa y frutas como el tomate o el plátano por poner algunos ejemplos, además de en cereales como el trigo, sobre todo integral. Los oligosacáridos, ¿qué beneficios tienen para los niños?

Los carbohidratos complejos, oligosacáridos y polisacáridos, presentan ventajas frente a los carbohidratos simples:

1. Aportan fibra, cuyo consumo se ha asociado a:

- La disminución de factores de riesgo de algunos tipos de cáncer

- A un menor riesgo de diabetes, hipertensión y enfermedades cardiovasculares.

- Regula la motilidad intestinal asegurando una buena digestión y previniendo el estreñimiento. 

2. Una variedad de oligosacáridos son los denominados fructo-oligosacáridos (conocidos también como oligofructosa), compuestos naturales que contienen fructosa y fibra soluble. Estos oligosacáridos tienen la peculiaridad de considerarse prebióticos, cuya propiedad más llamativa es que sirven de alimento a las bacterias que se encuentran de manera habitual en el tracto gastrointestinal, favoreciendo así el crecimiento y la selección natural dentro de este ecosistema –normalmente compuesto por bifidobacterias y/o bacterias lácticas. 

3. Un buen estado del ecosistema bacteriano promueve beneficios en la salud de los niños, gracias a la competencia que generan frente a cualquier microorganismo invasor. Generan un ambiente hostil para las bacterias patógenas que pudiera alcanzar el intestino, aumentando así la protección frente a infecciones. 

Sin embargo, la fermentación de los oligosacáridos produce también gas, que puede convertirse en una desventaja cuando su consumo es elevado, ya que ocasiona incomodidad, sobre todo en los más pequeños

POLISACÁRIDOS

Los polisacáridos son cadenas, ramificadas o no, de más de diez monosacáridos, resultan de la condensación de muchas moléculas de monosacáridos con la pérdida de varias moléculas de agua. Su fórmula empírica es: (C₆ H₁₀ O₅)_n. Los polisacáridos representan una clase importante de polímeros biológicos y su función en los organismos vivos está relacionada usualmente con estructura o almacenamiento.

El almidón es la manera en que las plantas almacenan monosacáridos; es una mezcla de dos polímeros de glucosa, la amilosa y la amilopectina (ramificada).

Los animales usan el glucógeno en vez de almidón el cual es estructuralmente similar pero más densamente ramificado. Las propiedades del glucógeno le permiten ser metabolizado más rápidamente, lo cual se ajusta a la vida activa de los animales con locomoción.

La celulosa y la quitina son ejemplos de polisacáridos estructurales. La celulosa forma la pared celular de plantas y otros organismos y es la molécula orgánica más abundante de la Tierra. La quitina tiene una estructura similar a la celulosa, pero tiene nitrógeno en sus ramas incrementando así su fuerza; se encuentra en elexoesqueleto de los artrópodos y en las paredes celulares de muchos hongos.

Otros polisacáridos incluyen la calosa, la laminarina, la maltodextrina, el xilano y la galactomanosa.

FUNCIONES DE POLISACÁRIDOS

Los polisacáridos representan una clase importante de polímeros biológicos. Su función en los organismos vivos está relacionada usualmente con estructura o almacenamiento. El almidón es usado como una forma de almacenar monosacáridos en las plantas, siendo encontrado en la forma de amilosa y la amilopectina (ramificada). En animales, se usa el glucógeno en vez dealmidón el cual es estructuralmente similar pero más densamente ramificado. Las propiedades del glucógeno le permiten ser metabolizado más rápidamente, lo cual se ajusta a la vida activa de los animales con locomoción.

 

HOMOPOLISACÁRIDOS

Los homopolisacáridos se clasifican según el tipo de monosacárido que se repite y según el tipo de enlace.

Su función depende del tipo de enlace O-glucosídico.

• Si se trata de enlaces α, el polisacárido desempeña la función de reserva energética, puesto que puede hidrolizarse fácilmente y separar los monosacáridos. Como los polisacáridos no son solubles en agua, constituyen la forma idónea de acumulación de glúcidos, ya que se evitan problemas osmóticosen las células en las que se encuentran.
• Por el contrario, los polisacáridos con enlaces β son muy difíciles de hidrolizar (las enzimas correspondientes son poco comunes), por lo que realizanfunciones estructurales.

Homopolisacáridos de reserva

Almidón

El almidón es el polisacárido de reserva propio de los vegetales. Se acumula en forma de gránulos dentro de los plastos, en la célula vegetal.

El almidón está formado por miles de moléculas de glucosa. Como no están disueltas en el citoplasma, no influyen en la presión osmótica interna y constituyen una gran reserva energética que ocupa poco volumen.

El almidón se encuentra en las semillas y en los tubérculos, como la patata y el boniato. Con esta reserva energética, las plantas pueden obtener energía sin necesidad de luz.

Pero el almidón no es realmente un polisacárido, sino la mezcla de dos, la amilosa (30 %)  y la amilopectina (70 %).

• Amilosa. Está constituida por un polímero de glucosas unidas medianteenlaces α (1→4) en una cadena sin ramificar. Tiene estructura  helicoidal con seis moléculas de glucosa (tres maltosas) por vuelta. Está formada por entre 200 y 300 moléculas de glucosa (α-D-glucopiranosa). Es soluble en agua, dandodispersiones coloidales. Con el yodo se tiñe de color azul negruzco.
• Amilopectina. Está constituida por un polímero de α-D-glucopiranosas unidas mediante enlaces α (1→4), con ramificaciones con enlaces α (1→6). Su estructura también es helicoidal, similar a la de la amilosa, pero con una ramificación lateral originada por un enlace α (1-6) cada 25-30 moléculas de glucosa. Es menos soluble en agua que la amilosa. Con el yodo se tiñe de rojo oscuro.

Los animales pueden digerir el almidón (no la celulosa) mediante la acción de variasenzimas:

• Las amilasas, enzimas hidrolasas presentes en la saliva y en el jugo pancreático, hidrolizan los enlaces α(1→4), obteniéndose moléculas de glucosay maltosa como productos finales.
• Las ramificaciones con enlaces α(1→6) que presenta la amilopectina tienen que ser degradados mediante la enzima desramificante α(1→6) glucosidasa, que completa la hidrólisis dando lugar a maltosas y glucosas.
• La enzima maltasa hidrolizará, por último, las moléculas de maltosa y se obtendrá la glucosa.

Glucógeno

El glucógeno es el polisacárido de reserva energética propio de los animales y hongos (y en algunas bacterias). Se encuentra en el hígado y en los músculos.

El glucógeno, al igual que la amilopectina, está constituido por un polímero deglucosas (α-D-glucopiranosa) unidas mediante enlaces α (1→4), con ramificaciones en posición α (1→6). Su estructura es semejante a la de la amilopectina, aunque con más ramificaciones, cada ocho o diez glucosas.

Con el yodo, la dispersión coloidal se tiñe de rojo oscuro. Las enzimas amilasas sobre el glucógeno dan maltosas y dextrina límite. Luego, mediante las enzimas R-desramificantes y las maltasas, se obtiene glucosa.