Bioelementos y Biomoléculas Esenciales: Estructura y Función de Proteínas, Lípidos y Carbohidratos
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Bioelementos y Materia Viva
Definición: Son los elementos químicos que forman parte de los seres vivos.
Bioelementos Primarios (≥1% del cuerpo)
- C (Carbono)
- H (Hidrógeno)
- O (Oxígeno)
- N (Nitrógeno)
- Ca (Calcio)
- P (Fósforo)
Bioelementos Secundarios (0.05–1%)
- Na (Sodio)
- K (Potasio)
- Cl (Cloro)
- Mg (Magnesio)
- S (Azufre)
Biomoléculas: Clasificación General
Definición: Son moléculas formadas por bioelementos que constituyen a los seres vivos.
Principales Tipos:
- Carbohidratos (Glúcidos)
- Lípidos
- Proteínas
Proteínas
Elementos Constituyentes: C, H, O, N, S
Monómeros: Aminoácidos (Grupo Carboxilo –COOH, Grupo Amino –NH₂)
Aminoácidos Esenciales vs. No Esenciales
- Esenciales: El cuerpo no los produce (Ej: Leucina, Valina, Lisina, etc.).
- No Esenciales: El cuerpo sí los produce.
Estructura del Aminoácido
Carbono central unido a:
- Grupo Carboxilo (–COOH)
- Grupo Amino (–NH₂)
- Hidrógeno (–H)
- Cadena Lateral (R)
Niveles de Organización Estructural de las Proteínas
- Primaria: Secuencia de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. Un cambio en esta secuencia altera su función.
- Secundaria: Plegamientos locales estabilizados por puentes de hidrógeno. (Ej: Hélice Alfa (α), Lámina Beta (β)).
- Terciaria: Plegamiento tridimensional (3D) de la cadena. (Interacciones hidrofóbicas, puentes disulfuro, electrostáticas).
- Cuaternaria: Unión de varias cadenas polipeptídicas (subunidades). (Ej: Hemoglobina).
Funciones de las Proteínas
| Función | Ejemplos |
|---|---|
| Estructural | Membranas, citoesqueleto, receptores |
| Enzimática | Enzimas → catalizan reacciones |
| Hormonal | Insulina, glucagón |
| Defensa | Anticuerpos (inmunoglobulinas) |
| Transporte | Hemoglobina (O₂), lipoproteínas (grasas) |
| Contráctil | Actina, miosina (músculos) |
| Energética | Solo en casos extremos (poco eficiente) |
Desnaturalización Proteica
Ocurre cuando altas temperaturas o pH extremo rompen los enlaces no covalentes (hidrógeno, iónicos), alterando la estructura tridimensional.
Ejemplo: Cocinar un huevo (cambia su estructura, pero no su composición química).
Carbohidratos (Glúcidos)
Fórmula General: (CH₂O)n
Clasificación según el número de carbonos
| Tipo | Nº de C | Ejemplos |
|---|---|---|
| Triosas | 3 | Intermedios del metabolismo |
| Pentosas | 5 | Ribosa, Desoxirribosa (ADN y ARN) |
| Hexosas | 6 | Glucosa, Fructosa, Galactosa |
Monosacáridos
Azúcares simples:
- Glucosa
- Fructosa
- Galactosa
- Ribosa
- Desoxirribosa
Disacáridos
Dos monosacáridos unidos por enlace glucosídico.
| Disacárido | Monosacáridos | Fuente |
|---|---|---|
| Sacarosa | Glucosa + Fructosa | Azúcar de mesa, frutas |
| Lactosa | Glucosa + Galactosa | Leche y derivados |
Polisacáridos
Cadenas largas de monosacáridos.
| Polisacárido | Función | Fuente |
|---|---|---|
| Almidón | Reserva en plantas | Papas, arroz, trigo |
| Glucógeno | Reserva en animales | Hígado, músculos |
| Celulosa | Estructural (plantas) | Pared celular vegetal |
| Quitina | Estructural (artrópodos, hongos) | Exoesqueleto |
Funciones de los Carbohidratos
| Función | Ejemplo |
|---|---|
| Energética | Glucosa, almidón, glucógeno |
| Reserva | Glucógeno (animales), almidón (plantas) |
| Estructural | Celulosa, quitina |
| Reconocimiento celular | Oligosacáridos en membranas |
Lípidos
Elementos Constituyentes: C, H, O (a veces N y P)
Clasificación de Lípidos
Lípidos Saponificables (con ácidos grasos)
- Grasas Neutras (Triglicéridos): Glicerol + 3 ácidos grasos. Función: reserva energética y aislamiento térmico.
- Fosfolípidos: Glicerol + 2 ácidos grasos + grupo fosfato. Forman membranas celulares. Poseen una cabeza hidrofílica y colas hidrofóbicas.
- Ceras
Lípidos Insaponificables (sin ácidos grasos)
- Esteroides:
Ejemplo: Colesterol
- Componente esencial de membranas animales.
- Precursor de hormonas sexuales (estrógeno, testosterona), vitamina D y sales biliares.
Tipos de Ácidos Grasos
| Tipo | Característica |
|---|---|
| Saturados | No tienen dobles enlaces (sólidos, origen animal) |
| Insaturados | Tienen uno o más dobles enlaces (líquidos, origen vegetal) |
Ácidos Grasos Esenciales
| Ácido | Tipo | Fuente |
|---|---|---|
| Ácido linoleico (AL) | Omega-6 | Aceite de maíz, girasol, nueces |
| Ácido alfa-linolénico (ALA) | Omega-3 | Semillas de chía, lino, canola |
| EPA y DHA | Omega-3 | Pescado azul, mariscos |
El cuerpo no puede fabricarlos; deben obtenerse a través de la dieta.