Composición de la Materia Viva: Biomoléculas y sus Funciones

1. Composición de la Materia Viva

Biomoléculas Inorgánicas (Simples, Pocos Enlaces)

Agua

La biomolécula más abundante. Es un dipolo (distribución irregular de cargas eléctricas). Sus moléculas se unen por puentes de hidrógeno, lo que provoca una gran cohesión interna.

Propiedades:

1. Gran capacidad disolvente: permite que se desarrollen la mayor parte de las reacciones metabólicas y sirve de medio de transporte para los nutrientes y la eliminación de productos de desecho del metabolismo.
2. Fuerza de cohesión entre sus moléculas: las moléculas de agua están fuertemente unidas entre sí, lo que permite mantener su forma y volumen.
3. Tensión superficial elevada: las moléculas de la superficie son atraídas hacia el interior, haciendo que sea difícil de atravesar. Permite la formación de gotas, la flotación y el desplazamiento de algunos organismos.
4. Adhesión a otras moléculas polares: al formar puentes de hidrógeno con otras moléculas polares, se explica el movimiento ascendente del agua por capilaridad.
5. Elevado calor específico: al aumentar el movimiento de las moléculas, deben romperse los puentes de hidrógeno, lo que requiere más energía. Su temperatura desciende lentamente. En los seres vivos, el agua actúa como regulador térmico cuando varía la temperatura.
6. Interviene en numerosas reacciones químicas.

Sales Minerales

• En estado sólido: proporcionan estructura y protección.
• Disueltas: en forma ionizada con cargas + o -, cumplen funciones específicas (contracción muscular, coagulación de la sangre).
• Asociadas a otras moléculas.

Biomoléculas Orgánicas (Complejas, Formadas por Cadenas de Carbono)

Sus enlaces contienen energía.

Glúcidos (C, H, O)

1. Monosacáridos:

Los más sencillos. Formados por una cadena que tiene entre 3 y 7 átomos de carbono. Tienen función energética en los seres vivos, ya que las células rompen los enlaces y combinan los fragmentos con oxígeno para formar moléculas de CO2. Este proceso libera energía, y la diferencia del contenido energético entre los enlaces de los reactivos y los productos queda disponible para ser utilizada por la célula como ATP en procesos de aporte energético.

2. Disacáridos:

Unión de dos monosacáridos. Ejemplos: sacarosa (glucosa + fructosa) y lactosa (glucosa + galactosa). Función de aporte energético.

3. Polisacáridos:

Formados por un gran número de moléculas de monosacáridos. Debido a su tamaño, no son solubles ni dulces. Tienen función de reserva energética.

Grupos:

1. Almidón: sustancia de reserva de los vegetales (forma de almacenar energía).
2. Glucógeno: polisacárido de reserva de los animales.
3. Celulosa (función estructural): componente de la pared celular de los vegetales.
4. Quitina: presente en los exoesqueletos de artrópodos y la pared celular de los hongos, dando resistencia y dureza.

Lípidos (C, H, O/N, P, S)

Función de reserva energética y aislante térmico.

1. Grasas (Unión de 1 molécula de glicerina + 3 ácidos grasos): importante fuente de agua.
2. Ceras: presentes en vegetales y animales, con función protectora (impermeable).
3. Fosfolípidos: constituyen la membrana celular.
4. Terpenos: dan coloración.
5. Esteroides: hormonas sexuales, vitamina D.

Proteínas (C, H, O, N/S)

No se almacenan, se utilizan como energía en última instancia. Son polímeros de gran tamaño formados por la unión de 20 aminoácidos diferentes, cada uno formado por una cadena de carbono de longitud variable que lleva un grupo carboxilo (-COOH) en un extremo y un grupo amino (-NH2) en el átomo de carbono que está junto a él.

Propiedad más importante: especificidad. Sin las proteínas no se realiza el mensaje del ADN; cada especie tiene su grupo de proteínas específicas.

Cada aminoácido se une mediante un enlace peptídico, formando dipéptidos, tripéptidos... y polipéptidos. El orden en el que se unen los aminoácidos forma una secuencia: primaria, secundaria...

Las proteínas tienen gran variabilidad estructural (se cuentan 3000 proteínas diferentes en una sola célula) y una enorme diversidad funcional, como:

• Función estructural: capaces de soportar gran tensión.
• Movimiento y contracción.
• Transporte.
• Función defensiva.
• Función hormonal.
• Función enzimática.
• Toxinas.

Nucleótidos

Biomoléculas formadas por carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno y fósforo. Están compuestos por un grupo fosfato, una pentosa y una base nitrogenada.

Cuando se unen los nucleótidos, forman polímeros, los ácidos nucleicos, que pueden ser:

• ADN (se encuentra en los cromosomas del núcleo en células eucariotas y en el citoplasma en células procariotas): es el portador del mensaje genético. El ADN tiene capacidad de contener información y capacidad de replicación (el ADN hace copias o réplicas). También tiene capacidad de mutación: cuando se duplica, puede producir errores o cambios en la información genética de las nuevas moléculas, a través de las cuales se producen nuevos caracteres en los organismos.
• ARN: tiene una sola cadena. Hay tres tipos de ARN: ARNm (mensajero), ARNr (ribosómico) y ARNt (transferencia).

El mensaje contenido en un gen se descifra mediante transcripción y traducción:

• Por la transcripción, la información genética es copiada en forma de moléculas de ARNm en el núcleo de la célula.
• En el citoplasma, los ribosomas traducen la información que lleva el ARNm en una proteína. Los ARNt transportan aminoácidos a los ribosomas y los colocan según el orden que indica el ARNm. Los ribosomas se deslizan por las moléculas de ARNm uniendo los aminoácidos hasta formar la proteína.

Aparte, hay otros nucleótidos importantes como el ATP: moneda de intercambio energético y fuente de energía para los procesos celulares.