Estructura y Funciones de las Principales Macromoléculas Biológicas

Glúcidos o Carbohidratos

Los glúcidos son biomoléculas orgánicas formadas principalmente por Carbono (C), Hidrógeno (H) y Oxígeno (O), aunque algunos derivados pueden contener Nitrógeno (N) o Azufre (S).

Clasificación de los Glúcidos

Monosacáridos u Osas

Son las unidades más simples, formadas por una sola molécula (de 3 a 7 átomos de carbono). Los más importantes son:

• Pentosas: 5 átomos de carbono (ej. ribosa, desoxirribosa).
• Hexosas: 6 átomos de carbono (ej. glucosa, fructosa).

Funciones de los monosacáridos:

• Son moléculas energéticas que donan energía rápidamente al organismo.
• Forman parte de estructuras celulares.
• Son componentes esenciales de macromoléculas complejas como el ADN y el ARN.

Ósidos

Están formados por la unión de dos o más monosacáridos.

• Disacáridos: Formados por la unión de dos monosacáridos. Son moléculas donadoras de energía a corto plazo (ej. sacarosa, lactosa).
• Polisacáridos: Formados por la unión de muchos monosacáridos. Tienen funciones de reserva energética o estructural. Ejemplos clave incluyen el almidón (reserva en plantas), el glucógeno (reserva en animales), la celulosa (estructural en plantas) y la quitina (estructural en hongos y exoesqueleto de artrópodos).

Lípidos

Son un grupo heterogéneo de biomoléculas formadas por C, H, O y, en ocasiones, Fósforo (P). Su característica principal es que son insolubles en agua (polares) y solubles en disolventes orgánicos (apolares).

Tipos de Lípidos

Ácidos Grasos

Son moléculas que pueden ser saturadas (sin dobles enlaces) o insaturadas (con uno o más dobles enlaces). Algunos son moléculas indispensables para el organismo y deben ser introducidas en la dieta (ácidos grasos esenciales).

Acilglicéridos o Grasas

Están formados por la unión de un glicerol y uno, dos o tres ácidos grasos.

• Si los ácidos grasos son saturados, forman sebos, que son sólidos a temperatura ambiente y generalmente de origen animal.
• Si los ácidos grasos son insaturados, forman aceites, que son líquidos a temperatura ambiente y generalmente de origen vegetal.

Funciones: Reserva de energía a largo plazo, aislante térmico, amortiguador de golpes y protección de órganos.

Ceras

Son moléculas muy apolares, formadas por la unión de un ácido graso y un alcohol de cadena larga. Su principal función es proteger e impermeabilizar superficies (ej. en hojas de plantas o plumas de aves).

Fosfolípidos

Están formados por un glicerol, dos ácidos grasos y un grupo fosfato. Son moléculas anfipáticas (una parte polar y otra apolar) y su función principal es formar la estructura básica de las membranas celulares (bicapa lipídica).

Esteroides

Lípidos derivados de una estructura cíclica llamada ciclopentanoperhidrofenantreno.

• Colesterol: Es una molécula muy apolar. Sus funciones incluyen: formar parte de las membranas biológicas de células animales (regulando su fluidez), ser precursor de la vitamina D y de hormonas sexuales (testosterona, estrógenos) y corticoides.

Terpenos

Moléculas que a menudo dan color (ej. carotenoides), olor y sabor a las plantas (ej. mentol, limoneno).

Prostaglandinas

Moléculas con función reguladora, implicadas en procesos como la respuesta inflamatoria y la transmisión de la sensación de dolor.

Prótidos o Proteínas

Son biomoléculas formadas por C, H, O, N y, a menudo, Azufre (S). Sus unidades básicas son los aminoácidos. La unión de aminoácidos forma péptidos y proteínas.

Los péptidos y las proteínas se forman por uniones de aminoácidos (aa) mediante el enlace peptídico.

Estructura de las Proteínas

La función de una proteína depende de su conformación tridimensional, que se describe en varios niveles:

• Estructura Primaria: Es la secuencia lineal de aminoácidos en la cadena polipeptídica.
• Estructura Secundaria: Es la forma que adquiere la estructura primaria en el espacio, como la α-hélice, la lámina-β o conformaciones al azar.
• Estructura Terciaria: Es el plegamiento tridimensional completo que adquiere la estructura secundaria en el espacio. Se facilita por la formación de enlaces intracatenarios (puentes disulfuro, interacciones iónicas, etc.).
• Estructura Cuaternaria: Es la forma que adquieren varias cadenas polipeptídicas (subunidades), cada una con su estructura terciaria, al unirse para formar un complejo proteico funcional.

Ácidos Nucleicos

Son macromoléculas encargadas de almacenar y transmitir la información genética.

Las bases nitrogenadas se colocan en un orden distinto para cada ser vivo, constituyendo su código genético. El ARN copia la información selectiva del ADN y la distribuye para que cada célula la utilice de forma diferente, permitiendo la especialización celular. Por ejemplo, las células del oído no necesitan tener activos los genes para los receptores de la luz.

ADN (Ácido Desoxirribonucleico)

• Localización: Se sitúa principalmente en el núcleo de la célula eucariota.
• Función: Contener y transmitir la información genética de una generación a la siguiente.
• Complementariedad de bases: Adenina (A) se une con Timina (T) (A=T), y Guanina (G) se une con Citosina (C) (G=C).

ARN (Ácido Ribonucleico)

• Localización: Se encuentra tanto en el núcleo como en el citoplasma y puede moverse entre ambos.
• Funciones:
  • Copiar la información del ADN (transcripción) y permitir su transformación en proteínas (traducción).
  • Actuar como elemento estructural (ej. en los ribosomas).
  • Tener capacidad catalítica (ribozimas), transformando otras moléculas.
• Complementariedad de bases: Adenina (A) se une con Uracilo (U) (A=U), y Guanina (G) se une con Citosina (C) (G=C).