Macromoléculas biológicas: hidratos de carbono, proteínas y aminoácidos

Macromoléculas Biológicas Fundamentales

Hidratos de Carbono

Los hidratos de carbono son los compuestos orgánicos más abundantes en la biosfera. Ciertos organismos los producen a través de la fotosíntesis. Entre ellos se incluyen el almidón (presente en granos y tubérculos), la sacarosa (azúcar de mesa), la fructosa (azúcar de frutas), la lactosa (presente en la leche de mamíferos) y la celulosa (que constituye el 40% de las células y tejidos vegetales).

Característica común: Las moléculas de hidratos de carbono contienen átomos de carbono unidos a varios grupos hidroxilo.

Rol en organismos vivos: Desempeñan diversas funciones, algunas fundamentales para la dieta humana y para el buen funcionamiento del sistema nervioso. También forman parte de materiales estructurales, de sostén y de protección en las paredes celulares. Algunos se utilizan para la síntesis de importantes sustancias.

Clasificación de los Hidratos de Carbono (según complejidad):

• Monosacáridos: No se hidrolizan.
• Disacáridos: Se hidrolizan y dan lugar a 2 moléculas de monosacáridos.
• Trisacáridos: Se hidrolizan y dan lugar a 3 moléculas de monosacáridos.
• Oligosacáridos: Forman cadenas cortas (4-10 unidades). Se hidrolizan y dan el número correspondiente de monosacáridos.
• Polisacáridos: Forman largas cadenas de monosacáridos. Al hidrolizarse, dan numerosas moléculas de monosacáridos.

Proteínas

Las proteínas son combinaciones de aminoácidos, donde cada uno posee una estructura particular. Estos aminoácidos están unidos mediante enlaces covalentes. Cada proteína es una combinación adecuada de una cantidad y calidad particular de aminoácidos.

Características de las proteínas: Son polipéptidos formados por un gran número de aminoácidos, unidos por enlaces peptídicos, formando cadenas de gran extensión. Se estructuran en base a una o más de estas cadenas polipeptídicas, unidas por enlaces covalentes.

Clasificación de las Proteínas:

• Lipoproteínas: Contienen lípidos.
• Glucoproteínas: Contienen hidratos de carbono.
• Nucleoproteínas: Contienen desoxirribonucleidos o ribonucleicos.
• Fosfoproteínas: Contienen grupos fosfato.
• Metaloproteínas: Contienen átomos de metales.
• Hemoproteínas: Contienen un grupo hemo.

Estructura Tridimensional de las Proteínas:

• Estructura primaria: Indica el número y orden de las unidades constitutivas (aminoácidos) y en qué orden se encuentran. La función depende de la forma que adopte.
• Estructura secundaria: Se refiere a la posición de la cadena en el espacio. Las cadenas polipeptídicas se enlazan con centros polares y puentes de hidrógeno. Pueden adquirir dos estructuras espaciales estables y características: una de tipo espiral y otra en forma plegada.
• Estructura terciaria: Una cadena con estructura secundaria se enrolla o pliega nuevamente sobre sí misma, originando un ovillo y una conformación globular. La estructura terciaria suele ser específica de cada proteína y determina su función.
• Estructura cuaternaria: Teniendo en cuenta la estructura terciaria, las proteínas se pueden clasificar en dos grandes grupos:
  • Proteínas fibrosas: Se ordenan formando hojas de gran extensión, conformadas por un único tipo de estructura secundaria, normalmente son insolubles en agua.
  • Proteínas globulares: Las cadenas polipeptídicas se pliegan en forma esférica y tienen una estructura más compleja. Son solubles en agua y, por lo general, los residuos no polares se encuentran en el interior de las moléculas.

Funciones de las Proteínas:

• Estructural
• Contractil o de movimiento
• Nutrición y reserva
• Transporte
• Enzimática
• Hormonal
• Defensa

Aminoácidos

Todo aminoácido está compuesto por un grupo amino y un grupo carboxilo. Son sólidos cristalinos iónicos, generalmente solubles en agua, y poseen puntos de fusión semejantes a los de otros compuestos iónicos y mucho mayores que los de los compuestos orgánicos de masa molecular semejante.

Clasificación de los Aminoácidos:

• Aminoácidos con grupo R apolar, alifático.
• Aminoácidos con grupo R aromático.
• Aminoácidos con grupo R polar, sin carga.
• Aminoácidos con grupo R cargado negativamente.
• Aminoácidos con grupo R cargado positivamente.