Propiedades y Funciones de las Biomoléculas: Agua, Lípidos y Macromoléculas

Características del Agua

• No es químicamente pura.
• Su estado líquido a temperatura ambiente es crucial para los procesos vitales.
• Cambia de temperatura lentamente y almacena una gran cantidad de calor.
• Se expande al congelarse en lugar de contraerse.

El Agua como Dipolo

El agua es una molécula polar, lo que le permite dispersar sustancias de manera más efectiva que la mayoría de los líquidos, especialmente si son iónicas o polares.

Sustancia Anfótera

El agua se comporta como ácido y como base, ya que genera tanto H+ como OH-. Permite la disolución de sales inorgánicas y sus disoluciones conducen la electricidad debido a la presencia de iones.

Agua Potable

El agua potable es una solución diluida de gases y sales en agua pura. Puede contener un exceso de Ca y Mg.

Purificación del Agua

• Sedimentación: Separa las sustancias en suspensión.
• Coagulación: Se agrega sulfato de aluminio por hidrólisis.
• Filtración: El agua pasa a través de filtros de arena.
• Cloración: Se agrega cloro al agua.

Macromoléculas

Las macromoléculas están constituidas por el enlace de unidades pequeñas de monómeros, tienen un alto peso molecular. Se forman por la unión repetitiva de moléculas unidad mediante enlaces covalentes. Ejemplos: Proteínas, Ácidos Nucleicos, Hidratos de Carbono y Lípidos (grasas y aceites).

Lípidos

Los lípidos son biomoléculas insolubles en agua, pero solubles en compuestos orgánicos como benceno, cloroformo y éter. Cumplen diversas funciones:

• Reserva energética: Triglicéridos.
• Estructural: Fosfolípidos.
• Reguladora: Esteroides.

Las grasas y aceites son las principales formas de almacenamiento de energía.

Clasificación de los Lípidos

• Lípidos complejos: Poseen ácidos grasos como componentes.
• Lípidos sencillos.

Ácidos Grasos

Los ácidos grasos son ácidos carboxílicos con cadenas de 4 a 36 carbonos, siendo los de 16 y 18 carbonos los más comunes. Pueden ser saturados (sin dobles enlaces) o insaturados (con dobles enlaces). La mayoría presenta un doble enlace entre los carbonos 9 y 10.

Triglicéridos

Los triglicéridos permiten almacenar energía de forma eficiente. Están constituidos por glicerol y 3 ácidos grasos. Sus propiedades físicas dependen de la longitud de la cadena y el número de dobles enlaces: a mayor cadena y menor número de dobles enlaces, menor es la solubilidad. El grupo COOH es polar, lo que reduce la solubilidad en agua. Al enfriarse, los aceites naturales depositan grasas sólidas, mientras que otros componentes permanecen líquidos.

Triacilgliceroles

Los triacilgliceroles son lípidos sencillos (grasas neutras) compuestos por 3 ácidos grasos unidos por enlace éster a un glicerol. Son los principales lípidos de depósito o reserva en células animales y vegetales, y sirven como combustible.

Triacilgliceroles vs. Polisacáridos

La oxidación de los triacilgliceroles proporciona el doble de energía que los carbohidratos. Además, al ser hidrofóbicos, permiten el transporte de grasa.

Lípidos Estructurales de Membranas

Son anfipáticos, es decir, poseen una región hidrofóbica y otra hidrofílica. Los lípidos más abundantes son los glicerofosfolípidos, esfingolípidos y esteroles. Sus propiedades químicas incluyen reacciones con rotura de la unión éster y reacciones de adición sobre los dobles enlaces de ácidos grasos insaturados.

Rotura de la Unión Éster

• Fijación de agua.
• Fijación de una base fuerte como NaOH o KOH.
• Saponificación.

Hidrólisis: Se activa por enzimas llamadas lipasas. Las grasas se descomponen en glicerol y ácidos grasos. Es un proceso reversible.

Saponificación

Se produce al hervir la grasa. Los ácidos grasos se convierten en sales metálicas. Es un proceso irreversible. Los jabones de sodio o potasio se disuelven por tener un extremo con un grupo iónico disociado.

Estructura de los Jabones

Los jabones tienen una parte liposoluble y otra hidrosoluble (parte apolar y polar).

Formación de Micelas

Las moléculas de suciedad se agrupan formando una estructura denominada micela. La parte apolar del jabón se disuelve en la gotita de grasa, mientras que la parte polar se orienta hacia la capa de agua.