Biomolècules: Aminoàcids, Proteïnes, Àcids Nucleics, Glúcids i Lípids

Biomolècules: Composició, Estructura i Funció

_{Aminoàcids: Biomolècules orgàniques que contenen els grups funcionals amino (NH₂) i carboxil (-COOH), a més d'una cadena lateral específica per a cada aminoàcid. Es diferencien pel radical que contenen i cadascun té les seves característiques. Poden ser polars, apolars i aromàtics. La unió entre ells es fa per enllaç peptídic. Quasi tots tenen activitat òptica, menys la glicina (els aminoàcids tenen un carboni quiral, és a dir, un carboni unit a quatre radicals diferents), desviant la llum polaritzada cap a la dreta (estereoisòmers D o R) o cap a l'esquerra (estereoisòmers L o S). Els aminoàcids que formen part de les proteïnes són L. Són substàncies amfòteres (poden actuar tant com àcids com bases en una dissolució o medi aquós, depenent del pH del medi en el qual es troben). S’identifiquen per intercanvi iònic, capa fina o mida (triptòfan).}

Proteïnes: Biomolècules formades per la unió d’aminoàcids a través d’un enllaç peptídic (enllaç covalent que s’estableix entre el grup carboxil d’un aminoàcid i el grup amino del següent). Són solubles (els seus radicals s’ionitzen amb les molècules d’aigua i formen ponts d’hidrogen) i es desnaturalitzen (produint la desactivació). Són específiques i poden ser substituïdes sense cap alteració. Tenen funció estructural. S’identifiquen per electroforesi o cromatografia per afinitat (proteïnes recombinants: major rendibilitat).

Estructura de les Proteïnes

• Estructura primària: aminoàcids que formen les proteïnes.
• Estructura secundària: disposició de la seqüència d’aminoàcids o estructura primària en l’espai.
• Estructura terciària: disposició que adopta la proteïna a l’espai (enllaços covalents = forts).
• Estructura quaternària: unió, mitjançant enllaços febles (Van der Waals o ponts d’hidrogen) de diferents cadenes polipeptídiques amb estructura terciària per formar un complex proteic.

Àcids nucleics: Grans biomolècules que contenen sempre C, H, O, N i P. La seva unitat bàsica s’anomena nucleòtid. Són els encarregats d’emmagatzemar, transmetre i expressar la informació genètica i estan formats per nucleòtids mitjançant l’enllaç fosfodièster. Hi ha dos tipus: ADN i ARN, diferenciats per la pentosa. S’identifiquen per espectrofotòmetre de masses (medicaments antiretrovirals).

Glúcids: Són biomolècules orgàniques formades d’hidrogen i oxigen que contenen grups funcionals carbonil (aldehid o cetona) i molts grups hidroxil (-OH). Són sòlids cristal·lins, no hidrolitzables, de color blanc i gust dolç. Són isòmers i tenen funció energètica (glucosa) i estructural. S’identifiquen per filtració en gel i afinitat o cromatografia d’intercanvi iònic (en recobriment de comprimits).

Lípids: Grup de biomolècules orgàniques constituïdes per C i H. La majoria, a més, també presenten O, però en proporcions molt baixes. A més, alguns lípids contenen P, N, S. Són insolubles en aigua i en altres dissolvents polars, però solubles en dissolvents orgànics, és a dir, dissolvents no polars com l’èter, el cloroform, el benzè, etc. Tenen funció estructural, biocatalitzadora, de protecció tèrmica i funció mecànica. Són la principal reserva energètica de l’organisme. S’identifiquen per cromatografia de capa fina (utilització per a injectables com a vehicle del medicament).

Conceptes Addicionals

La rotació òptica, també anomenada activitat òptica, és el canvi de la llum polaritzada on el carboni està unit a quatre radicals diferents (carboni quiral). Els compostos poden desviar la llum polaritzada cap a la dreta (estereoisòmers D) o cap a l’esquerra (estereoisòmers L). Un exemple de biomolècula que té rotació òptica són els aminoàcids, aquells que formen part de les proteïnes són L. En sintetitzar-los, els estereoisòmers D solen ser tòxics.

Els isòmers són una propietat d’alguns compostos químics. Dos compostos són isòmers quan tenen la mateixa fórmula molecular, és a dir, iguals proporcions d’àtoms que conté la molècula, però diferent estructura, i per tant, diferents propietats. Una barreja racèmica és la barreja equimolecular dels isòmers dextro (50%) i levo (50%). Aquesta fórmula és òpticament inactiva (no desvia el pla de la llum polaritzada). La talidomida, fàrmac que es comercialitzava entre 1958 i 1963, s’utilitzava com a sedant i calmant de nàusees durant el primer trimestre d’embaràs, és un exemple d’isòmer òptic, un d’ells nociu, provocant males formacions (forma S) i la forma R, produint l’efecte correcte.