Tema 7 parte 3

Moléculas orgánicas.

Glúcidos

-Se les conocía como carbohidratos. El nombre más propio es el polihidroxialdeido. Están compuestos de hidrocarburos (CH). Todos los C menos uno tienen un grupo hidroxilo (OH), ese uno que no tiene el grupo OH se le llama carbonilo teniendo doble enlace con el oxígeno. Si el carbono está en el extremo se le denomina aldehído, y si está en el interior se le llama acetona. Esto da origen a monosacáridos polares.
Todos los monosacáridos presentan carbonos asimétricos, tienen enlaces con cuatro sustancias diferentes.
A partir de 5 átomos de carbono no forman moléculas lineales, sino cicladas; así con esta estructura son más estables.

Los monosacáridos son  los glúcidos más sencillos (gliceraldehído) 3 átomos de carbono . Los glúcidos más complejos son los que tienen 5 átomos de carbono como la ribosa (ADN), la desoxiribosa (ADN), ribulosa (fotosíntesis), con 6 átomos de carbono; glucosa (hexosas), galactosa (aldohexosa), fructosa (cetohexosa).
Estos son los monómeros del resto de los glúcidos.
La glucosa más la galactosa da origen a la lactosa, disacárido (dos monosacáridos) de la leche. Unidos por enlaces glucosílico. Desprende agua y se rompe con agua (hidrólisis).
Otro disacárido importante se forma por la glucosa más fructosa, es la sacarosa, disacarido de la remolacha, el azúcar de caña. Los anteriores disacaridos nombrados son naturales.
Tanto los monosacaridos como los disacaridos actúan como fuente de energía rompiendo sus enlaces covalentes se libera la energía química que almacenaban estos enlaces, la única forma de energía aprovechable por la célula. Por la respiración celular se obtiene energía, que es el conjunto de reacciones bioquímicas por los cuales determinados compuestos son degradados completamente por oxidación, hasta convertirse completamente en sustancias inorgánica.

Luego están los oligosacaridos que son los que tienen de 2-10 monosacáridos y los polisacáridos tienen más de 10. Dentro de los polisacáridos nos encontramos con el almidón; reserva energética que tiene los vegetales. Y el glucógeno en los animales, pero no es tan importante el glucógeno para los animales que el almidón para los vegetales.

La celulosa es un polisacárido estructural, formado por dos glucosas, forma la pared celular y así las paredes vegetales de todas las plantas. Las plantas contienen paredes vegetales, en la osmosis cuando la célula está en fase de plasmolisis, esta no llega a explotar porque las impide las paredes celulares.

Lípidos

-Son las únicas moléculas orgánicas que tienen composición química heterogénea.

Sólo tienen una característica en común, son polares, a diferencia de las proteínas y glúcidos. Son moléculas orgánicas que no se disuelven en agua y si son solubles en disolventes orgánicos, son hidrófobos (repelen al agua) y lipófilos (afinidad con los lípidos).

Tienen una clasificación más compleja en dos grupos. Derivados de ácidos grasos y derivados del isopreno. Los lípidos derivados de ácidos grasos son saponificables (jabón). Los ácidos grasos son las moléculas más características de los lípidos, forman hidrocarburos apolares con un grupo ácido en el extremo polar (COOH), también tienen un grupo alcohol. Este grupo completo son anfipáticos, por lo tanto son repelidos por el agua. Como es el ejemplo de la glicerina, junto a los grupos hidróxilos estarían unidos los trigliceridos.

Los ácidos grasos son moléculas más reducidas por la cantidad de hidrógeno, más apolares que los monosacáridos, por tanto están menos oxidados y aportan más energía que los monosacáridos.

La principal función de la grasas es la reserva de energía. Es la principal función energética de los animales, un gramo de grasa tienen 6 veces más energía que un gramo de almidón.

Si tuviéramos como reserva los monosacáridos pesaríamos el doble. 

Los fosfolípidos son un tipo de lípidos anfipático compuestos por una molécula de glicerol (glicerina) con dos grupos OH esterificados con ácidos grasos; estos forman enlaces ester. Y el tercero de los OH no lo tiene con un ácido graso, sino con un ácido ortofosfórico; este esterifica con el tercer grupo OH. También tiene una base nitrogenada que captura cargas positivas (polar). Son anfipáticas porque tienen carga polar y apolar. Tienen un comportamiento en el agua especial, la parte polar se atrae con el agua y las colas apolares huyen del agua uniendose entre ellas. Forman una bicapa lipídica de fosfolípidos, como está formada la membrana plasmática.

Los no saponificables son los derivados del isopreno, sustancia que se elabora de forma natural en los seres vivos, y es generalmente el hidrudo más común en el cuerpo humano. Tienen muchos dobles enlaces. 

Los lípidos derivados del isopreno no se parecen en nada a los lípidos anteriores, no tienen enlace ester, ni ácidos grasos.

Están formados de muchas moléculas de isopreno, no están aisladas unas de otras. Dos isoprenos unidos se denomia terpeno. La cantidad de dobles enlaces hace que tengan muchos colores; el caso del caroteno (color naranja o rojo), antofila (color amarillo) y clorofila (color verde). Al haber muchos enlaces dobles también explica que se compartan muchos electrones en los enlaces covalentes. Siempre que las moléculas compartan muchos electrones, estos tienen una cierta libertad que les hacen saltar de un enlace a otro dejando al átomo cargado positiva o negativamente según el caso. Los pigmentos fotosintéticos convierten la energía electromagnética en energía química al mover el electrón con el fotón de luz.

Los terpenos son derivados directos del isopreno. Un derivado indirecto del isopreno son los esteroides. La siguiente imagen muestra varios ejemplos de esteroides.

Los esteroides son precursores de las vitaminas A, D y K, las hormonas sexuales y el colesterol. El colesterol es un lípido que forma parte de la membrana plasmática, está pegado en las cabezas de los fosfolípidos estabilizando y haciendo fluida la membrana para el intercambio de solutos y evitando que la bicapa se transforme en monocapa, es esencial en la dieta para todas las membranas celulares. El exceso de colesterol es perjudicial porque se acumula en las paredes de los vasos sanguíneos cerrando prácticamente la circulación de la sangre (aterosclerosis).

Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos son polímeros de monómeros llamados nucleótidos. Son los más grandes de las moléculas orgánicas con miles de millones de átomos. Mientras que los glúcidos y los lípidos siempre tienen los mismos monómeros, en el caso de los ácidos nucleicos los monómeros son diferentes (Adenina, Timina, Citosina, Guanina, Uracilo). Los nucleótidos están formados de una pentosa, que puede ser ribosa (ARN) o desoxirribosa (ADN). 

Todas las pentosas forman un enlace glucosílico siempre unido a una base nitrogenada (Adenina, Timina, Citosina, Guanina, Uracilo) y también unido a un ácido ortofosfórico. Lo que se diferencia entre un nucleótido de otro es en la base nitrogenada.

Son polímeros de monómeros diferentes, siempre son los mismos nucleótidos y diferente secuencia, aportan información genética que es igual al orden de los nucleótidos en el ADN, todos tenemos los mismos nucleótidos en diferente orden.

Hay dos tipos de ácidos nucléicos ADN (A, T, C, G) y ARN (A, U, G, C). El orden de los nucleótidos es el código genético que es exactamente como un idioma. Las letras del idioma son: A, T, C, G y las palabras son tripletes (tres nucleótidos), cada triplete es un aminoácido. La secuencia de nucleótidos del ADN determina la secuencia de aminoácidos de una proteína. Esto se le denomina a una proteína completa. Luego la proteína realiza la función.

El ADN es una molécula única en los seres vivos. Es la única molécula capaz de servir de molde para duplicarse. El ADN tiene dos cadenas que se separan para duplicarse formándose otra cadena complementaria, y así dando lugar a cuatro cadenas idénticas dos a dos.

Esto permite la transmisión del código genético a las células hijas y a la descendencia.

Es capaz de transmitir su información a la célula a través de sus intermediarias los ARN. Para sacar la información del núcleo el gen crea ARNm (mensajero) que es una copia del gen, a este proceso se le denomina transcripción, en los nucleótidos del ARNm se cambia el Uracilo por la Timina. El ARNr (ribosómico) sintetiza (crea) las proteínas y el ARNt (transferente) transporta los aminoácidos a los ribosomas. Los ribosomas están compuestos de proteínas y de ARNr, el ribosoma "lee y traduce" el gen que trae el ARNm uniendo aminoácidos que transporta el ARNt en cada triplete.

El ADN dirige el funcionamiento celular a través de los ARN que fabrican las proteínas que son las que realizan las funciones.

Proteínas

-Son polímeros de monómeros distintos, llamados aminoácidos. Hay 20 aminoácidos distintos. 

La palabra proteína viene del griego, que significa el primero más abundante, cualitativa y cuantitativamente.

Cuantitativamente porque son más del 50% de la materia seca de nuestro cuerpo. Y cualitativamente porque es la que tiene más funciones dentro del organismo . No funcionan apenas como fuente energética, pero sí funcionan como hormonas mensajeras químicas, insulina, hormonas del crecimiento. Forman estructuras como: membranas, cilios, flagelos, pelos. Generan movimiento: músculos. También forman anticuerpos y hemoglobina siendo una proteína conjugada.

Pero lo más importante de las proteínas es que la mayoría son enzimas, actúan como catalizadores (aceleran reacciones químicas del metabolismo) siendo una enzima para cada reacción química.

Los aminoácidos están colocados en cierto orden en las proteínas; llamadas secuencia, la secuencia aporta una información. Esta secuencia de aminoácidos determina la forma de la proteína, la forma determina el funcionamiento de la proteína, la proteína depende de la forma para ejercer cierta función.

La enzima automáticamente capta al sustrato encajante y lo divide en dos. El sustrato es complementario de la enzima.

Caben tantas combinaciones posibles de aminoácidos como formas de proteínas. Los seres vivos necesitamos tantas moléculas diferentes como funciones.

Las proteínas adquieren espontáneamente una forma dependiendo de las polaridades de los aminoácidos, el resultado es una proteína de menor energía, más estable y tiene más enlaces. Los enlaces que forman la proteína siempre son débiles, así se alteran fácilmente. Se alteran de varias maneras como cambiándoles el PH, la temperatura, someterlas en sal, etc. Al perder la forma pierden la función desnaturalizándose. Como cuando tenemos fiebre alta, nuestras proteínas pueden terminan rompiéndose causándonos la muertes, por lo tanto las proteínas son termolábiles. Si devuelves la proteína a sus condiciones sin haberse roto las cadenas de los aminoácidos se renaturalizarán. 

La mayoría de las proteínas son solubles en agua porque la mayoría de los aminoácidos son polares, pero son muy grandes, para que se disuelvan, a parte de ser polar, deben de tener un diámetro pequeño. La dispersión actúa cuando el diámetro es mayor y sigue siendo polar divididos en dos estados (sol/gel). El estado sol es cuando la dispersión es más acuosa y el gel es cuando abunda más el sólido. Como el interior de la célula llamado citosol.

Son posible tantas combinaciones en las proteínas que lo verdaderamente difícil es que coincidan. Nuestro sistema inmunitario es capaz de reconocer nuestras propias proteínas, si es diferente ataca a esa proteína, como ocurre en los transplantes de órganos.