BIOLOGA COMN BC-02

B I O M O L C U L A S I

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Figura 1. Modelo que representa una molcula de agua.

1. COMPUESTOS INORGNICOS: AGUA Y SALES MINERALES

1.1. AGUA

Presenta una estructura angular con polos positivos en los

hidrgenos y un polo negativo en el oxgeno. Esta molcula es

elctricamente neutra, sin embargo, la diferencia de

electronegatividad de los tomos de O y de H provoca un

desplazamiento de los electrones hacia el tomo de oxgeno. El

resultado es que cada uno de los dos tomos de hidrgeno posee una carga local positiva ( +), mientras que el tomo de oxgeno ofrece una carga local parcialmente negativa -. Como consecuencia la molcula no tiene carga neta, constituye un

dipolo elctrico. Esta polaridad provoca la atraccin electrosttica

entre las molculas de agua formndose los puentes de

hidrgeno.

La molcula de agua es el compuesto ms abundante en los seres vivos (de un 65% a un 95% de

su masa), este porcentaje vara dependiendo del metabolismo del organismo.

El desarrollo y la mantencin de la vida se deben gracias a la presencia de la molcula de agua y

a sus atpicas caractersticas fsico-qumicas que se presentan a continuacin en la tabla 1.

Tabla 1. Propiedades fsico-qumicas del agua y sus funciones en los seres vivos.

Propiedad Descripcin Ejemplo de beneficio

para el cuerpo

Fuerte polaridad

Las molculas polares de agua atraen

iones y otros compuestos polares,

haciendo que se disocien.

Pueden disolverse en las clulas

muchos tipos de molculas,

permitiendo gran variedad de

reacciones qumicas y el transporte de

numerosas sustancias. Ejemplos:

Disolver molculas polares como el

NaCl; El agua como el compuesto ms

abundante del plasma sanguneo.

Elevado calor especfico

El agua puede absorber una gran

cantidad de calor mientras que su

temperatura solo asciende ligeramente.

Esto la convierte en un buen aislante

trmico que mantiene la temperatura

interna de los seres vivos a pesar de

las variaciones externas.

La temperatura corporal permanece

relativamente constante.

Alto calor de vaporizacin

El agua tiene la propiedad de absorber

mucho calor cuando cambia del estado

lquido al gaseoso, por tanto, para que

una molcula se escape de las

adyacentes, han de romperse las

uniones entre ellas y, para romper los

puentes de hidrgeno, se necesita una

gran cantidad de energa.

La evaporacin del agua por la

sudoracin enfra el cuerpo. Esta

propiedad es utilizada como mecanismo

de regulacin trmica.

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Propiedad Descripcin Ejemplo de beneficio

para el cuerpo

Fuerza de cohesin

La cohesin es la tendencia de las

molculas de agua a estar unidas entre

s, esta caracterstica la hace un lquido

prcticamente incompresible.

Las molculas de H2O se unen por

puentes de hidrgeno.

El agua acta como lubricante o

almohadn para proteger frente a las

lesiones por friccin o traumatismo.

Ejemplos: El agua presente en las

articulaciones y en el lquido

cefalorraqudeo.

Estados del agua

El agua, al descender la temperatura, a

partir de los 4 C, empieza a aumentar

su volumen y a disminuir su densidad.

Las capas de hielo en lagos y mares se

mantienen en la superficie, lo cual asla

al medio acutico de las bajas

temperaturas permitiendo el desarrollo

de una diversidad de seres vivos.

ACTIVIDAD 1

a) Por qu una botella de vidrio llena de agua se revienta al congelarse?

b) A cul propiedad del agua le debemos su calidad de aislante trmino en nuestro

organismo?

..

c) Por qu si sales de la piscina en un da caluroso y no te secas, sientes fro?

..

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1.2. SALES MINERALES

En los sistemas vivos, las sales inorgnicas se encuentran bsicamente de tres modos

diferentes:

Disueltas

La mayor parte de las sales se hallan disueltas en medios acuosos, formando

electrolitos tal es el caso del Sodio (Na+), Potasio (K+), Calcio (Ca2+), Cloruro (Cl-),

Bicarbonato (HCO3-) y Fosfato (PO4

3-), iones que participan en diversas reacciones

qumicas. Por ejemplo, regulacin de la acidez (pH) y formacin de potenciales

elctricos.

Adems, es muy importante considerar que sales como el Sodio (Na+) y el

Cloruro (Cl-) mantienen el equilibrio hidrosalino.

Precipitadas

Otras sales se encuentran precipitadas formando, de este modo, estructuras

slidas y rgidas; tal es el caso del fosfato clcico (Ca3 (PO4)2), que al precipitar

sobre una matriz de protenas fibrosas forma los huesos.

Combinadas

Algunos iones inorgnicos, se encuentran formando parte de molculas

orgnicas, como es el caso del hierro (Fe2+) en la molcula de hemoglobina y el

magnesio (Mg2+) en la clorofila. Tambin algunos iones se asocian a enzimas

actuando como cofactores enzimticos.

ACTIVIDAD 2

a) Por qu estn importante la leche en la primera infancia?

Complete:

b) Si en el suelo falta el Mg2+ las hojas de las plantas se decoloran y se ven mustias. Esto

ocurre porque no pueden sintetizar la .

c) Si la persona padece de anemia, por ello est plida y con falta de nimo, es posible que

esta situacin sea producto de un dficit severo del ion

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2. COMPUESTOS ORGNICOS:

2.1. CARBOHIDRATOS

Son compuestos orgnicos formados por C, H, O. Tambin son llamados glcidos, azcares o

hidratos de carbono. Estos dos ltimos nombres no son del todo apropiados, pues no todos son

dulces, ni se trata de molculas cuyos carbonos estn hidratados. Se clasifican segn su

complejidad en: monosacridos, disacridos y polisacridos.

Tabla 2. Cuadro resumen de los carbohidratos.

Carbohidratos Caractersticas Funcin Fuente o localizacin

MONOSACARIDOS

Ribosa Pentosa

( C5H10O5 )

Precursor de nucletidos y cidos

nucleicos (RNA).

Citoplasma y ncleo.

Desoxirribosa Pentosa ( C5H10O4 )

Precursor de nucletidos y cidos nucleicos (DNA)

Citoplasma y ncleo.

Glucosa Hexosa ( C6H12O6 )

Fuente de energa, estructural

Almidn, glucgeno, maltosa, lactosa, sacarosa, celulosa y

quitina.

Fructosa Hexosa ( C6H12O6 )

Convertirse en glucosa y fuente de energa para el espermio.

Jugo de frutas, sacarosa y semen.

Galactosa Hexosa ( C6H12O6 )

Convertirse en glucosa. Estructural

Leche (lactosa).

DISACRIDOS

Maltosa Disacrido = glucosa + glucosa.

Fuente de energa. Degradacin incompleta del almidn. Semillas.

Sacarosa Disacrido = glucosa + fructosa.

Fuente de energa. Remolacha, caa de azcar.

Lactosa Disacrido = glucosa + galactosa.

Fuente de energa. Leche.

POLISACRIDOS

Almidn Polisacrido de glucosas.

Reserva de energa en las plantas.

Races, tallos, hojas de plantas.

Glucgeno Polisacrido de glucosas.

Reserva de energa en los animales.

Hgado, msculo esqueltico.

Celulosa Polisacrido de

glucosas.

Forma parte de la pared celular vegetal. Otorga rigidez a clulas y tejidos.

Madera.

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Formacin del enlace entre monosacridos.

La unin de los monosacridos genera cadenas que van formando oligo y

polisacridos. Los enlaces formados se les denominan glucosdicos y solo se pueden

romper mediante enzimas.

Figura 2. Cuando se unen dos monosacridos a travs de un enlace glucosdico se libera una molcula de agua, proceso llamado sntesis por deshidratacin. La hidrlisis es el proceso inverso.

Figura 3. Hidrlisis de dos disacridos. a) Maltosa y b) Sacarosa.

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Figura 4. El almidn es un ejemplo de un polisacrido de almacenamiento en vegetales.

Figura 5. La celulosa es un polisacrido estructural presente en la pared de la clula vegetal.

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ACTIVIDAD 3

1. El proceso inverso a la reaccin que forma el enlace glucosdico es la

2. Seale los disacridos que se forman al experimentar una reaccin de sntesis por

deshidratacin:

glucosa + glucosa ............................. glucosa + galactosa ............................. glucosa + fructuosa .............................

3. Trminos pareados

Carbohidrato Funcin

a) glucgeno ____ fuente de energa inmediata

b) lactosa ____ forma parte de la pared celular

c) glucosa ____ reserva de energa de los animales

d) celulosa ____ reserva de energa de los vegetales

e) almidn ____ nutriente presente en la leche

4. Complete

a) La enzima lactasa cataliza la hidrlisis de la lactosa y se obtiene como resultado los

productos:........................ y .......................

b) Las plantas en la fotosntesis sintetizan glucosa en sus hojas y partes verdes, la

transportan como sacarosa por vasos conductores (floema), y la almacenan en tallos y

races en forma de ...

c) La hidrlisis de una molcula de maltosa origina:.................... y .............................

d) La hidrlisis de una molcula de sacarosa origina los siguientes monosacridos:

........................... y .............................

5. Resuelva

Al hidrolizar 1 molcula de maltosa, 2 molculas de lactosa y 2 molculas de sacarosa se

obtienen:

..

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2.2. LPIDOS

Constituyen una familia bastante heterognea de biomolculas, formados principalmente por C, H

y O, en baja proporcin. Lo nico que tienen en comn es su gran insolubilidad en agua

(hidrofbicas), dems, no forman polmeros.

cidos grasos:

Presentan un grupo carboxilo (-COOH) unido a una cadena hidrocarbonada apolar (que puede ser

saturada o insaturada). Es esta doble naturaleza la que permite considerarlos molculas

anfipticas. Es por ello que, al aumentar el tamao de la cadena apolar disminuye notablemente

su solubilidad en agua, haciendo a los cidos grasos naturales muy poco solubles en agua.

Existen dos tipos de cidos grasos: saturados e insaturados. Los cidos grasos saturados

presentan enlaces simples entre sus tomos de carbono. Como no presentan ningn enlace doble

cada tomo de carbono est saturado por tomos de hidrgeno.

Los cidos grasos insaturados presentan enlaces dobles entre los tomos de carbono que

causan que la cadena hidrocarbonada se flexione. La presencia de simples o dobles enlaces trae

consecuencias en el empaquetamiento de la molcula (Figura 6).

Figura 6. Esquema de dos cidos grasos. El cido palmtico es un ejemplo de una cido graso del tipo saturado (no presenta dobles enlaces) en cambio el cido linoleico es un ejemplo de un cido graso insaturado presenta dobles enlaces).

Los acilglicridos o glicridos, son lpidos constituidos por una molcula de glicerol (alcohol) a

la cual se le pueden unir; uno (monoglicrido), dos (diglicridos) o tres molculas de cidos

grasos (triglicridos).

Los triglicridos se clasifican segn su estado fsico, en aceites y grasas. Los aceites son

lquidos a temperatura ambiente, pues los cidos grasos presentes en el son del tipo insaturado

de cadena corta y principalmente de origen vegetal; en cambio las grasas son slidas a

temperatura ambiente, pues los cidos grasos presentes en el son del tipo saturado, de cadena

larga y principalmente de origen animal.

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Figura 7. Diagrama que muestra la formacin de un triglicrido a partir de una molcula de glicerol ms tres

cidos grasos del tipo saturado. El enlace se llama tipo ster o estrico y el proceso, esterificacin o condensacin. De derecha a izquierda se indica la hidrlisis.

Los triglicridos son de importancia biolgica debido a sus mltiples funciones entre ellas se

encuentran:

Reserva energtica: A diferencia de muchas plantas, los animales solo tienen una capacidad

limitada para almacenar carbohidratos. En los vertebrados, cuando los azcares que se

ingieren sobrepasan las posibilidades de utilizacin o de transformacin en glucgeno, se

convierten en grasas. De modo inverso, cuando los requisitos energticos del cuerpo no son

satisfechos por la ingestin inmediata de comida, el glucgeno y posteriormente la grasa son

degradados para llenar estos requerimientos. Las grasas y los aceites contienen una mayor

proporcin de enlaces carbono-hidrgeno ricos en energa que los carbohidratos y, en

consecuencia, contienen ms energa qumica. En promedio, las grasas producen

aproximadamente 9,3 kilocaloras por gramo, en comparacin con las 3,79 kilocaloras por

gramo de carbohidrato, o las 3,12 kilocaloras por gramo de protena.

Aislantes trmicos: Contra las bajas temperaturas. El tejido adiposo (que almacena grasa)

est particularmente bien desarrollado en los mamferos marinos.

Amortiguador: Grandes masas de tejido graso rodean a algunos rganos como, por ejemplo,

a los riones de los mamferos, y sirven para protegerlos de una conmocin fsica. Estos

depsitos de grasa permanecen intactos, an en pocas de inanicin.

RESPONDE

En qu alimentos predominan triglicridos originados a partir de cidos grasos:

saturados:

insaturados

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Los fosfolpidos corresponden a una familia de lpidos anfipticos que por sus particulares

propiedades fsicas estructuran membranas celulares. Se trata de lpidos polares que, en

presencia de agua, espontneamente adoptan la estructura de bicapas lipdicas (Figuras 8 y 9).

Tambin se clasifican como lpidos a los esteroides los cuales no se asemejan estructuralmente a los otros lpidos, pero, se les agrupa con ellos porque son insolubles en agua. Pertenecen a este

grupo el colesterol y sus derivados, las hormonas de la corteza suprarrenal (aldosterona,

cortisol y andrgenos corticales), las hormonas sexuales femeninas (progesterona y

estrgenos) y masculina (testosterona); tambin la vitamina D, los cidos biliares, (Figura

10).

Figura 10. Algunos integrantes de la familia de los lpidos esteroidales.

Figura 8. Fosfolpido de membrana y esquema de un fosfolpido.

Figura 9. Bicapa lipdica. Disposicin de los fosfolpidos que forman la membrana y su

comportamiento con respecto al agua. Esta disposicin de las molculas de fosfolpido, con

sus cabezas hidroflicas expuestas al agua y sus colas hidrofbicas agrupadas repeliendo el agua, forma la base estructural de las membranas celulares.

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ACTIVIDAD 4

En qu se diferencia un cido graso saturado de uno insaturado?

Por qu son tan importantes los fosfolpidos?

.

Seale las funciones de los triglicridos en el organismo.

Nombre cuatro hormonas de origen lipdico.

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Preguntas de seleccin mltiple

1. Dentro de las caractersticas del agua es correcto plantear que posee un alto

I) calor especfico.

II) calor de vaporizacin.

III) poder disolvente.

A) Solo I.

B) Solo II.

C) Solo III.

D) Solo I y II.

E) I, II y III.

2. Qu propiedad del agua permite la circulacin de sustancias en el interior del organismo?

A) Baja densidad

B) Gran tensin superficial

C) Elevado calor especfico

D) Elevada capacidad disolvente

E) Gran fuerza de cohesin molecular

3. Se necesita obtener tres molculas de glucosa. Para ello se deben hidrolizar una molcula de

I) lactosa y otra de sacarosa.

II) sacarosa y otra de maltosa.

III) maltosa y otra de lactosa.

Es (son) correcta(s)

A) solo I.

B) solo II.

C) solo III.

D) solo I y III.

E) solo II y III.

4. Cul de las siguientes afirmaciones es incorrecta en relacin con los hidratos de carbono?

A) La fructosa es fuente de energa para los espermios

B) Los carbohidratos sirven como aislante trmico

C) La celulosa forma parte de la pared de la clula vegetal

D) La lactosa es un disacrido presente en la leche materna

E) La sacarosa es un disacrido formado por la unin de glucosa y fructosa

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5. Cul de las siguientes molculas NO corresponde a un lpido?

A) Cortisol

B) Celulosa

C) Progesterona

D) Monoglicrido

E) cido palmtico

6. Cul o cules de los siguientes lpidos se encuentran formando parte de membranas

celulares animales?

I) Fosfolpidos

II) Cortisol

III) Colesterol

Es (son) correcta(s)

A) solo II.

B) solo III.

C) solo I y II.

D) solo I y III.

E) I, II y III.

7. Al comparar una molcula de cido graso con una molcula de carbohidrato, ambas con el

mismo nmero de carbonos, es correcto afirmar que la molcula de carbohidrato presenta

mayor cantidad de

I) energa.

II) oxgeno.

III) hidrgenos.

Es (son) correcta(s)

A) solo I.

B) solo II.

C) solo III.

D) solo I y III.

E) I, II y III.

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8. Al unir glucosa con fructosa se

I) forma sacarosa.

II) forma un enlace glucosdico.

III) libera una molcula de agua.

Es (son) correcta(s)

A) solo I.

B) solo II.

C) solo I y II.

D) solo II y III.

E) I, II y III.

9. Las funciones del almidn, de la celulosa y de la progesterona, son respectivamente

A) estructural - reserva - reserva

B) reserva - estructural - defensiva

C) reserva - estructural - hormonal

D) estructural - reserva - transporte

E) reserva - enzimtica - estructural

10. De las siguientes biomolculas cul NO corresponde a un monosacrido?

A) Glicerol

B) Glucosa

C) Fructosa

D) Galactosa

E) Desoxirribosa

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