Biomoléculas:

Breve introducción a los principales

Compuestos de la química de la Vida

Lic. Felipe Castro

Instituto de Fisiología Animal, Fundación Miguel Lillo

AGUA

DIOXIDO DE CARBONO

MACROMOLÉCULAS ORGÁNICAS

La molécula de agua libre y aislada, formada por

un átomo de Oxigeno unido a otros dos átomos de

Hidrogeno, es triangular.

El ángulo de los dos enlaces (H-O-H) es de 104,5º y la distancia de enlace O-H es de 0,96 A.

Puede considerarse que el enlace en la molécula es covalente, con una cierta participación del enlace iónico debido a la diferencia de electronegatividad entre los átomos que la forman.

Las principales funciones biológicas del agua:

• Es un excelente disolvente, especialmente de las sustancias iónicas y de los compuestos polares. Incluso muchas moléculas orgánicas no solubles como los lípidos o un buen número de proteínas forman, en el agua, dispersiones coloidales, con importantes propiedades biológicas.

• Participa por sí misma, como agente químico reactivo, en la hidratación, hidrólisis y oxidación-reducción, facilitando otras muchas reacciones.

• Permite el movimiento de las partículas disueltas en su seno (difusión) y constituye el principal agente de transporte de muchas sustancias nutritivas reguladoras o de excreción.

• Gracias a sus notables características térmicas (elevados calor específico y calor de evaporación) constituye un excelente termorregulador, una propiedad que permite el mantenimiento de la vida de los organismos, en una amplia gama de ambientes térmicos.

• Interviene, en especial en las plantas, en el mantenimiento de la estructura y la forma de las células y de los organismos.

El agua pura se congela a 0 °C al nivel del mar. El agua, junto con el galio, bismuto, ácido acético, antimonio y el silicio

son algunas de las pocas sustancias que al congelarse aumentan de volumen (es decir que disminuye su densidad), la mayoría de las otras sustancias

se contraen al congelarse. Esta propiedad evita que los océanos de las regiones polares de la Tierra se congelen en todo su volumen, al igual que los lagos de inviernos muy crudos,

puesto que el hielo flota en el agua y es lo que queda expuesto a los cambios de temperatura de la atmósfera.

La presencia de los puentes hidrógenos explica las propiedades especiales del agua:

Adhesión, es atraída y se mantiene unida a otras superficies

Cohesión, las moléculas de agua se atraen a si mismas, por lo que forman cuerpos de agua cohesionados, las gotas.

Capilaridad, por la adhesión y cohesión es capáz de ascender por tubos pequeños

Tensión superficial, se crea debido a la cohesión de las moléculas de la superficie

DIOXIDO DE CARBONO:

Gas cuya molécula está compuesta por un átomo de carbono y dos de oxígeno. Se produce en la respiración de los seres vivos, y también por combustión de sustancias que contengan carbono, tales como el petróleo, el carbón o la madera.

Las plantas verdes lo convierten en oxígeno y compuestos orgánicos mediante la función clorofílica, por lo que su presencia en la atmósfera está regulada naturalmente por estos ciclos de respiración-función clorofílica.

Aunque su concentración en la atmósfera es pequeña (no llega al uno por ciento), su presencia es importante debido al efecto invernadero que provoca

BIOMOLECULAS O MACROMOLECULAS:

Son polímeros gigantes construidos

por enlaces covalentes de moléculas más pequeñas llamadas monómeros. Las

moléculas que poseen pesos moleculares mayores a 1000 suelen considerarse

macromoléculas.

En nuestro curso veremos los principales tipo de biomoléculas:

GLÚCIDOS

PROTEÍNAS

LÍPIDOS

ÁCIDOS NUCLEICOS

Los glúcidos: también llamados hidratos de carbono, o sacáridos, son

moléculas que pueden encontrarse en monómeros – monosacáridos -

como la glucosa,o bien formando disacáridos como la sacarosa o, finalmente,

polisacáridos como el almidón o el glucógeno.

Los lípidos son un extenso grupo de biomoléculas cuya característica principal es su insolubilidad en agua y

solubilidad en solventes orgánicos. Aunque pueden tener

algunos enlaces polares asociados con el oxígeno, son

fundamentalmente hidrocarburos.

Las principales funciones de los lípidos

se pueden considerar: estructurales (fosfolípidos)

o como reserva de energía. También constituyen

hormonas, como las sexuales de los vertebrados, que son

esteroides.

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PowerPoint Lectures for Biology, Seventh Edition

Neil Campbell and Jane Reece

Lectures by Chris Romero

LE 5-11b

Ester linkage

Fat molecule (triacylglycerol)

Los ácidos nucleicos son polímeros de nucleótidos.

Cada nucleótido está conformado por un azúcar, una base

nitrogenada y un grupo fosfato.

Son las biomoléculas portadoras de la información

genética (ADN, ARN), además de participar activamente en

los procesos energéticos celulares (ATP, ADP, AMP)

Las proteínas son polímeros de aminoácidos.

Presentan gran diversidad de estructuras, lo que les permite

un amplio espectro de funciones:

controlan las condiciones fisicoquímicas dentro de la célula,

forman parte de las estructuras celulares y sobre todo catalizan

prácticamente todas las reacciones que tienen lugar en la célula,

y en este caso se les denomina Enzimas.

Actividad de Lisozima en leche de diferentes perisodáctilos

Un Descubrimiento Argentino

•En los años setenta, Judah Folkman planteó la teoría de que las células cancerosas necesitan oxígeno y nutrientes para multiplicarse

•En los ochenta, Napoleone Ferrara descubrió que la clave era el "factor de crecimiento endotelial" (o VEGF), y se desarrolló un anticuerpo monoclonal para bloquearlo y "matar de hambre" a los tumores.

•Sin embargo se sabe que hay una "angiogénesis compensatoria".

•El equipo de Rabinovich: después del tratamiento con anti-VEGF, los tumores refractarios mostraban niveles de hipoxia (falta de oxígeno) mucho más altos que los sensibles, y también expresaban niveles mayores de una : la proteína que venían estudiando desde hacía años, galectina-1 (o Gal-1).

En los tumores sensibles al tratamiento las células que forman los vasos sanguíneos están recubiertas de un «escudo» de azúcares (ácido siálico) que impide que la galectina se una a la célula. Pero los vasos de los tumores refractarios carecen de ese escudo, y eso permite que la galectina se una a un receptor, mimetice y reemplace totalmente al VEGF de una forma tal que promueve la angiogénesis igual que si éste estuviera presente.