Estudie la primaria en la escuela 28 de octubre y la secundaria en la técnica #44, hoy en día curso la preparatoria en el colegio de bachilleres plantel 6, en este año paso a tercer semestre de prepa. Tengo muchas expectativas en la vida, todas ellas son con un solo objetivo, superarme, unas cuantas de ellas son que me gustaría ser actriz y por eso he tomado la iniciativa y me he metido a estudiar teatro en la UACJ, el teatro lo tomo como un hooby pero cuando nos ponen a interactuar con otras personas se vuelve mas que eso, se vuelve un tipo de vida la cual me encanta, por que puedes hacer una personificación de alguien que no eres, te saca de tu rutina diaria y te hace generar emociones que tal vez no haigas vivido, cuando salga de la prepa me encantaría estudiar la carrera de arquitectura por que es uno de mis grandes sueños, crear mi propia casa, crearle una a mi mama, a y por supuesto crear mi propia cadena hotelera por que ese es otro de mis sueños, yo quiero ser una de las mejores arquitectas del país, o por que no del mundo entero, como ya dije tengo muchas expectativas en las que destacan las siguientes tener una hacienda ya que me encantaría vivir cerca de un pueblo, tener caballos etc.; yo quiero tener hoteles la verdad no se por que pero me encantan, hasta me gustaría tener una aerolínea por que me encanta viajar y así ya podría viajar y llevar a mis amigo, familia etc. cuando yo quisiera.
Yo creo que con el paso que voy y con la mentalidad que mi mama nos a inculcado de no ser conformistas y ver mas aya de lo que podemos, algún día lo lograre y espero ese algún día lo lograre se transforme a un ya lo logre.
A mí y a mis hermanos nunca nos a faltado nada gracias a mis padres, hemos viajado, nos hemos cambiado de casa muchas veces, somos muy afortunados por que por ellos siempre hemos tenido que comer, una vivienda donde dormir, nosotros estamos en un momento de la vida en la que ellos hubieran deciado haber vivido ya que cuando ellos eran chicos no tenían muchos de los privilegios de los que hoy en día nosotros gozamos, total nos hemos ido superando paso a paso gracias a ellos, por eso me gusta la palabra superación por que yo los veo, y se todo lo que han trabajado y vivido para darnos todo lo que tenemos.
martes, 25 de mayo de 2010
lunes, 24 de mayo de 2010
Introducción
Todos los seres vivos estamos constituidos de agua y moléculas orgánicas complejas llamadas macromoléculas, y se les conoce así por que son moléculas cuya masa molecular es superior a los 10000 uma (unidad de masa atómica). Podemos encontrar moléculas de hasta un millón de umas. Esta molécula esta formada por repeticiones de átomos, constituyendo así un conjunto conocido como polímero. A la unidad repetitiva se le conoce como monómero.
Las macromoléculas se clasifican en naturales y sintéticas.
La importancia de las macromoléculas en el cuerpo humano es vital debido a que gracias a ella el organismo realiza una gran cantidad de funciones para su desarrollo y supervivencia.
Macromoléculas naturales
Las macromoléculas naturales se encuentran en los seres vivos y se clasifican en Carbohidratos, proteínas y lípidos, compuestos cuyas moléculas poseen una elevada masa molecular, y en el caso de los carbohidratos y proteínas están constituidas por la repetición de algún tipo de subunidad estructural, pudiendo ser lineales o ramificadas.
Carbohidratos
Los Carbohidratos o también llamados glucidos o hidratos de carbono son biomoléculas constituidas por carbono, hidrogeno y oxigeno, en ocasiones contienen nitrógeno, azufre o fósforo; este es muy abundante en la naturaleza ya que son elaborados a partir de la reacción de fotosíntesis:
Luz solar
6CO2+6H2O ------à C6H12O6+6O2^
Clorofila
Los carbohidratos en los vegetales y animales forman parte de sus tejidos, son fuente de energía y precursores de otros compuestos biológicos.
Los azucares o sacáridos (carbohidratos) son compuestos sólidos cristalinos que presentan sabor dulce.
Los carbohidratos no solo están en los alimentos, también los podemos encontrar en el papel, maderas, telas y en los exoesqueletos de los camarones.
La principal función de estas macromoléculas es la obtención de energía para la realización de diversas actividades, como es el caso de la glucosa, que funciona como combustible, principalmente en el cerebro y sistema nervioso. Datos bioquímicos demuestran que por cada molécula de glucosa consumida se generan 30 moléculas de ATP (adenosin trifosfato).
Clasificación de los carbohidratos
Los azucares se clasifican para su estudio según el numero de unidades de monosacáridos que tiene la molécula, tal como se aprecia en la tabla.
Molécula Unidades Ejemplos
Monosacárido Un monosacárido Glucosa
Disacárido Dos monosacárido Sacarosa
Polisacárido Muchos monosacárido Celulosa
Monosacáridos
Son llamados así porque son compuestos que no se pueden descomponer en moléculas de azucares mas pequeñas. Estos tipos de compuestos están formados por una sola cadena de átomos de carbono. Los monosacárido se encuentran en las plantas en estado libre, principalmente en las frutas o en el jugo de las plantas, como es el caso de la caña, pero también los podemos encontrar formando grandes cadenas (polímeros).
Los monosacárido son carbohidratos simples y están generalmente constituidos por grupos funcionales: hidroxilos, aldehídos y cetonas, además de los carbonos e hidrógenos. Estos azucares simples se clasifican de acuerdo con el grupo funcional presente en la molécula y puede ser aldosa y cetosas.
Monosacáridos más importantes
La formula general de los monosacáridos se pueden representar como (CH2O)n. Los monosacáridos más comunes son aquellos que el valor de n es de 3 a 7 átomos de carbonos.
Las triosas son compuestos formados por una cadena de tres átomos de carbono; su formula condensada es C3H6O3. Este tipo de compuesto se encuentra presente en el metabolismo de la glucosa y puede ser aldo o ceto.
Entre los monosacáridos mas importantes que presentan cinco átomos de carbono (pantanoso) se encuentra la arabinosa, ribosa y ribulosa.
La arabinosa es un monosacárido con cinco átomos de carbono y uno de ellos forma parte de un grupo aldehído, también llamado aldopentosa. Esta molécula puede denominarse también D-arabinosa o L-arabinosa.
La ribosa es un monosacárido con cinco átomos de carbono con un grupo aldehído y se localiza en el acido ribonucleico y otras sustancias biológicas del organismo.
La ribulosa es una molécula formada por cinco átomos de carbono con un grupo cetona y cuatro grupos hidroxilos en la estructura. Los podemos encontrar en el material biológico, en la fase oscura de la fotosíntesis y en el ciclo de Calvin.
De los monosacáridos que presentan seis átomos de carbono (hexosas) se encuentran la glucosa, manosa, galactosa y fructosa.
La glucosa es un monosacárido también conocido como dextrosa, de seis átomos de carbono; presenta un grupo aldehído en la molécula.
La manosa es un carbohidrato que forma parte de algunos polisacáridos; es una cetosa cuya principal función es producir energía.
La galactosa es una hexosa (piranosa) que en el hígado se transforma en glucosa como fuente de energía; esta biomolecula es de gran importancia debido a que ayuda a sintetizar moléculas de lactosa, glucolipidos, fosfolipidos y algunas glucoproteinas.
La fructosa (D-fructosa) es también conocida como azúcar de la fruta; también la podemos encontrar en la miel y vegetales. Es un monosacárido que presenta la misma formula condensada que la glucosa (C6H12O6), pero con diferente ordenamiento estructural.
Disacáridos
Los disacáridos mas importantes que se encuentran en la naturaleza son: maltosa, lactosa y sacarosa.
La maltosa esta formada por la unión de dos moléculas de glucosa, la unión de un grupo hidroxilo que se encuentra en el carbono 1 de una molécula de glucosa con otro hidroxilo que se encuentra en el carbono 4 de otra glucosa, liberando así una molécula de agua; si observamos detalladamente la reacción sabremos que ambas glucosas presentan en el carbono 1 el hidroxilo en posición hacia arriba, por lo que sabemos que son B-glucosas y el disacárido formado es una glucosa-B(1->4)-glucosa. Al compuesto también se le puede llamar a-D-glucopiranosil(1->4)-a-D-glucopiranosa, comúnmente llamada maltosa. La maltosa no se encuentra en la naturaleza sino que es obtenida a partir de la hidrólisis del almidón y glucogeno. Su formula condensada es C12H22O11.
La lactosa es un disacárido formado por la unión de una molécula de D-glucosa y una de D-galactosa, y el enlace glucosidico que se forma es B(1->4). Este disacárido se utiliza ampliamente en repostería y en las formulas lácteas comerciales para los bebes.
La sacarosa es conocida como azúcar de mesa o de caña y se forma por la unión de una molécula de a-D-glucosa y una de B-D-fructosa mediante un enlace glucosidico a,B(1->2); al analizar la glucosa nos damos cuenta de que la glucosa presenta la forma pirano, por lo que la unión será con el hidroxilo del carbono 1. La sacarosa es un producto intermedio de la fotosíntesis; en muchas plantas constituye la forma principal de transporte de azúcar desde las hojas a otras partes de la planta. La sacarosa es obtenida del azúcar de la caña, de remolacha o de maíz, y se utiliza principalmente en la industria de los alimentos por su poder endulzante, cuando la sacarosa llega al estomago sufre una hidrólisis acida y parte de este carbohidratos se desdobla en sus componentes glucosa y fructosa.
Para resumir la formación de los principales disacáridos, observa la tabla.
Disacárido Monosacáridos unidos
Maltosa Glucosa + Glucosa
Lactosa Glucosa + Galactosa
Sacarosa Glucosa + Fructosa
Polisacáridos
Los polisacáridos son moléculas formadas por la unión de muchas moléculas de monosacáridos. Este tipo de moléculas son consideradas como almacenes de energía ya que las plantas los utilizan durante su germación, es decir las semillas, al acumular polisacáridos, les permiten subsistir mientras salen las primeras hojas y estas permitirán que se sinteticen nuevamente los azucares por medio de la fotosíntesis.
Los polisacáridos son estructuras que presentan varias uniones de monosacáridos; estas estructuras se encuentran unidas por medio de enlaces glucosidicos y pueden ser lineales o ramificadas.
Los polisacáridos, dependiendo del tipo de uniones, se clasifican en homopolisacáridos, formados por un solo tipo de monosacáridos, y heteropolisacáridos, formados por varios tipos de monosacáridos.
Los homopolisacáridos más abundantes en la naturaleza son el almidón, glucogeno, celulosa y quitina.
El almidón se forma por la unión de glucosa, amilasa y amilopectina.
La amilasa llega a ser parte del 10 o 20% del almidón, y esta formada por cadenas largas D-glucosa unidas por enlaces glucosidicos a(1->4). Esta molécula puede presentar un peso molecular de 4000 hasta 400000 Daltons y puede estar conformada por 25 a 2500 moléculas.
La amilopectina es un polímero ramificado que presenta dos tipos de enlaces glucosidicos: a(1->4) y a(1->6); esta molécula puede presentar pesos que van de 50000 a 100000 Daltons.
El almidón presenta grandes cadenas energéticas de glucosa y las podemos encontrar en las plantas, tanto en tallos como en raíces, pero principalmente y de manera abundante en las semillas; los gránulos de almidón se depositan en el citosol de las células vegetales.
EL glucogeno se almacena en el hígado del hombre; presenta la estructura base de la amilopectina pero tiene más ramificaciones, por lo que su peso molecular va de 20000 a varios millones de Daltons.
La celulosa es el principal constituyente de la madera y la fibra de las plantas; esta formada por residuos de D-glucopiranosa unidos mediante enlaces B(1->4) glucosidicos. La formula empírica de esta molécula es (C6H10O5)n.
La quintina presenta una unidad monomerica de glucosa que están unidas por enlaces B(1->4). Es uno de los componentes principales en las paredes celulares de los hongos, algas y levaduras, y también se encuentra en el exoesqueleto de algunos insectos e invertebrados. La quintina presenta propieles, por lo que se utiliza como oposito; también se ha llegado a utilizar en el tratamiento de enfermedades y quemaduras periodontales.
Lípidos
Son moléculas que se encuentran presentes en la naturaleza, inmiscibles de agua, sin embargo, muy solubles en disolventes apolares como hexanos, éter de petróleo, ciclohexano, cloroformo, etcétera. Estas macromoléculas también las podemos encontrar en la yema del huevo y en el sistema nervioso humano, además como componentes en las membranas de las células vegetales, animales, bacterias, hormonas, algunas vitaminas, cerca de abeja, etc.
Los lípidos son compuestos naturales (aceites y ceras) que se encuentran en plantas y animales. Las grasas se obtienen principalmente de los animales.
Los ácidos grasos están constituidos por ácidos carboxílicos y pueden reaccionar con bases fuertes (NaOH y KOH), resultando sales inorgánicas (sodicas o potasitas) comúnmente llamadas jabones. Este tipo de reacción es conocida como saponificaciones. Los jabones actúan como limpiadores debido a que presentan una parte iónica (-COOK) que tiene la característica de ser hidrofilita, pero además presentan una parte apolar (-R) que repele el agua (hidrofobica); sin embargo, esta es soluble en aceite, grasa, mugre, etc.
Como todos los compuestos orgánicos, los ácidos grasos pueden ser saturados e insaturados.
Los saturados nos indican que sus cadenas alifáticas son uniones carbono-carbono con enlaces sencillos (enlaces sigma).
La insaturada presenta dobles enlaces (enlaces pi). Este tipo de enlace (sigma pi) en los ácidos grasos es de mucha importancia en la industria de los alimentos.
Los ácidos grasos saturados. Las estructuras de los enlaces sencillos sigma, carbono-carbono, son muy flexibles y adoptan diferentes conformaciones por que pueden realizar rotaciones debido a que no existe ningún impedimento.
Los ácidos grasos insaturados. Sabemos bien que todos aquellos compuestos que presentan en su estructura dobles enlaces muestran un reordenamiento espacial de los átomos, manifestando diferentes posiciones (isomería cris y trans).
Los ácidos grasos pueden tener una instauración (monoinsaturados) o varias (poliinsaturados). Un acido graso monoinsaturado es el acido oleico que se encuentra en el aguacate, aceite de oliva, etc., y es ampliamente utilizado en la elaboración de jabones de tocador, cosméticos y productos para limpieza. Este tipo de aceite realiza una acción beneficiosa en los vasos sanguíneos porque reduce el riesgo de sufrir enfermedades cardiovasculares y hepáticas.
Clasificación de los lípidos
Los lípidos se clasifican en simples y complejos. Los primeros comprenden todas aquellas moléculas que no pueden ser saponificables, mientras que los complejos son las moléculas que si lo son.
Lípidos simples
Los lípidos simples son aquellas sustancias que no pueden ser saponificables, es decir, que al calentarlas con una base no forman una sal de ester y pueden ser del grupo de las prostaglandinas, esteroides y terpenos.
Las prostaglandinas proceden del acido araquidonico (acido graso que presenta 20 átomos de carbono y cuatro dobles enlaces); Fueron llamados así por que la primera vez que se descubrieron fueron identificados del fluido seminal, sin embargo, se encuentra en varios tejidos. Las prostaglandinas controlan la presión arterial, estimulan la concentración de los músculos lisos e inducen la inflamación.
Los esteroides presentan en la estructura base la molécula ciclopentano perhidrofenantreno y forman un sistema de anillos fusionados.
Los terpenos son conformados por unidades de isopreno. Estos compuestos son ampliamente utilizados en la industria de la perfumería, principalmente en la elaboración de aceites esenciales para aromaterapias.
Lípidos complejos
Son todas aquellas sustancias que no son saponificables, es decir, que al calentarlas con una base fuerte rompen la parte acida del grupo carboxílico (H*); pueden ser fosfolipidos, esfingolipidos y ceras.
Los fosfolipidos (fosfogliceroles) son sustancias presentes en las membranas celulares.
Los esfingolipidos son sustancias en las que la estructura principal es la esfingosina y se encuentran presentes en las plantas y animales, además de ser comunes en el sistema nervioso.
Las ceras son cadenas largas de mezclas de esteres de ácidos carboxílicos y alcoholes, y funcionan como protectores de plantas y animales; en las plantas recubren las hojas, tallos y frutos, mientras que en los animales se encuentran presentes en el pelo, plumas y piel.
Proteínas
Son moléculas muy complejas que estarán constituidas por carbono, hidrogeno, oxigeno y nitrógeno; sin embargo, podemos encontrar en sus moléculas azufre, fósforo, hierro, zinc, molibdeno, etc. Estas macromoléculas pueden variar de tamaño debido a la complejidad que presentan. Las proteínas son agrupaciones o unidades de aminoácidos que forman estructuras de gran tamaño (polímeros). Las proteínas son estructuras compuestas por unidades de aminoácidos, que son considerados eslabones que conforman al polímero (proteína). Estos aminoácidos tienen como característica principal poseer un grupo carboxilo y un grupo amino. Los aminoácidos que forman las proteínas están: alanina, arginina, asparagina, acido aspartico, cisterna, acido glutámico, glutamina, glicina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, prolina, serina, treonina, triptofano, tirosina y valina.
Los aminoácidos libres pueden unirse con otros aminoácidos mediante enlaces covalentes; la reacción se realiza con el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo a-amino de otro, con liberación de una molécula de agua, formando un enlace peptídico. En una proteína pueden existir más de cien uniones peptidicas para formar una cadena polipeptídica.
Estructuras de las proteínas
La estructura de una proteína no solo depende de los aminoácidos que la integran, sino también del tipo de enlace en su distribución, del plegamiento que realizan ocasionando por las atracciones electrostáticas entre los grupos ácidos y aminos, así como de las interacciones de los puentes hidrógenos.
a) Estructura primaria. Este tipo de estructura esta relacionada con el número y secuencia de los aminoácidos en la cadena proteinita. Esta información es fundamental para estudiar las enfermedades genéticas.
b) Estructura secundaria. Es la disposición de secuencia de aminoácidos en el espacio. Esta relacionado con la conformación de las cadenas y se produce por las distintas interacciones que realizan los grupos en las distintas cadenas.
c) Estructura terciaria. Es el acomodo tridimensional de todos los átomos de la molécula. Estudia el plegamiento total de la cadena proteinita.
Los enlaces iónicos se llevan a cabo entre grupos que presentan cargas negativas y positivas en los aminoácidos ácidos.
El puente disulfuro entre los radicales de aminoácidos que tienen azufre se lleva a cabo con los aminoácidos de cisteina, ya que estos presentan una oxidación en los grupos sulfhidrilos. De esta forma, los átomos de azufre presentes en dos moléculas de cisterna diferentes interactúan entre si formando un enlace covalente.
Los puentes de hidrogeno se forman entre las cadenas laterales de los aminoácidos polares, es decir, el oxigeno del grupo carboxílico y el hidrogeno de otro grupo; pueden ser de amina o de hidroxilo.
d) Estructura cuaternaria. Se refiere a las interacciones, ordenamientos y plegamientos entre dos o más cadenas proteinitas. Esta estructura informa de la unión mediante enlaces débiles (no covalentes) de varias cadenas polipeptídica con estructura terciaria para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protomero. El numero de protomeros varia desde dos, como en la hexoquinasa; cuatro, como en la hemoglobina, o muchos, como la capside del virus de la poliomielitis, que consta de sesenta unidades proteicas.
Clasificación de las proteínas
Las proteínas se puede clasificar de acuerdo con su conformación, y puede ser proteínas fibrosas y proteínas globulares.
Las proteínas fibrosas se forman en tiras de cadena larga, continua y sin ramificaciones, que se enlazan unas con otras paralelamente, formando fibras. Se encuentran en las estructuras de los cabellos, pezuñas de los animales, uñas, piel, lana, plumas, cuernos, tendones y músculos. Dichas proteínas son insolubles en agua, pero solubles en soluciones acuosas de ácidos y bases fuertes.
Las proteínas globulares presentan estructuras más complejas, de modo que forman unidades de tipo esférico; se encuentran en la carne, leche y huevos. La función principal de estas proteínas es la regular el proceso de la vida formando enzimas, hormonas y anticuerpos.
Las proteínas se dividen en sencillas y conjugadas.
Las sencillas son aquellas que están compuestas solo de a-aminoácidos.
Las conjugadas están estructuradas por proteínas sencillas unidas a otros grupos no proteicos. A estos grupos que participan en las proteínas se les denomina grupo prostético. Cuando el grupo protetico es un carbohidratos, la proteína recibe el nombre de glicoproteina; cuando sustituimos al grupo prostético por el acido fosforito, la proteína es llamada fosfoproteina. Las nucleoproteínas tienen ácidos nucleicos, y las lipoproteínas, fosfolipidos.
Funciones de las proteínas
1. Función estructural:
*Algunas proteínas constituyen estructuras celulares.
*Ciertas glucoproteinas forman partes de las membranas celulares y actúan como receptores o facilitan el transporte de sustancias
*Las histonas son proteínas que forman parte de los cromosomas que regulan la expresión de los genes.
*Otras proteínas confieren elasticidad y resistencia a órganos y tejidos.
*La elastina del tejido conjuntivo elástico tiene la función de dar elasticidad a los tejidos.
*La queratina es la responsables de la dureza de las uñas.
*Las telas de arañas y los capullos de los gusanos de seda están formadas por fibroina.
2. Función enzimática
Las proteínas con función enzimática son las mas numerosas y especializadas, Estas actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas del metabolismo celular.
3. Función hormonal
Existen sustancias de naturaleza proteica, como la insulina y el glucagon (que regulan los niveles de glucosa en la sangre), las hormonas segregadas por la hipófisis, como la del crecimiento o la adrenocorticotropica (que regula la síntesis de corticosteroides), o la calcitonica (que regula el metabolismo del calcio).
4. Función reguladora
Algunas proteínas regulan la expresión de ciertos genes; otras, la división celular (como la cíclica).
5. Función homeostática
Estas proteínas mantienen el equilibrio osmótico y actúan junto con otros sistemas amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno de la célula.
6. Función defensiva
*Los anticuerpos actúan frente a posibles antigenos (sustancias que inducen su formación).
*La trombina y el fibrinogeno contribuye a la formación de coágulos sanguíneos para evitar hemorragias. Las musinas tienen efecto germicida y protegen a las mucosas.
*Algunas toxinas toxicas bacterianas, como la del botulismo o veneno de serpientes, son proteínas fabricadas con funciones defensivas.
7. Función de transporte
*El oxigeno que respiramos es transportado de la sangre al resto del organismo por la proteína llamada hemoglobina.
*Las lipoproteínas transportan lípidos por la espalda.
*Los citocromos transportan electrones.
*El hierro se almacena en el hígado formando un complejo con una proteína llamada ferritina.
8. Función contráctil
*La actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracción muscular.
*La dineina esta relacionada con el movimiento de cilios y flagelos.
9. Función de reserva
La ovoalbúmina de la clara de huevo, la gliadina del grano de trigo y la hordeina de la cebada constituyen las reservas de aminoácidos para el desarrollo del embrión.
Carbohidratos
Los Carbohidratos o también llamados glucidos o hidratos de carbono son biomoléculas constituidas por carbono, hidrogeno y oxigeno, en ocasiones contienen nitrógeno, azufre o fósforo; este es muy abundante en la naturaleza ya que son elaborados a partir de la reacción de fotosíntesis:
Luz solar
6CO2+6H2O ------à C6H12O6+6O2^
Clorofila
Los carbohidratos en los vegetales y animales forman parte de sus tejidos, son fuente de energía y precursores de otros compuestos biológicos.
Los azucares o sacáridos (carbohidratos) son compuestos sólidos cristalinos que presentan sabor dulce.
Los carbohidratos no solo están en los alimentos, también los podemos encontrar en el papel, maderas, telas y en los exoesqueletos de los camarones.
La principal función de estas macromoléculas es la obtención de energía para la realización de diversas actividades, como es el caso de la glucosa, que funciona como combustible, principalmente en el cerebro y sistema nervioso. Datos bioquímicos demuestran que por cada molécula de glucosa consumida se generan 30 moléculas de ATP (adenosin trifosfato).
Clasificación de los carbohidratos
Los azucares se clasifican para su estudio según el numero de unidades de monosacáridos que tiene la molécula, tal como se aprecia en la tabla.
Molécula Unidades Ejemplos
Monosacárido Un monosacárido Glucosa
Disacárido Dos monosacárido Sacarosa
Polisacárido Muchos monosacárido Celulosa
Monosacáridos
Son llamados así porque son compuestos que no se pueden descomponer en moléculas de azucares mas pequeñas. Estos tipos de compuestos están formados por una sola cadena de átomos de carbono. Los monosacárido se encuentran en las plantas en estado libre, principalmente en las frutas o en el jugo de las plantas, como es el caso de la caña, pero también los podemos encontrar formando grandes cadenas (polímeros).
Los monosacárido son carbohidratos simples y están generalmente constituidos por grupos funcionales: hidroxilos, aldehídos y cetonas, además de los carbonos e hidrógenos. Estos azucares simples se clasifican de acuerdo con el grupo funcional presente en la molécula y puede ser aldosa y cetosas.
Monosacáridos más importantes
La formula general de los monosacáridos se pueden representar como (CH2O)n. Los monosacáridos más comunes son aquellos que el valor de n es de 3 a 7 átomos de carbonos.
Las triosas son compuestos formados por una cadena de tres átomos de carbono; su formula condensada es C3H6O3. Este tipo de compuesto se encuentra presente en el metabolismo de la glucosa y puede ser aldo o ceto.
Entre los monosacáridos mas importantes que presentan cinco átomos de carbono (pantanoso) se encuentra la arabinosa, ribosa y ribulosa.
La arabinosa es un monosacárido con cinco átomos de carbono y uno de ellos forma parte de un grupo aldehído, también llamado aldopentosa. Esta molécula puede denominarse también D-arabinosa o L-arabinosa.
La ribosa es un monosacárido con cinco átomos de carbono con un grupo aldehído y se localiza en el acido ribonucleico y otras sustancias biológicas del organismo.
La ribulosa es una molécula formada por cinco átomos de carbono con un grupo cetona y cuatro grupos hidroxilos en la estructura. Los podemos encontrar en el material biológico, en la fase oscura de la fotosíntesis y en el ciclo de Calvin.
De los monosacáridos que presentan seis átomos de carbono (hexosas) se encuentran la glucosa, manosa, galactosa y fructosa.
La glucosa es un monosacárido también conocido como dextrosa, de seis átomos de carbono; presenta un grupo aldehído en la molécula.
La manosa es un carbohidrato que forma parte de algunos polisacáridos; es una cetosa cuya principal función es producir energía.
La galactosa es una hexosa (piranosa) que en el hígado se transforma en glucosa como fuente de energía; esta biomolecula es de gran importancia debido a que ayuda a sintetizar moléculas de lactosa, glucolipidos, fosfolipidos y algunas glucoproteinas.
La fructosa (D-fructosa) es también conocida como azúcar de la fruta; también la podemos encontrar en la miel y vegetales. Es un monosacárido que presenta la misma formula condensada que la glucosa (C6H12O6), pero con diferente ordenamiento estructural.
Disacáridos
Los disacáridos mas importantes que se encuentran en la naturaleza son: maltosa, lactosa y sacarosa.
La maltosa esta formada por la unión de dos moléculas de glucosa, la unión de un grupo hidroxilo que se encuentra en el carbono 1 de una molécula de glucosa con otro hidroxilo que se encuentra en el carbono 4 de otra glucosa, liberando así una molécula de agua; si observamos detalladamente la reacción sabremos que ambas glucosas presentan en el carbono 1 el hidroxilo en posición hacia arriba, por lo que sabemos que son B-glucosas y el disacárido formado es una glucosa-B(1->4)-glucosa. Al compuesto también se le puede llamar a-D-glucopiranosil(1->4)-a-D-glucopiranosa, comúnmente llamada maltosa. La maltosa no se encuentra en la naturaleza sino que es obtenida a partir de la hidrólisis del almidón y glucogeno. Su formula condensada es C12H22O11.
La lactosa es un disacárido formado por la unión de una molécula de D-glucosa y una de D-galactosa, y el enlace glucosidico que se forma es B(1->4). Este disacárido se utiliza ampliamente en repostería y en las formulas lácteas comerciales para los bebes.
La sacarosa es conocida como azúcar de mesa o de caña y se forma por la unión de una molécula de a-D-glucosa y una de B-D-fructosa mediante un enlace glucosidico a,B(1->2); al analizar la glucosa nos damos cuenta de que la glucosa presenta la forma pirano, por lo que la unión será con el hidroxilo del carbono 1. La sacarosa es un producto intermedio de la fotosíntesis; en muchas plantas constituye la forma principal de transporte de azúcar desde las hojas a otras partes de la planta. La sacarosa es obtenida del azúcar de la caña, de remolacha o de maíz, y se utiliza principalmente en la industria de los alimentos por su poder endulzante, cuando la sacarosa llega al estomago sufre una hidrólisis acida y parte de este carbohidratos se desdobla en sus componentes glucosa y fructosa.
Para resumir la formación de los principales disacáridos, observa la tabla.
Disacárido Monosacáridos unidos
Maltosa Glucosa + Glucosa
Lactosa Glucosa + Galactosa
Sacarosa Glucosa + Fructosa
Polisacáridos
Los polisacáridos son moléculas formadas por la unión de muchas moléculas de monosacáridos. Este tipo de moléculas son consideradas como almacenes de energía ya que las plantas los utilizan durante su germación, es decir las semillas, al acumular polisacáridos, les permiten subsistir mientras salen las primeras hojas y estas permitirán que se sinteticen nuevamente los azucares por medio de la fotosíntesis.
Los polisacáridos son estructuras que presentan varias uniones de monosacáridos; estas estructuras se encuentran unidas por medio de enlaces glucosidicos y pueden ser lineales o ramificadas.
Los polisacáridos, dependiendo del tipo de uniones, se clasifican en homopolisacáridos, formados por un solo tipo de monosacáridos, y heteropolisacáridos, formados por varios tipos de monosacáridos.
Los homopolisacáridos más abundantes en la naturaleza son el almidón, glucogeno, celulosa y quitina.
El almidón se forma por la unión de glucosa, amilasa y amilopectina.
La amilasa llega a ser parte del 10 o 20% del almidón, y esta formada por cadenas largas D-glucosa unidas por enlaces glucosidicos a(1->4). Esta molécula puede presentar un peso molecular de 4000 hasta 400000 Daltons y puede estar conformada por 25 a 2500 moléculas.
La amilopectina es un polímero ramificado que presenta dos tipos de enlaces glucosidicos: a(1->4) y a(1->6); esta molécula puede presentar pesos que van de 50000 a 100000 Daltons.
El almidón presenta grandes cadenas energéticas de glucosa y las podemos encontrar en las plantas, tanto en tallos como en raíces, pero principalmente y de manera abundante en las semillas; los gránulos de almidón se depositan en el citosol de las células vegetales.
EL glucogeno se almacena en el hígado del hombre; presenta la estructura base de la amilopectina pero tiene más ramificaciones, por lo que su peso molecular va de 20000 a varios millones de Daltons.
La celulosa es el principal constituyente de la madera y la fibra de las plantas; esta formada por residuos de D-glucopiranosa unidos mediante enlaces B(1->4) glucosidicos. La formula empírica de esta molécula es (C6H10O5)n.
La quintina presenta una unidad monomerica de glucosa que están unidas por enlaces B(1->4). Es uno de los componentes principales en las paredes celulares de los hongos, algas y levaduras, y también se encuentra en el exoesqueleto de algunos insectos e invertebrados. La quintina presenta propieles, por lo que se utiliza como oposito; también se ha llegado a utilizar en el tratamiento de enfermedades y quemaduras periodontales.
Lípidos
Son moléculas que se encuentran presentes en la naturaleza, inmiscibles de agua, sin embargo, muy solubles en disolventes apolares como hexanos, éter de petróleo, ciclohexano, cloroformo, etcétera. Estas macromoléculas también las podemos encontrar en la yema del huevo y en el sistema nervioso humano, además como componentes en las membranas de las células vegetales, animales, bacterias, hormonas, algunas vitaminas, cerca de abeja, etc.
Los lípidos son compuestos naturales (aceites y ceras) que se encuentran en plantas y animales. Las grasas se obtienen principalmente de los animales.
Los ácidos grasos están constituidos por ácidos carboxílicos y pueden reaccionar con bases fuertes (NaOH y KOH), resultando sales inorgánicas (sodicas o potasitas) comúnmente llamadas jabones. Este tipo de reacción es conocida como saponificaciones. Los jabones actúan como limpiadores debido a que presentan una parte iónica (-COOK) que tiene la característica de ser hidrofilita, pero además presentan una parte apolar (-R) que repele el agua (hidrofobica); sin embargo, esta es soluble en aceite, grasa, mugre, etc.
Como todos los compuestos orgánicos, los ácidos grasos pueden ser saturados e insaturados.
Los saturados nos indican que sus cadenas alifáticas son uniones carbono-carbono con enlaces sencillos (enlaces sigma).
La insaturada presenta dobles enlaces (enlaces pi). Este tipo de enlace (sigma pi) en los ácidos grasos es de mucha importancia en la industria de los alimentos.
Los ácidos grasos saturados. Las estructuras de los enlaces sencillos sigma, carbono-carbono, son muy flexibles y adoptan diferentes conformaciones por que pueden realizar rotaciones debido a que no existe ningún impedimento.
Los ácidos grasos insaturados. Sabemos bien que todos aquellos compuestos que presentan en su estructura dobles enlaces muestran un reordenamiento espacial de los átomos, manifestando diferentes posiciones (isomería cris y trans).
Los ácidos grasos pueden tener una instauración (monoinsaturados) o varias (poliinsaturados). Un acido graso monoinsaturado es el acido oleico que se encuentra en el aguacate, aceite de oliva, etc., y es ampliamente utilizado en la elaboración de jabones de tocador, cosméticos y productos para limpieza. Este tipo de aceite realiza una acción beneficiosa en los vasos sanguíneos porque reduce el riesgo de sufrir enfermedades cardiovasculares y hepáticas.
Clasificación de los lípidos
Los lípidos se clasifican en simples y complejos. Los primeros comprenden todas aquellas moléculas que no pueden ser saponificables, mientras que los complejos son las moléculas que si lo son.
Lípidos simples
Los lípidos simples son aquellas sustancias que no pueden ser saponificables, es decir, que al calentarlas con una base no forman una sal de ester y pueden ser del grupo de las prostaglandinas, esteroides y terpenos.
Las prostaglandinas proceden del acido araquidonico (acido graso que presenta 20 átomos de carbono y cuatro dobles enlaces); Fueron llamados así por que la primera vez que se descubrieron fueron identificados del fluido seminal, sin embargo, se encuentra en varios tejidos. Las prostaglandinas controlan la presión arterial, estimulan la concentración de los músculos lisos e inducen la inflamación.
Los esteroides presentan en la estructura base la molécula ciclopentano perhidrofenantreno y forman un sistema de anillos fusionados.
Los terpenos son conformados por unidades de isopreno. Estos compuestos son ampliamente utilizados en la industria de la perfumería, principalmente en la elaboración de aceites esenciales para aromaterapias.
Lípidos complejos
Son todas aquellas sustancias que no son saponificables, es decir, que al calentarlas con una base fuerte rompen la parte acida del grupo carboxílico (H*); pueden ser fosfolipidos, esfingolipidos y ceras.
Los fosfolipidos (fosfogliceroles) son sustancias presentes en las membranas celulares.
Los esfingolipidos son sustancias en las que la estructura principal es la esfingosina y se encuentran presentes en las plantas y animales, además de ser comunes en el sistema nervioso.
Las ceras son cadenas largas de mezclas de esteres de ácidos carboxílicos y alcoholes, y funcionan como protectores de plantas y animales; en las plantas recubren las hojas, tallos y frutos, mientras que en los animales se encuentran presentes en el pelo, plumas y piel.
Proteínas
Son moléculas muy complejas que estarán constituidas por carbono, hidrogeno, oxigeno y nitrógeno; sin embargo, podemos encontrar en sus moléculas azufre, fósforo, hierro, zinc, molibdeno, etc. Estas macromoléculas pueden variar de tamaño debido a la complejidad que presentan. Las proteínas son agrupaciones o unidades de aminoácidos que forman estructuras de gran tamaño (polímeros). Las proteínas son estructuras compuestas por unidades de aminoácidos, que son considerados eslabones que conforman al polímero (proteína). Estos aminoácidos tienen como característica principal poseer un grupo carboxilo y un grupo amino. Los aminoácidos que forman las proteínas están: alanina, arginina, asparagina, acido aspartico, cisterna, acido glutámico, glutamina, glicina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, prolina, serina, treonina, triptofano, tirosina y valina.
Los aminoácidos libres pueden unirse con otros aminoácidos mediante enlaces covalentes; la reacción se realiza con el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo a-amino de otro, con liberación de una molécula de agua, formando un enlace peptídico. En una proteína pueden existir más de cien uniones peptidicas para formar una cadena polipeptídica.
Estructuras de las proteínas
La estructura de una proteína no solo depende de los aminoácidos que la integran, sino también del tipo de enlace en su distribución, del plegamiento que realizan ocasionando por las atracciones electrostáticas entre los grupos ácidos y aminos, así como de las interacciones de los puentes hidrógenos.
a) Estructura primaria. Este tipo de estructura esta relacionada con el número y secuencia de los aminoácidos en la cadena proteinita. Esta información es fundamental para estudiar las enfermedades genéticas.
b) Estructura secundaria. Es la disposición de secuencia de aminoácidos en el espacio. Esta relacionado con la conformación de las cadenas y se produce por las distintas interacciones que realizan los grupos en las distintas cadenas.
c) Estructura terciaria. Es el acomodo tridimensional de todos los átomos de la molécula. Estudia el plegamiento total de la cadena proteinita.
Los enlaces iónicos se llevan a cabo entre grupos que presentan cargas negativas y positivas en los aminoácidos ácidos.
El puente disulfuro entre los radicales de aminoácidos que tienen azufre se lleva a cabo con los aminoácidos de cisteina, ya que estos presentan una oxidación en los grupos sulfhidrilos. De esta forma, los átomos de azufre presentes en dos moléculas de cisterna diferentes interactúan entre si formando un enlace covalente.
Los puentes de hidrogeno se forman entre las cadenas laterales de los aminoácidos polares, es decir, el oxigeno del grupo carboxílico y el hidrogeno de otro grupo; pueden ser de amina o de hidroxilo.
d) Estructura cuaternaria. Se refiere a las interacciones, ordenamientos y plegamientos entre dos o más cadenas proteinitas. Esta estructura informa de la unión mediante enlaces débiles (no covalentes) de varias cadenas polipeptídica con estructura terciaria para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protomero. El numero de protomeros varia desde dos, como en la hexoquinasa; cuatro, como en la hemoglobina, o muchos, como la capside del virus de la poliomielitis, que consta de sesenta unidades proteicas.
Clasificación de las proteínas
Las proteínas se puede clasificar de acuerdo con su conformación, y puede ser proteínas fibrosas y proteínas globulares.
Las proteínas fibrosas se forman en tiras de cadena larga, continua y sin ramificaciones, que se enlazan unas con otras paralelamente, formando fibras. Se encuentran en las estructuras de los cabellos, pezuñas de los animales, uñas, piel, lana, plumas, cuernos, tendones y músculos. Dichas proteínas son insolubles en agua, pero solubles en soluciones acuosas de ácidos y bases fuertes.
Las proteínas globulares presentan estructuras más complejas, de modo que forman unidades de tipo esférico; se encuentran en la carne, leche y huevos. La función principal de estas proteínas es la regular el proceso de la vida formando enzimas, hormonas y anticuerpos.
Las proteínas se dividen en sencillas y conjugadas.
Las sencillas son aquellas que están compuestas solo de a-aminoácidos.
Las conjugadas están estructuradas por proteínas sencillas unidas a otros grupos no proteicos. A estos grupos que participan en las proteínas se les denomina grupo prostético. Cuando el grupo protetico es un carbohidratos, la proteína recibe el nombre de glicoproteina; cuando sustituimos al grupo prostético por el acido fosforito, la proteína es llamada fosfoproteina. Las nucleoproteínas tienen ácidos nucleicos, y las lipoproteínas, fosfolipidos.
Funciones de las proteínas
1. Función estructural:
*Algunas proteínas constituyen estructuras celulares.
*Ciertas glucoproteinas forman partes de las membranas celulares y actúan como receptores o facilitan el transporte de sustancias
*Las histonas son proteínas que forman parte de los cromosomas que regulan la expresión de los genes.
*Otras proteínas confieren elasticidad y resistencia a órganos y tejidos.
*La elastina del tejido conjuntivo elástico tiene la función de dar elasticidad a los tejidos.
*La queratina es la responsables de la dureza de las uñas.
*Las telas de arañas y los capullos de los gusanos de seda están formadas por fibroina.
2. Función enzimática
Las proteínas con función enzimática son las mas numerosas y especializadas, Estas actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas del metabolismo celular.
3. Función hormonal
Existen sustancias de naturaleza proteica, como la insulina y el glucagon (que regulan los niveles de glucosa en la sangre), las hormonas segregadas por la hipófisis, como la del crecimiento o la adrenocorticotropica (que regula la síntesis de corticosteroides), o la calcitonica (que regula el metabolismo del calcio).
4. Función reguladora
Algunas proteínas regulan la expresión de ciertos genes; otras, la división celular (como la cíclica).
5. Función homeostática
Estas proteínas mantienen el equilibrio osmótico y actúan junto con otros sistemas amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno de la célula.
6. Función defensiva
*Los anticuerpos actúan frente a posibles antigenos (sustancias que inducen su formación).
*La trombina y el fibrinogeno contribuye a la formación de coágulos sanguíneos para evitar hemorragias. Las musinas tienen efecto germicida y protegen a las mucosas.
*Algunas toxinas toxicas bacterianas, como la del botulismo o veneno de serpientes, son proteínas fabricadas con funciones defensivas.
7. Función de transporte
*El oxigeno que respiramos es transportado de la sangre al resto del organismo por la proteína llamada hemoglobina.
*Las lipoproteínas transportan lípidos por la espalda.
*Los citocromos transportan electrones.
*El hierro se almacena en el hígado formando un complejo con una proteína llamada ferritina.
8. Función contráctil
*La actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracción muscular.
*La dineina esta relacionada con el movimiento de cilios y flagelos.
9. Función de reserva
La ovoalbúmina de la clara de huevo, la gliadina del grano de trigo y la hordeina de la cebada constituyen las reservas de aminoácidos para el desarrollo del embrión.
Macromoléculas sintéticas
¿Como se inicio el ingenio del hombre para formar a las macromoléculas? Todo se inicio con base en los estudios del sueco Jons Jacob Berzelius, quien implemento el termino polímero para clasificar a todas aquellas sustancias que presentaran elevados pesos moleculares.
Los polímeros se obtienen por las reacciones de polimerización. La repetición de unidades de monómeros puede presentarse en forma lineal, ramificada o interconectada, para formar redes tridimensionales. Los diferentes procesos de polimerización pueden agruparse en dos categorías: polímeros de adición y polímeros de condensación.
Polímeros de adición
Son polímeros formados a partir de la unión de moléculas monomericas insaturadas. Entre los polímeros de adición se encuentran el polietileno, polipropileno, cloruro de polivinilo, poliestireno, etanoato de polivinilo y politetrafluoroetileno.
El polipropileno es el polímero mas común en nuestros días. Esta formado por unidades de metiletilenos y se produce mediante la reacción de polimerización de Ziegler-Natta. Puede encontrarse como plásticos y como fibras.
El poliestireno es una larga cadena hidrocarbonada con grupo fenilo unido cada dos átomos de carbono. Es producido por una polimerización vinílica por radicales libres a partir de monómero estireno.
El politetrafluoroetileno se utiliza para fabricar recubrimiento plástico en sartenes y utensilios de cocina; también para tratar alfombras y para hacer telas resistentes a las manchas.
Polímeros de condensación
En la polimerización por condensación los monómeros se unen con la eliminación simultanea de átomos o grupos de átomos mas pequeños. Se obtienen a partir del enlace entre monómeros que poseen al menos dos grupos reaccionantes (monómeros bi, tri, etc.) y que reaccionan con separación de algún producto de bajo peso molecular como agua y acido clorhídrico. Los polímeros que se forman a parte de dos monómeros distintos se llaman copolimeros.
Algunos polímeros típicos de condensación son nailon, los poliuretanos y los poliesteres
El nailon es uno de los polímeros mas comúnmente usados. Lo encuentras en artículos de uso diario, pero también en otros lugares en forma de termoplásticos.
El nailon 6.6 es llamado así por que cada unidad repetitiva de la cadena polimérica tiene dos extensiones de seis átomos de carbono cada una. Existen otros tipos que pueden tener diversos números de átomos de carbono en sus extensiones. Sintetizados a partir de las diaminas y cloruros de diácidos, el nailon 6.6 se hace con los monómeros de cloruro de adipoilo y hexametilen diamina.
El nailon es utilizado en la fabricación de ropa interior, ropa deportiva, medias, mochilas, etcétera.
Los poliuretanos son los polímeros de mayor utilidad para hacer espuma, tapiz de sillas y almohadas; pueden ser elastómeros, pinturas, fibras y adhesivos. Los poliuretanos se conocen así porque en su cadena principal contienen enlaces uretano.
Los poliesteres son los polímeros en forma de fibras y plásticos que fueron utilizados en los años 70 para confeccionar toda la ropa de bailable. Los poliesteres tienen cadenas hidrocarbonadas que contienen uniones esteres; de ahí su nombre etlentereftalato.
El dacron es un poliéster que se obtiene a partir del acido tereftalico y etilenglicol. Es la fibra sintética de mayor uso para la fabricación de telas.
Glosario
Glosario
Polímero: Del griego polys que significa muchos, y meros partes. Del griego poly y mero que significa muchas partes.
Estereoquímicas: Rama de la química orgánica que estudia a los compuestos de manera tridimensional.
Glucosa: Derivado de la palabra glúcidos, que proviene del vocablo griego glykys, que significa dulce.
Dalton: Unidad de masa atómica que equivale a 1 uma.
Aposito: Producto sanitario empleado para cubrir y proteger una herida.
Periodontal: Región formada por encías y estructuras que mantienen fijos a los dientes, incluyendo el hueso.
Lípidos: Proviene de la palabra griega lipos, que significa grasa.
Proteínas: Se deriva del griego proteios, que significa primero.
Capside o capsida: Estructura proteica que cubre a los virus.
Grupo prostético: Del griego prosthetos: arrimado.
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