Las biomoléculas son aquellas macromoléculas que constituyen a los seres vivos. En estas moléculas encontramos diversos grupos funcionales, muchos de ellos previamente estudiados.  Se denominan macromoléculas porque tienen un peso molecular muy elevado. Asimismo, forman parte de la alta organización del ser vivo, por tanto, cumplen funciones específicas e importantes para la vida.

Las biomoléculas pueden ser consideradas como la unión de muchas moléculas más pequeñas y simples. La unión de estas moléculas se realiza a través de los grupos funcionales que poseen.

En este capítulo estudiaremos dos de las biomoléculas más importantes: las proteínas y los carbohidratos. Otras biomoléculas (que no estudiaremos) son los ácidos nucléicos y lípidos.

Proteínas

Son macromoléculas que se encuentran presentes en todas las células. Son los componentes principales de los tejidos animales: son parte fundamental de la piel, uñas, cartílagos y músculos.

Están formadas por la repetición de alfa aminoácidos (?-aminoácidos). Un aminoácido es una molécula que posee, en la misma estructura, un grupo amina y un ácido carboxílico. El prefijo “alfa” indica que el grupo amina se encuentra en el carbono adyacente al grupo carbonilo del ácido:

Las proteínas están formadas por la combinación de 20 tipos diferentes de aminoácidos. El número de aminoácidos en una proteína es muy grande, y por ello tienen peso molecular elevado, el cual puede alcanzar los millones de uma.

La unión entre los aminoácidos se da entre el grupo ácido de uno de ellos con el grupo amina de otro. La unión de ácido carboxílico con amina da lugar a una AMIDA. Por tanto, en una proteína veremos muchos grupos amida. La unión de dos aminoácidos por medio de una amida se denomina ENLACE PEPTÍDICO.

Supongamos dos aminoácidos: glicina y alanina. En la siguiente imagen podremos observar la formación del enlace peptídico entre ellos, cuando se une el grupo ácido de la glicina con el grupo amina de la alanina:

Dado que se han unido dos aminoácidos, el producto se denomina un DIPÉPTIDO.

Observaciones La unión de tres aminoácidos da lugar a un tripéptido. Cuando tenemos varios aminoácidos, decimos que tenemos un POLIPÉPTIDO. La estructura formada en la figura corresponde al dipéptido glicina-alanina. Esto quiere decir que se han unido por el grupo ácido de la glicina y por el grupo amina de la alanina. El dipéptido alanina-glicina no tiene la misma estructura, ya que cambia el grupo funcional por el que se unen. Compara ambas estructuras.

En una proteína tenemos muchísimos enlaces peptídicos, ya que está formada por la unión de cientos de aminoácidos. La estructura primaria de una proteína es el orden o secuencia de aminoácidos a lo largo de la proteína.

Figura 7.1. La estructura primaria de una proteína es la secuencia de aminoácidos que la conforma.

Tomado de: “Home economics” (http://www.homeeconomics.ie/homeeconomics/main/curricularsupport-protein.htm)

La estructura secundaria de una proteína es el modo en que se orienta en el espacio. Normalmente tiende a formar una hélice, debido a las fuerzas de atracción entre aminoácidos de distintas partes de la proteína: los enlaces de hidrógeno. El aspecto de una proteína suele ser como el de una escalera de caracol.

Figura 7.2. La estructura secundaria de una proteína es la orientación de su cadena.

Tomado de: “Home economics” (http://www.homeeconomics.ie/homeeconomics/main/curricularsupport-protein.htm)

La estructura terciaria es la forma que posee normalmente toda la proteína en el espacio. Podemos imaginarlo como si tuviésemos un fideo y lo soltamos sobre un plato: el fideo adopta una forma especial, acomodándose sobre sí.

Figura 7.3. La estructura terciaria de una proteína es la forma tridimensional de ésta.

Tomado de: “Home economics” (http://www.homeeconomics.ie/homeeconomics/main/curricularsupport-protein.htm)

Las proteínas son importantes en el desarrollo de toda persona. La organización mundial de la salud recomienda consumir diariamente 800 mg de proteínas por cada kilogramo de peso (en el caso de una persona de 60 kg, debe consumir 48 gramos). El huevo y las carnes son fuentes importantes de proteínas.

Más sobre proteínas y sobre la estructura de las proteínas: http://www.aula21.net/Nutriweb/proteinas.htm

Carbohidratos

Los carbohidratos, también llamados hidratos de carbono, glúcidos o simplemente, azúcares, son compuestos naturales formados por carbono, hidrógeno y oxígeno. En sus estructuras encontramos, de manera imprescindible, el grupo funcional alcohol.

Se pueden clasificar según el número de unidades que se repiten en su estructura en monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.

La glucosa es el monosacárido más común y abundante. Es el principal nutriente del cuerpo humano. Existen dos estructuras posibles para representar a los monosacáridos: la estructura abierta y la estructura cíclica. Ambas representan al mismo monosacárido, y cuando éstos se encuentran disueltos en agua, ambas formas suelen encontrarse en equilibrio.

En el caso de la glucosa (C₆H₁₂O₆) veamos ambas estructuras:

Observa que en ambas estructuras la fórmula de la glucosa se mantiene: C₆H₁₂O₆. Asimismo, analiza el alto número de grupos alcohol que posee la estructura: por eso son muy solubles en agua.

Los disacáridos están formados por dos azúcares, es decir, por la unión de dos monosacáridos. El azúcar de casa (sacarosa) es el principal ejemplo: está formada por la unión de glucosa y fructosa, a través de un enlace covalente.

Figura 7.4. Estructura de la sacarosa (un disacárido).

Los polisacáridos se forman por la unión de varias unidades de monosacáridos. Un ejemplo es la celulosa, el principal componente de las plantas. En ella, se repiten muchas unidades de glucosa, formándose una estructura con un peso molecular de más de 500000 uma.

Figura 7.5. Estructura de la celulosa (un polisacárido).

Tomado de: “Christian Mac Kay – Ingeniero Agrónomo” (http://cmackay.wordpress.com/2009/07/22/composicion-y-propiedades-del-roble/)

Más sobre carbohidratos: http://aula21.net/Nutriweb/pagmarco.htm