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La química de la vida: compuestos orgánicos 47 enlaces con un número mayor de elementos diferentes que cualquier otro tipo de átomo. La adición de grupos químicos que contienen átomos de otros elementos, especialmente oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre, pueden cambiar considerablemente las propiedades de una molécula orgánica. La diversidad también se origina por el hecho de que muchos compuestos orgánicos que se encuentran en los organis- mos son macromoléculas muy grandes, cuyas células se construyen a partir de subunidades modulares más simples. Por ejemplo, las molécu- las proteínicas se construyen a partir de compuestos más pequeños llamados aminoácidos. Conforme estudie este capítulo, adquirirá conocimiento acerca de los principales grupos de compuestos orgánicos que se encuentran en los organismos, que son carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos (ADN y ARN). ¿Por qué son tan importantes estos compues- tos para todos los seres vivos? La respuesta a esta pregunta será más obvia conforme estudie los capítulos subsecuentes, en los que se ana- lizará la evidencia de que todos los seres vivos han evolucionado de un ancestro común. La evolución proporciona una poderosa explicación de las similitudes de las moléculas que constituyen las estructuras de las células y tejidos, donde participan y regulan las reacciones meta- bólicas, que transmiten información y aportan energía a los procesos de la vida. 3.1 ÁTOMOS DE CARBONO Y MOLÉCULAS ORGÁNICAS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE 1 Describir las propiedades del carbono que lo convierten en el compo- nente principal de los compuestos orgánicos. 2 Defi nir el término isómero y distinguir entre los tres tipos principales de isómeros. 3 Identifi car los principales grupos funcionales presentes en los compues- tos orgánicos y describir sus propiedades. 4 Explicar la relación entre polímeros y macromoléculas. El carbono tiene propiedades exclusivas que permiten la formación de las cadenas carbonadas de las grandes y complejas moléculas esenciales para la vida (FIGURA 3-1). Dado que un átomo de carbono tiene 4 electrones de valencia, puede completar su capa de valencia formando un total de cuatro enlaces covalentes (vea la fi gura 2-2). Cada enlace puede unirse a otro átomo de carbono o a un átomo distinto. El átomo de carbono es el más apropiado para conformar las cadenas carbonadas de las grandes moléculas debido a que los enlaces de carbono-carbono son fuertes y no se rompen fácilmente. Sin embargo, estos enlaces no son tan fuertes como para que su rompimiento sea imposible en las células. Los enlaces N C N C C H H C C C N C C CC C C H HH HH H H C C HH H C H HH C HH H H C C HH H C H HH C HH H C H H H C C HH H C H H C H H H C C HH H C H H C H H H C C HH H H H H C C HH H H H C H H C C CC C H H H H H H H H H H H H H H HH O H O Histidina (un aminoácido) BencenoCiclopentano Isobutano Isopentano (c) Cadenas ramificadas (b) Enlaces dobles (d) Anillos de carbono (e) Anillos de carbono y cadenas carbonadas unidos 2-Buteno Etano (a) Cadenas carbonadas (esqueleto o armazón) Propano 1-Buteno FIGURA 3-1 Moléculas orgánicas Observe que cada átomo de carbono forma cuatro enlaces covalentes, originando una amplia variedad de formas. 03_Cap_03_SOLOMON.indd 4703_Cap_03_SOLOMON.indd 47 10/12/12 18:1710/12/12 18:17 Parte 1 La organización de la vida 3 La química de la vida: compuestos orgánicos 3.1 Átomos de carbono y moléculas orgánicas
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