Biomoléculas Teoria

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BIOMOLÉCULAS 
 
HIDRATOS DE CARBONO 
 Los hidratos de carbono, carbohidratos o glúcidos son los 
compuestos orgánicos más abundantes en la biósfera. En la actualidad no tienen 
“buena prensa”, ya que se los asocia con los azúcares y con alimentos que engordan 
o cuyo nivel en sangre se debe controlar. 
 Entre ellos se incluyen el almidón, que se encuentra en granos y 
tubérculos, la sacarosa del azúcar de mesa, la fructosa (azúcar de fruta); también la 
lactosa presente en la leche de mamíferos, la celulosa constituyente de células y 
tejidos vegetales, etc. 
 Químicamente, la moléculas de los hidratos de carbono contienen en 
su estructura, átomos de carbono unidos a varios grupos hidroxilos, -OH, como 
alcoholes, y un grupo carbonilo, C=O, como cetona o aldehído, además de átomos de 
hidrógeno H. También pueden poseer en menor proporción, nitrógeno (N), azufre (S) 
y fósforo (P). 
 En los organismos vivos sus funciones son diversas. Algunos son 
fundamentales en la dieta humana y para el buen funcionamiento del sistema 
nervioso, por ejemplo la glucosa. Otros forman parte de materiales estructurales de 
sostén y de protección en las paredes celulares, por ejemplo, la celulosa en las plantas 
o la quitina en el oxoesqueleto de los insectos. 
 
Clasificación: 
 Se pueden clasificar de acuerdo a su complejidad en monosacáridos, 
oligosacáridos y polisacáridos. El término sacárido, provienen del latín y significa 
azúcar. Los monosacáridos pueden unirse entres sí a través de las llamadas uniones 
glicosídicas , que involucran la pérdida de una molécula de agua, dando lugar a la 
formación de los siguientes sacáridos. 
 Comúnmente, utilizamos el término azúcar, para referirnos a la 
sacarosa o azúcar de mesa, que es un disacárido. Los azúcares agregan mucho más 
que dulzura a los alimentos, proporcionan características como coloración y textura. 
Por ej. La fructuosa es mucho más higroscópica (que absorbe agua) que la glucosa y 
este tipo de propiedad es muy importante en la industria alimentaria para variar 
consistencia o textura en productos de panadería y confitería. 
 Las cuatro clases de sacáridos mencionados tienen relación con el 
número de unidades en que pueden hidrolizarse sus moléculas. Al respecto, los 
monosacáridos no se hidrolizan. Los disacáridos se pueden hidrolizar dando dos 
moléculas de monosacáridos. 
 
 
Los monosacáridos: 
Son los hidratos de carbono más sencillos. A temperatura ambiente son sólidos 
cristalinos, incoloros, solubles en agua. Tienen una cadena carbonada entre 3 y 8 
átomos de carbono. Así tenemos triosas (3 C), terrosas (4 C), pentosas (5 C), hexosas 
(6C), etc. La glucosa o dextrosa es la hexosa más conocida. La fructuosa, también 
hexosa, es la más dulce por eso es muy utilizada en la industria de alimentos. 
 
 
 
 
 
Los oligosacáridos: 
Están constituidos por 2 a 10 monosacáridos. Los más conocidos están formados por 
2 unidades, son los disacáridos. Y dentro de los disacáridos los más importantes son 
la sacarosa o azúcar de mesa, la lactosa que es el azúcar de la leche, y la maltosa o 
azúcar de malta. 
 
 Sacarosa 
 
 
 
 
Los polisacáridos: 
Son los carbohidratos más abundantes. Los principales son la celulosa y el almidón, 
ambos producidos por las plantas a partir de la glucosa. Cuando varias moléculas de 
azúcares como la glucosa se condensan, es decir que reaccionan entre sí con 
eliminación de moléculas de agua, forman polisacáridos cuyas moléculas tienen largas 
cadenas lineales o ramificadas que pueden alcanzar a cientos o miles de unidades. 
Otro polisacárido importante es el glucógeno, que es la principal reserva de glucosa en 
los animales y por hidrólisis, produce también unidades de glucosa. Se almacena en el 
hígado y en el tejido muscular. 
 
 
Almidón 
 
 
 
 
 
 
LÍPIDOS: 
 Bajo este nombre se agrupa un amplio conjunto de sustancias 
orgánicas cuya característica principal es la insolubilidad en agua, como las grasas, 
aceites, ceras y colesterol. Sin embargo, son solubles en solventes orgánicos como el 
benceno, el éter y el tetracloruro de carbono. 
 Aunque las grasas son sólidas y los aceites son líquidos a 
temperatura ambiente (20 ºC), su estructura química básica es la misma: son 
triglicéridos. Una molécula de una grasa o un aceite se puede formar a partir de una 
molécula de glicerina (o glicerol) y tres moléculas de ácidos grasos (iguales o 
diferentes), por condensación, obteniéndose también tres moléculas de agua. 
 
Lípidos simples 
 
 ¿Qué son los ácidos grasos? 
 Son ácidos monocarboxílicos cuya molécula presentan una 
cadena hidrocarbonada lineal, con un número par de átomos de carbono. 
Generalmente los ácidos grasos naturales poseen una longitud de cadena que oscila 
entre 8 y 24 átomos de carbono. Al reaccionar con el glicerol pueden dar origen a 
grasas y aceites. Y a partir de ellos se pueden obtener por hidrólisis. 
 Como hay una gran variedad de ácidos grasos en la naturaleza, 
es necesario clasificarlos: 
- Ácidos grasos saturados: son aquellos en los que todos los átomos de carbono 
se unen entre sí por enlaces covalentes simples. Cada átomo de C con una 
valencia 4 está unido a otros dos átomos de carbono y dos átomos de hidrógeno. 
 
 enlace saturado 
 
 
 
 
 Éstos se hallan en 
alimentos de origen 
animal porque provienen 
de este tipo de grasas. El 
palmítico (16 C) y el 
esteárico (18 C) son los 
más abundantes. Los 
ácidos grasos saturados 
a partir de 12 átomos de 
carbono por molécula, son sólidos a temperatura ambiente 
 
- Ácidos grasos insaturados: son aquellos en los cuales existen en sus cadenas 
carbonadas enlaces covalentes dobles. Son ácidos grasos de cadena lineal con un 
número par de átomos de carbono de C10 a C24, con la característica que, uno o 
más de ellos están enlazados a un segundo carbono mediante un doble enlace que 
hace romper la linealidad de la molécula; estos ácidos grasos insaturados difieren 
en la cantidad y posición de los dobles enlaces. 
 
 
 
 enlace insaturado 
 
 
 
 
 
 Por ejemplo el ácido oleico (posee 18 átomos de C y un doble enlace) , o el 
linoleico (18 átomos de C y dos dobles enlaces).Se clasifican a su vez en 
monoinsaturados y poliinsaturados según el número de dobles enlaces en su cadena. 
 Los dobles enlaces determinan en sus moléculas, formas o geometrías espaciales 
diferentes de los saturados, dando lugar a la aparición de de grasas “cis” y grasas 
“trans” . 
 
Isomería CIS Y TRANS 
 
 Se define como isómero cis cuando los dos átomos de hidrógeno de los 
átomos de carbono que forman el doble enlace están en el mismo semiespacio del plano 
determinado por el doble enlace. 
El isómero trans, en cambio se da, cuando se presenta un átomo de hidrógeno de 
cada lado del doble enlace. 
 
 
 
 
En la naturaleza la mayor parte de los ácidos grasos insaturados se presentan en 
forma cis, mientras que sólo se han detectado trazas de las formas trans. Sin 
embargo, estas formas se han encontrado en los lípidos que han experimentado 
hidrogenación. 
 
Ácidos grasos esenciales 
 Hay ciertos ácidos grasos poliinsaturados que nuestro 
organismono puede producir, sino que deben obtenerse de la dieta y se conocen 
como ácidos grasos esenciales. Son necesarios para desarrollar ciertas funciones 
fisiológicas como el equilibrio del sistema nervioso, en el sistema inmunitario, influyen 
en la salud cardiovascular y en la producción de hormonas. 
 Los aceites esenciales se obtienen principalmente de aceites 
vegetales. Una virtud de estas grasas, es que una vez metabolizadas, se pueden 
convertir en prostaglandinas (sustancias que actúan como hormonas). 
 Sin embargo, las grasas no actúan todas de la misma manera y 
debe haber una relación adecuada de sus cantidades en la alimentación. 
 
Aceites hidrogenados, grasas trans y margarinas: 
 Además de utilizar grasas animales y aceites vegetales, la industria 
alimentaria produce y utiliza un tercer tipo de grasa: los aceites vegetales 
hidrogenados, mediante un proceso que consiste en la hidrogenación de los dobles 
enlaces de los triglicéridos, saturándolos parcialmente. 
 En sus comienzos, estos aceites fueron considerados una opción 
saludable para reemplazar las poco recomendadas grasas saturadas. Hoy se ha 
demostrado, que en este proceso, algunos dobles enlaces de las grasas no llegan a 
saturarse, pero sí cambian su posición en la cadena. Así, las moléculas insaturadas 
del tipo “cis” se transforman en sus isómeros tipo “trans” que son mucho más 
riesgosos desde el punto de vista de las cardiopatías. 
 Es necesario diferenciar estas “grasas trans” del colesterol 
propiamente dicho, presente en alimentos de origen animal. Los alimentos envasados, 
como masas para tartas, tapas de empanadas, panes, galletitas dulces y saladas 
contienen aceite vegetal hidrogenado. 
 
 
 
 
 Lípidos complejos 
- Colesterol 
 El colesterol no es bueno ni malo, es un lípido imprescindible para el 
buen funcionamiento de nuestro organismo, cuya estructura química no se 
corresponde con la de un triglicérido. 
En el sistema nervioso hay gran cantidad de colesterol. Esta sustancia es utilizada 
para la producción de hormonas esteroides, vitamina D y ácidos biliares. Por ser un 
lípido es insoluble en agua. Es transportado a través de la sangre por proteínas 
formando lipoproteínas de baja densidad (LDL) y de alta dens idad (HDL) . Las 
lipoproteínas de mayor contenido de colesterol son las LDL, una cantidad elevada en 
la ingesta de colesterol, puede ocasionar un aumento de LDL en la sangre y este 
exceso de colesterol se deposita en las arterias formando ateromas. Por esto el LDL, 
es conocido como “colesterol malo”. La HDL es la fracción del colesterol total que será 
eliminada por el hígado, y por eso se lo conoce como “colesterol bueno”. 
 
- Fosfolípidos: 
 Su molécula además de glicéridos contiene ácido fosfórico. Son 
muy importantes ya que son componentes de las membranas celulares y de la vaina 
de mielina que recubre los axones nerviosos. 
 
 
 
PROTEÍNAS 
 Las proteínas son moléculas grandes (macromoléculas) formadas 
por pequeñas subunidades de compuestos más simples, los aminoácidos. Utilizando 
sólo 20 aminoácidos distintos, las células elaboran polipéptidos y miles de proteínas 
diferentes, que desempeñan funciones altamente especializadas y de soporte para la 
vida. 
 Existen proteínas simples , formadas sólo por aminoácidos, y 
proteínas conjugadas , que tienen además de los aminoácidos, un grupo de 
naturaleza no aminocídica llamado grupo prostético. 
 
 
 
 ¿Qué son los aminoácidos? 
 Los aminoácidos se caracterizan por poseer en su molécula un 
grupo amino (de naturaleza básica), -NH2, y un grupo carboxilo (de naturaleza ácida) –
COOH, ambos unidos al mismo carbono por lo que los aminoácidos son considerados 
compuestos anfóteros. 
 
 
 
 Los aminoácidos se unen entre sí mediante uniones peptídicas. 
En esta unión, el grupo amino de un aminoácido reacciona con el grupo ácido del otro 
y se pierde una molécula de agua. A esta reacción se la llama de condensación . La 
reacción inversa, o sea, la obtención de aminoácidos a partir de una proteína, se llama 
hidrólisis. Ambas reacciones son frecuentes en la célula. 
 La unión de dos aminoácidos da origen a un dipéptido; la unión de 
tres, a un tripéptido; y así sucesivamente. Cuando se unen más de diez aminoácidos 
el compuesto se llama polipétido. Un polipétido se diferencia de una proteína por el 
peso molecular. Cuando el peso molecular es superior a 10.000 estamos frente a una 
proteína . 
 Los aminoácidos son sustancias cristalinas, solubles en agua y casi 
todos de sabor dulce. 
 Las proteínas de todas las especies se construyen a partir de la 
misma colección de 20 aminoácidos. Éstos son llamados aminoácidos estándar y de 
ellos, sólo 10 son considerados aminoácidos esenciales para el ser humano, es decir 
que el hombre debe incorporarlos a su dieta con los alimentos, ya que no pueden ser 
sintetizados por el organismo. Estos aminoácidos son: 
Alanina, arginina , asparagina, ácido aspártico, cisteína, ácido glutámico, glutamina, 
glicina, histidina , isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanin a, prolina, serina, 
treonina, tirosina, triptófano y valina . 
Siendo los resaltados, los aminoácidos esenciales. 
 La cadena polipeptídica no está estirada como una varilla sino que 
adquiere una forma tridimensional característica, que se denomina conformación. 
Esto da lugar a la clasificación de la estructura de las proteínas en cuatro niveles de 
organización. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Clasificación de las proteínas 
Se clasifican según diversos criterios: 
 
a- Según su estructura: 
- Fibrosas: son cadenas polipeptídicas enlazadas a lo largo de un eje común, que 
conduce a la formación de fibras. Son insolubles en agua. Presentan gran 
resistencia física por lo que están vinculadas en funciones de protección. Por ej: 
elastina, colágeno, queratina. 
- Globulares: Consisten en cadenas enrolladas en forma esférica y compactas. Son 
solubles en agua. Cumplen funciones biológicas, por ej: enzimas, anticuerpos, 
algunas hormonas. 
- 
b- Según su composición química: 
- Simples: producen por hidrólisis exclusivamente aminoácidos. Están: 
• Albúminas: Predominan en los animales, son solubles en agua, son de 
tipo globular y de bajo peso molecular, coagulan fácilmente por calor. Por 
ej: seroalbúmina, ovoalbúmina, lactoalbúmina. 
• Globulinas: Presentes en animales y vegetales, son insolubles en agua, 
son proteínas globulares y coagulan con más facilidad por el calor. 
Ejemplos de globulinas animales son la seroglobulina y el fibrinógeno. 
Las globulinas vegetales no coagulan con facilidad y se menciona la 
araquina de la semilla de maní, la edestina de la semilla de cáñamo y la 
legumina de otras especies de legumbres. 
• Prolaminas: Son exclusivas de los vegetales, encontrándose 
abundantemente en los cereales. Son insolubles en agua, soluciones en 
soluciones ácidas o básicas, coagulan con dificultad por el calor. 
Ejemplos: gliadina del trigo, hordeína de la cebada, zeína del maíz. 
• Glutelinas: son solubles en soluciones acuosas diluidas ácidas o 
alcalinas, coagulan difícilmente por el calor, son ricas en ácido glutámico. 
Ejemplo: la glutenina del trigo y la orizanina del arroz. 
 
- Conjugadas: en su composición además de los aminoácidos intervienen otros 
compuestos no proteicos, llamado grupo prostético, es decir que la proteína 
conjugada resulta de la unión del grupo proteico con el prostético.Este último se 
toma como base para su clasificación: 
• Nucleoproteínas: el grupo prostético es un ácido nucleico, se encuentran 
distribuidas en células vegetales y animales. 
• Lipoproteínas: están formadas por ésteres del colesterol y fosfolípidos 
unidos a la proteína. Se encuentran en los núcleos celulares, en la 
envoltura mielínica de los nervios y en la yema del huevo. 
• Glicoproteínas: contiene como grupo prostético hidratos de carbono. 
Ejemplo: mucina de la saliva y gamma globulina. 
• Fosfoproteínas: conjugada con ácido fosfórico, se desnaturalizan con 
dificultad. Ejemplo: caseína de la leche y vitelina de la yema del huevo. 
• Cromoproteínas: el grupo prostético es un pigmento como las 
hemoproteínas con un grupo de miocromo para la hemoblogina. A este 
grupo pertenecen proteínas con actividad enzimática. 
• Metaloproteínas: poseen metales como grupo prostético. La mayoría 
poseen actividad enzimática y otras, función de transporte o 
almacenamiento como la ferritina. 
 
Desnaturalización proteica: 
 Es un fenómeno complejo y no perfectamente conocido. Se caracteriza 
por la modificación de la estructura espacial sin ruptura de ningún enlace peptídico. El 
estadío final es la cadena polipeptídica desplegada o desenrrollada, en cuyo caso la 
desnaturalización es irreversible como la clara de huevo cocida. Entre los efectos más 
destacados de la desnaturalización se pueden observar: 
- Descenso de la solubilidad 
- Alteración de la capacidad de fijación de agua 
- Pérdida de actividad biológica ( por ejemplo enzimática y/o inmunológica) 
- Aumento de la sensibilidad al ataque de las proteasas 
- Aumento de viscosidad intrínseca 
- Incapacidad a la cristalización 
 La sensibilidad de una proteína a la desnaturalización está en función de la 
velocidad con la cual el agente desnaturalizante rompe los enlaces que establecen las 
estructuras secundarias, terciarias o cuaternarias, por lo tanto los efectos de los 
agentes desnaturalizantes van a depender de la proteína. 
Entre los principales agentes se conocen: 
• Físicos: temperatura, calor y/o frío; tratamientos mecánicos como 
amasado o agitación; radiaciones ionizantes o ultravioleta. 
• Químicos: ácidos y bases producen desnaturalización a pH muy 
extremos; metales siendo los más reactivos calcio, magnesio, hierro; 
disolventes orgánicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Propiedades funcionales de las proteínas 
 Son propiedades físico-químicas que influyen en la utilidad de los 
componentes de un alimento, pero no desde el punto de vista nutricional, sino sobre las 
características sensoriales y el comportamiento que pueden sufrir durante su preparación 
o transformación. Las propiedades funcionales de las proteínas alimenticias, pueden 
clasificarse en 3 grupos: 
1- Propiedades de hidratación: dependen de la interacción proteína-agua, como 
absorción y retención de agua, hinchado, adhesión, dispersibilidad, solubilidad, 
viscosidad. 
2- Propiedades dependientes de la interacción proteína-proteína que ocurre en 
fenómenos como precipitación, gelificación y formación de fibras y pastas 
proteicas. 
3- Propiedades superficiales: se refiere a la tensión superficial de emulsificación y 
características espumantes de las proteínas. 
 
 
 
TRABAJO PRÁCTICO Nº 2 
 
1) Explorar y definir los siguientes conceptos: 
• biomoléculas 
• hidratos de carbono 
• polisacáridos 
• proteínas 
• aminoácidos 
• desnaturalización proteica 
• ácidos grasos 
• grasas y aceites 
• grasas trans 
 
2) Indicar si las siguientes afirmaciones son corre ctas o 
incorrectas. Justificar la respuesta. 
a- Todos los polisacáridos cumplen funciones de reserva energética. 
b- La sacarosa es un azúcar simple. 
c- Los polisacáridos se forman por condensación de monosacáridos. 
d- Los hidratos de carbono en su molécula contienen grupos carboxilo 
(característica ácida). 
e- Los aceites y las grasas químicamente tienen la misma estructura. 
f- Los ácidos grasos insaturados son aquellos con doble o triples enlaces 
en su cadena carbonada. 
g- El colesterol es considerado un lípido complejo. 
h- Se necesitan cientos de aminoácidos para formar una proteína. 
i- La unión peptídica se forman por condensación de del grupo amino y el 
grupo carboxilo. 
j- Todos los aminoácidos son estándares. 
k- Todas las proteínas tienen la misma estructura química