Las Macromoléculas
Se denominan Macromoléculas biológicas a aquellas moléculas que se encuentran en los seres vivos y que además son muy grandes en comparación, por ejemplo, con una molécula de agua o una de glucosa. Son muy grandes porque están constituidas por varios cientos o miles de átomos, y la razón de este tamaño es porque participan en mecanismos muy complejos dentro de la célula como son generar un soporte estructural en la membrana plasmática, el transporte de moléculas a través de dicha membrana, reacciones enzimáticas, almacenamiento de energía y, quizá el más importante, el de codificar la información genética. Las macromoléculas que componen a la célula, y por consiguiente a los seres vivos, son los carbohidratos, los lípidos, los ácidos nucleicos y las proteínas.
También forman componentes estructurales de los seres vivos, por ejemplo la celulosa que forma parte de las paredes celulares de vegetales y es un componente importante de la madera. En los insectos y crustáceos, la quitina es el componente que forma el exoesqueleto que les brinda soporte y protección. la quitina también es componente de las paredes celulares de los hongos.
Los carbohidratos están compuestos de moléculas pequeñas llamadas monosacáridos. Los azúcares simples como la glucosa y la fructosa están constituidos por una sóla unidad de monosacárido. Los disacáridos como la sacarosa (azúcar de caña), lactosa (azúcar de leche) y maltosa (azúcar de malta) están formados por dos unidades de monosacáridos.
Los carbohidratos más complejos como el almidon, el glucógeno, la celulosa y la quitina están compuestos por miles de monómeros unidos por enlaces covalentes.
Los lípidos están compuestos por cadenas de ácidos grasos unidas a moléculas de glicerol y pueden estar acompañadas de otros compuestos químicos como azúcares o proteínas. Los lípidos más simples son los ácidos grasos como el ácido palmítico y están compuestos por una cadena larga hidrocarbonada que termina en un grupo funcional carboxilo (-COOH). Los ácidos grasos se pueden unir a una molécula de glicerol y formar un tri- o di- glicerido, también llamado grasas neutras. Algunos diglicéridos pueden contener grupos polares como la fosfatidil-colina y en este caso se llaman fosfolípidos, si el grupo unido es una azúcar serán glucolípidos.
Otro grupo de lípidos lo componen los esteroides, terpenos y prostaglandinas, que si bien no tienen relación estructural con los otros lípidos se los agrupa con ellos porque son insolubles en agua. Los esteroides están formados por cuatro anillos de carbono unidos y algunos de ellos presentan una "cola" hidrofóbica hidrocarbonada. Entre los esteroides podemos contar a el colesterol y a las hormonas sexuales. Los terpenos son moléculas insolubles que se encuentran principalmente en plantas, son una amplia variedad de moléculas que comprenden algunas vitaminas, aceites esenciales, pigmentos vegetales y productos complejos como el caucho. Finalmente, las prostaglandinas son lípidos cuyo origen químico se halla en fosfolípidos de la membrana celular de casi todas las células del cuerpo, tienen acciones muy variadas y a muy bajas concentraciones como contractores de músculo liso, activadores de dolor y participación en procesos inflamatorios.
Las moléculas de ARN son las encargadas de convertir la información genética en información biológica. Esta función la llevan a cabo en dos etapas: transcripción y traducción. La transcripción consiste en generar una copia de la información que se encuentra en el ADN sintetizando una molécula de ARN mensajero (mRNA) que sale del núcleo de la célula eucariota y llega hasta el citoplasma donde se une a los ribosomas para llevar a cabo la segunda etapa. La traducción consiste en convertir la información genética en información proteica, en otras palabras, es la síntesis de proteínas. Los ribosomas son estructuras celulares compuestas por RNA llamado ribosomal (rRNA) y por proteínas. Para que se lleve a cabo la traducción se necesita de otra molécula de ARN que se llama RNA de transferencia (tRNA).
Se pueden agrupar en tres grandes categorías que son las proteínas globulares (de forma globular o esférica) que son solubles en agua y representan a la mayoría de las proteínas que podemos encontrar en la célula. Las proteínas fibrosas, como su nombre lo dice, forman estructuras en en forma de fibra, alargadas y normalmente poco solubles pero muy resistentes a la tensión. La tela de araña está constituida por proteínas fibrosas y en comparación con un hebra de acero del mismo grosor es mucho más resistente. Finalmente las proteínas de membrana son aquellas que se encentran asociadas a las membranas de la célula donde realizan diversas funciones como proteínas de reconocimiento celular o formando canales para entrada o salida de moléculas.
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CARBOHIDRATOS
Los carbohidratos son moléculas que funcionan esencialmente como almacenamiento de energía en casi todos los seres vivos, tanto animales como plantas. En los animales esta manera de guardar la energía se lleva a cabo en forma de glucógeno, mientras que en las plantas se hace en forma de almidón.También forman componentes estructurales de los seres vivos, por ejemplo la celulosa que forma parte de las paredes celulares de vegetales y es un componente importante de la madera. En los insectos y crustáceos, la quitina es el componente que forma el exoesqueleto que les brinda soporte y protección. la quitina también es componente de las paredes celulares de los hongos.
Los carbohidratos están compuestos de moléculas pequeñas llamadas monosacáridos. Los azúcares simples como la glucosa y la fructosa están constituidos por una sóla unidad de monosacárido. Los disacáridos como la sacarosa (azúcar de caña), lactosa (azúcar de leche) y maltosa (azúcar de malta) están formados por dos unidades de monosacáridos.
| AZÚCAR | DISACACÁRIDO |
| Sacarosa | Glucosa-Fructosa |
| Lactosa | Galactosa-Glucosa |
| Maltosa | Glucosa-Glucosa |
Los carbohidratos más complejos como el almidon, el glucógeno, la celulosa y la quitina están compuestos por miles de monómeros unidos por enlaces covalentes.
LÍPIDOS
Los lípidos son un grupo de sustancias que no son solubles en agua pero si en solventes orgánicos como el cloroformo, el éter o el benceno. La función biológica más común que realizan es la de almacenamiento de energía para la célula en forma de aceites en las plantas como por ejemplo el aceite de oliva, de maní o el de maíz; y en forma de grasas en los animales, en cuyo caso también desempeñan un papel como protectores y aislantes térmicos. Los lípidos también tienen funciones estructurales como por ejemplo los fosfolípidos y glucolípidos en las membranas celulares o como las ceras en algunas plantas y en la cera de abeja. Algunos lípidos desempeñan papeles importantes como mensajeros químicos de tipo hormonas.
Los lípidos están compuestos por cadenas de ácidos grasos unidas a moléculas de glicerol y pueden estar acompañadas de otros compuestos químicos como azúcares o proteínas. Los lípidos más simples son los ácidos grasos como el ácido palmítico y están compuestos por una cadena larga hidrocarbonada que termina en un grupo funcional carboxilo (-COOH). Los ácidos grasos se pueden unir a una molécula de glicerol y formar un tri- o di- glicerido, también llamado grasas neutras. Algunos diglicéridos pueden contener grupos polares como la fosfatidil-colina y en este caso se llaman fosfolípidos, si el grupo unido es una azúcar serán glucolípidos.
Otro grupo de lípidos lo componen los esteroides, terpenos y prostaglandinas, que si bien no tienen relación estructural con los otros lípidos se los agrupa con ellos porque son insolubles en agua. Los esteroides están formados por cuatro anillos de carbono unidos y algunos de ellos presentan una "cola" hidrofóbica hidrocarbonada. Entre los esteroides podemos contar a el colesterol y a las hormonas sexuales. Los terpenos son moléculas insolubles que se encuentran principalmente en plantas, son una amplia variedad de moléculas que comprenden algunas vitaminas, aceites esenciales, pigmentos vegetales y productos complejos como el caucho. Finalmente, las prostaglandinas son lípidos cuyo origen químico se halla en fosfolípidos de la membrana celular de casi todas las células del cuerpo, tienen acciones muy variadas y a muy bajas concentraciones como contractores de músculo liso, activadores de dolor y participación en procesos inflamatorios.
ÁCIDOS NUCLEICOS
Los ácidos nucleicos son muy importantes porque codifican y administran la información genética de la célula. Se denominan así porque se encuentran en el núcleo de la célula y porque bioquímicamente hablando se comportan como ácidos. Existen dos tipo: el ácido desoxiribonucleico o ADN y el ácido ribonucleico o ARN. El ADN es el que se encarga de codificar, almacenar, administrar la expresión de la información genética y transmitir esa información a las células hijas; su estructura es en forma de una doble hélice que se enrolla sobre sí misma y existen tres formas de esta doble hélice; la forma B es la que más abunda en la naturaleza, sin embargo bajo distintas condiciones de fuerza iónica pueden tomar otras formas como la A que es un poco más compacta o como la Z que tiene los grupos fosfatos en forma de zig-zag.
Las moléculas de ARN son las encargadas de convertir la información genética en información biológica. Esta función la llevan a cabo en dos etapas: transcripción y traducción. La transcripción consiste en generar una copia de la información que se encuentra en el ADN sintetizando una molécula de ARN mensajero (mRNA) que sale del núcleo de la célula eucariota y llega hasta el citoplasma donde se une a los ribosomas para llevar a cabo la segunda etapa. La traducción consiste en convertir la información genética en información proteica, en otras palabras, es la síntesis de proteínas. Los ribosomas son estructuras celulares compuestas por RNA llamado ribosomal (rRNA) y por proteínas. Para que se lleve a cabo la traducción se necesita de otra molécula de ARN que se llama RNA de transferencia (tRNA).
PROTEÍNAS
Las proteínas son las macromoléculas más complejas en cuanto a estructura y función, realizan la mayoría de las funciones dentro y fuera de la célula. Están constituidas por aminoácidos y existen veinte de ellos por lo que su combinación genera muchas más variables estructurales que las demás macromoléculas.
Se pueden agrupar en tres grandes categorías que son las proteínas globulares (de forma globular o esférica) que son solubles en agua y representan a la mayoría de las proteínas que podemos encontrar en la célula. Las proteínas fibrosas, como su nombre lo dice, forman estructuras en en forma de fibra, alargadas y normalmente poco solubles pero muy resistentes a la tensión. La tela de araña está constituida por proteínas fibrosas y en comparación con un hebra de acero del mismo grosor es mucho más resistente. Finalmente las proteínas de membrana son aquellas que se encentran asociadas a las membranas de la célula donde realizan diversas funciones como proteínas de reconocimiento celular o formando canales para entrada o salida de moléculas.
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