MOLÉCULAS ORGÁNICAS PRESENTES EN LAS CÉLULAS Y SU FUNCIÓN

Las células están compuestas de agua, iones inorgánicos (tales como el sodio (Na), potasio(K), magnesio(Mg), calcio(Ca), fosfato(HPO), cloro(Cl), bicarbonato(HCO) y moléculas que contienen carbono (moléculas orgánicas tales como los carbohidratos, los lípidos, los aminoácidos, etc).

El agua es la molécula más abundante en las células, ya que representa más del 70% de la masa total celular y, por lo tanto, son muy importantes las interacciones entre el agua y los componentes de la célula.

La característica especial del agua, es que es una molécula polar, donde los átomos de hidrogeno poseen una carga ligeramente positiva, y el oxígeno una carga ligeramente negativa, lo cual le da la capacidad de crear enlaces con otras moléculas, cargadas negativa o positivamente.

Así que las moléculas polares son fácilmente solubles en agua y las moléculas No Polares son escasamente solubles en agua, por lo tanto, estas últimas, tienden a minimizar su contacto con el agua.

Esta característica química, es uno de los fundamentos que les da forma a las estructuras de la célula, como la membrana celular.

Las moléculas Orgánicas que están presentes en la célula son:

 

  • Carbohidratos (Constituidos por Azucares simples)
  • Lípidos (Constituidos por Ácidos Grasos)
  • Proteínas (Constituidos por Aminoácidos)
  • Ácidos Nucleicos (Constituidos por Nucleótidos)

  • Los Carbohidratos

 

Los “Carbohidratos” son compuestos químicos formados por C, H y O, se consideran derivados aldehídos y cetónicos de alcoholes polivalentes y constituyen LA PRINCIPAL FUENTE DE ENERGIA de las células.

También son llamados hidratos de carbono, porque por cada átomo de carbono hay una molécula de agua (CH2O).

Recuerda que el Carbono es un elemento muy especial, porque debido a sus propiedades eléctricas, es un elemento muy activo y dinámico.

 

 

 

Se clasifican en:

  • Monosacáridos: Moléculas formadas por 1 monómero de azúcar, generalmente con 3 a 8 átomos de carbono. Aunque las de mayor importancia son las de 5 y 6 átomos de carbono llamadas pentosas y hexosas respectivamente. Las pentosas como la “ribosa” y la “desoxirribosa” forman parte de las moléculas genéticas, el ARN y el ADN. Y las hexosas más importantes están la Glucosa, la fructosa y la galactosa. La glucosa es elaborada por las células de las plantas verdes y es la principal fuente de energía de células vegetales y animales.

 

 

  • Disacáridos:
  • Sacarosa o Azúcar de mesa (glucosa y fructosa)
  • Lactosa o azúcar de leche (glucosa y galactosa)
  • Maltosa o azúcar de malta (glucosa y glucosa)

 

  • Polisacáridos o reservas de energía:
  • Almidones (10 al 20% de amilosa y 80 y 90% de amilopectina). Es la forma de almacenamiento de energía más importante entre las células vegetales y se encuentran en raíces como la papa o semillas como el frijol y el chícharo.
  • Celulosa: Es un polisacárido que sirve como sostén estructural en las células vegetales. Solo algunos animales pueden digerirla y utilizarla como fuente de energía.
  • Glucógeno: Es la principal forma de almacenamiento de energía entre las células animales, y regularmente se almacena entre los músculos y en el hígado.

 

  • Lípidos

 

Son compuestos químicos de consistencia aceitosa, que almacenan gran cantidad de energía insoluble en agua, pero solubles en compuestos como el cloroformo, éter y alcohol. En las células se almacenan y fungen como reserva energética, como aislantes térmicos, como mensajeros químicos (hormonas), como protectores de estructuras y forman parte de las membranas celulares animales y vegetales.

 

Los Lípidos se clasifican en:

  • Grasas y Aceites (ésteres de ácidos grasos y glicerol): Formadas por 1 molécula de glicerol y 3 de ácidos grasos. Llamados también triglicéridos. Los aceites son más comunes en las plantas como el aceite de girasol, de oliva, de maíz, etc, y sus ácidos grasos con insaturados, mientras que las grasas con más comunes en los animales y sus ácidos grasos son saturados (con enlaces simples en sus cadenas de carbono)

  • Fosfolípidos: Son compuestos químicos, formados por cadenas de ácidos grasos unidas a un esqueleto de glicerol en el cual hay un grupo fosfato. Los ácidos grasos son hidrofóbicos, mientras que el grupo fosfato es hidrofílico, por eso los fosfolípidos forman parte importante de las membranas celulares.

  • Esfingolípidos: Son compuestos químicos que forman enfingomielinas, las cuales se encuentran en el cerebro y en el tejido nervioso.
  • Glucolípidos: También llamados cerebrosidos se localizan en el sistema nervioso.

Ceras: Estas forman cubiertas protectoras, lubricantes e impermeabilizantes sobre la piel, pelaje o plumas de los animales.

  • Están formadas por ácidos grasos unidas a un alcohol diferente al glicerol
  • Esteroides: Los esteroides poseen una estructura muy diferente a todos los otros lípidos, pero se les clasifica aquí porque son insolubles en agua. Están formados por 4 anillos de carbono fusionados, 3 de los cuales tienen 6 átomos y uno de ellos solo 5 átomos de carbono. En este grupo se encuentra el colesterol, que es un elemento muy importante en la membrana de las células y también es utilizado para sintetizar otros esteroides como las hormonas sexuales (testosterona y estrógenos)

  • Aminoácidos

 

Estos son compuestos químicos formados por un átomo de carbono central unido a un grupo amino(NH2), un grupo carboxilo (COOH), un hidrogeno y un grupo “R” que es variable para cada aminoácido.

Los aminoácidos se unen por medio de enlaces peptídicos, para formar polipéptidos, que, a su vez, formaran proteínas.

Los 20 aminoácidos más importantes para la vida son:

  • Glicina
  • Cisteína
  • Alanina
  • Metionina
  • Valina
  • Lisina
  • Leucina
  • Arginina
  • Isoleucina
  • Histidina
  • Fenilalanina
  • Triptófano
  • Prolina
  • Ácido aspártico
  • Serina
  • Ácido Glutámico
  • Treonina
  • Aspargina
  • Tirosina
  • Glutamina

 

 

  • Proteínas

 

Son polímeros constituidos por carbono (C), hidrogeno (H), Oxigeno (O), Nitrógeno (N) y algunos contienen Fosforo (P) , Azufre (S) y fierro (Fe). Se forman mediante síntesis por deshidratación de aminoacidos, donde se desprende un OH del grupo carboxilo del primer aminoácido y un H del grupo amino del siguiente aminoácido, para formar una molécula de agua, mientras que los aminoácidos quedan unidos por el carbono del grupo carboxilo y el nitrógeno del grupo amino llamado “Enlace Peptídico”, y el nuevo compuesto ahora es un péptido.

Si la cadena formada tiene hasta 100 aminoácidos se le llama polipéptido, pero si tiene más de 100 aminoácidos se le considera una proteína.

 

 

Se pueden agrupar de diferentes formas.

Por su estructura:

  • Proteínas fibrosas, se encuentran en forma de cables o hebras, como la queratina y el colágeno, funcionan como soporte mecánico a las células y como componentes de tendones, piel y huesos.
  • Proteínas Globulares: estas tienen formas esféricas y participan en los procesos vitales de los organismos como enzimas y anticuerpos.

 

 

 

Por su composición química:

  • Simples: Están formadas solo por aminoácidos, como la albumina (presente en la clara de huevo), globulinas (proteínas de defensa), escleroproteínas (colágeno de tendones y ligamentos)
  • Conjugadas: Formadas por aminoácidos unidos a un grupo prostético (formado de metales, lípidos, azucares y otros). Como ejemplo están las nucleoproteínas (proteínas combinadas con ácidos nucleicos.

 

Las proteínas sufren cambios drásticos con cambios en su Ph o de la temperatura, con estos cambios sus enlaces peptídicos se rompen para dejar de hacer su función, a este proceso se le conoce como “desnaturalización”.

 

Las funciones más importantes que desempeñan las proteínas son:

 

  • Estructurales: como el colágeno, elastina y queratina
  • Catalizadoras como las enzimas.
  • Hormonales, como la insulina y la oxitócina
  • De defensa como las globulinas
  • Materiales contráctiles como la miosina y la actina
  • De transporte como la Hemoglobina
  • Elemento de coagulación como la fibrina
  • Material de reserva como la albúmina, caseína y ferritina
  • En la división celular como las histonas
  • Neurotransmisores como la encefalina y la endorfina

 

 

  • Ácidos Nucleicos

 

Son polímeros formados por nucleótidos.

Los nucleótidos están constituidos de 3 partes:

por un Azúcar, un grupo fosfato y una base nitrogenada.

Su función principal es formar parte del código genético y de la síntesis de proteínas.

Hay 2 tipos de nucleótidos, los que tienen la azúcar ribosa y los que contienen la azúcar desoxirribosa.

La ribosa es una azúcar de 5 carbonos y la desoxirribosa es esta misma azúcar, pero con un átomo menos de oxígeno.

 

Los nucleótidos se pueden enlazar entre si para formar largas cadenas que son lo ácidos nucleicos.

Si tienen el azuzar ribosa forman el ácido ribonucleico (ARN)

Si tienen el azúcar desoxirribosa forman el ácido desoxirribonucleico ARN)

Las bases nitrogenadas son 5: la adenina y la guanina (purinas) y la timina, la citosina y el uracilo (Pirimidinas), pero en cada acido solo hay 4 tipos de bases nitrogenadas, la adenina, la guanina y la citosina están presentes en los 2 ácidos, mientras que la timina solo esa en el ADN y el uracilo solo está en el ARN.

 

Los nucleótidos se enlazan entre sí por medio de sus grupos fosfatos que se unen en el carbono número 5 de un azúcar y en el carbono número 3 del azúcar siguiente.

El ADN es el principal componente de los cromosomas de las células y es el portador de la información genética.

 

Está formado por dos cadenas largas de nucleótidos colocadas en espiral, estructuralmente independientes, que forman una doble hélice parecida a una escalera de caracol. Las dos cadenas de nucleótidos están conectadas por la unión de sus bases púricas y pirimidicas, las cuales se combinan mediante puentes de hidrogeno de la siguiente forma: la adenina con la timina y la guanina con la citosina.

 

Las cadenas de ARN se copian del ADN para llevar esta información al citoplasma de la celula y formar proteínas.

 

Existen algunos nucleótidos que no forman parte del ADN ni del ARN, y tienen tras funciones dentro de la celular; por ejemplo, algunos actúan como mensajeros y otros como portadores de energía.

 

EL ATP (trifosfato de adenosina) son moléculas inestables que almacenan y transportan energía de dentro de la célula.

 

 

 

 

  • Vitaminas

 

Son compuestos orgánicos que sirven como coenzimas con funciones catalíticas en casi todas las reacciones metabólicas de las células.

Tabla de las principales moléculas biológicas:

 

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