3.4: Compuestos Bioquímicos

Carbohidratos En Abundancia

¿Qué tienen en común todos estos alimentos? Todos ellos consisten principalmente en compuestos grandes llamados carbohidratos, a menudo denominados “carbohidratos”. Contrario a la creencia popular, los carbohidratos son una parte importante de una dieta saludable. También son una de las cuatro clases principales de compuestos bioquímicos.

Figura\(\PageIndex{1}\): Alimento de producto de grano

Compuestos químicos en los seres vivos

Los compuestos que se encuentran en los seres vivos se conocen como compuestos bioquímicos. Los compuestos bioquímicos conforman las células y otras estructuras de los organismos y llevan a cabo procesos de vida. El carbono es la base de todos los compuestos bioquímicos, por lo que el carbono es esencial para la vida en la Tierra. Sin carbono, la vida tal como la conocemos no podría existir.

¿Por qué el carbono es tan básico para la vida? La razón es la capacidad del carbono para formar enlaces estables con muchos elementos, incluido él mismo. Esta propiedad permite que el carbono forme una gran variedad de moléculas muy grandes y complejas. De hecho, ¡hay casi 10 millones de compuestos a base de carbono en los seres vivos!

La mayoría de los compuestos bioquímicos son moléculas muy grandes llamadas polímeros. Un polímero está construido con unidades repetitivas de compuestos más pequeños llamados monómeros. Los monómeros son como las cuentas individuales en una cadena de cuentas, y toda la cadena es el polímero. Las cadenas de cuentas que se muestran a continuación son modelos simples de polímeros en compuestos bioquímicos.

Figura\(\PageIndex{2}\): A Fio de conta: Las perlas en una cuerda son similares a la formación de polímeros a partir de unidades repetitivas llamadas monómeros.

Clases de Compuestos Bioquímicos

Aunque hay millones de compuestos bioquímicos diferentes en los seres vivos de la Tierra, todos los compuestos bioquímicos contienen los elementos carbono, hidrógeno y oxígeno. Algunos contienen solo estos elementos; otros contienen elementos adicionales también. La gran cantidad de compuestos bioquímicos se puede agrupar en solo cuatro clases principales: carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

Carbohidratos

Los carbohidratos incluyen azúcares y almidones. Estos compuestos contienen solo los elementos carbono, hidrógeno y oxígeno. Las funciones de los carbohidratos en los seres vivos incluyen proporcionar energía a las células, almacenar energía y formar ciertas estructuras, como las paredes celulares de las plantas. El monómero que compone grandes compuestos de carbohidratos se llama monosacárido. La glucosa de azúcar, representada por el modelo químico a continuación, es un monosacárido. Contiene seis átomos de carbono (C) y varios átomos de hidrógeno (H) y oxígeno (O). Miles de moléculas de glucosa pueden unirse para formar un polisacárido como el almidón.

Figura\(\PageIndex{3}\): Modelo de una molécula de monosacárido (glucosa). La glucosa tiene 6 carbonos formando una cadena principal. Cada carbono tiene un total de 4 enlaces. Cada enlace conecta el carbono a un átomo de carbono, hidrógeno u oxígeno.

Lípidos

Los lípidos incluyen grasas y aceites. Contienen principalmente los elementos carbono, hidrógeno y oxígeno, aunque algunos lípidos contienen elementos adicionales como el fósforo. Las funciones de los lípidos en los seres vivos incluyen almacenar energía, formar membranas celulares y llevar mensajes. Los lípidos consisten en unidades repetitivas que se unen para formar cadenas llamadas ácidos grasos. La mayoría de los ácidos grasos naturales tienen una cadena no ramificada de un número par (generalmente de 4 a 28) de átomos de carbono.

Proteínas

Las proteínas incluyen enzimas, anticuerpos y muchos otros compuestos importantes en los seres vivos. Contienen los elementos carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre. Las funciones de las proteínas son muy numerosas. Incluyen ayudar a las células a mantener su forma, maquillar los músculos, acelerar las reacciones químicas y llevar mensajes y materiales. Los monómeros que componen grandes compuestos proteicos se denominan aminoácidos. Hay 23 aminoácidos diferentes que se combinan en cadenas largas (llamadas polipéptidos) para formar los bloques de construcción de una amplia gama de proteínas en los seres vivos.

Ácidos Nucleicos

Los ácidos nucleicos incluyen las moléculas ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico). Contienen los elementos carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. Sus funciones en los seres vivos son codificar instrucciones para hacer proteínas, ayudar a producir proteínas y pasar las instrucciones de padres a hijos. El monómero que compone los ácidos nucleicos es el nucleótido. Todos los nucleótidos son iguales a excepción de un componente llamado base nitrogenada. Hay cuatro bases nitrogenadas diferentes, y cada nucleótido contiene una de estas cuatro bases. La secuencia de bases nitrogenadas en las cadenas de nucleótidos en ADN y ARN conforma el código para la síntesis de proteínas, llamado código genético. La animación a continuación representa la estructura muy compleja del ADN, que consiste en dos cadenas de nucleótidos.

Figura\(\PageIndex{4}\): Este modelo de ADN giratorio muestra la complejidad de este ácido nucleico bicatenario. Hay muchos átomos diferentes que forman la estructura de doble hélice.

Revisar

1. ¿Por qué el carbono es tan importante para la vida en la Tierra?
2. ¿Cuáles son los compuestos bioquímicos?
3. Describir la diversidad de compuestos bioquímicos y explicar cómo se clasifican.
4. Identificar dos tipos de carbohidratos. ¿Cuáles son las principales funciones de esta clase de compuestos bioquímicos?
5. ¿Qué papeles juegan los lípidos en los seres vivos?
6. La enzima amilasa se encuentra en la saliva. Ayuda a descomponer los almidones en los alimentos en moléculas de azúcar más simples. ¿Qué tipo de compuesto bioquímico crees que es la amilasa?
7. Explique cómo el ADN y el ARN contienen el código genético.
8. ¿Cuáles son los tres elementos presentes en cada clase de compuesto bioquímico?
9. Para cada uno de los siguientes términos (ácido nucleico; aminoácido; monosacárido; proteína; nucleótido; polisacárido)
   1. Determinar si es un monómero o un polímero.
   2. Haga coincidir cada monómero con su polímero correcto.
   3. Identificar qué clase de compuesto bioquímico está representada por cada par monómero/polímero.
10. ¿La glucosa es un monómero o un polímero? Explica tu respuesta.
11. ¿Cuál es un elemento contenido en proteínas y ácidos nucleicos, pero no en carbohidratos?
12. Describir la relación entre proteínas y ácidos nucleicos.
13. ¿Por qué crees que es importante comer una dieta que contenga un equilibrio de carbohidratos, proteínas y grasas?

Explora más

https://bio.libretexts.org/link?16728#Explore_More

El siguiente video discute la importancia del elemento carbono.

Mira el video a continuación para conocer más sobre polímeros y monómeros.

Atribuciones

1. Productos de grano por Scott Bauer USDA, dominio público vía Wikimedia Commons
2. Fio de conta de Toluaye, liberado al dominio público vía Wikimedia Commons
3. Glucosa por Ben; Yikrazuul, dominio público vía Wikimedia Commons
4. ADN recortado por Spiffistan, liberado al dominio público a través de Wikimedia Commons
5. Texto adaptado de Biología Humana por CK-12 licenciado CC BY-NC 3.0