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2.17: Compuestos Orgánicos

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    ¿Qué constituye una dieta saludable?

    Una dieta saludable incluye proteínas, grasas e hidratos de carbono. ¿Por qué? Porque estos compuestos son tres de los principales bloques de construcción que conforman tu cuerpo. Obtienes estos bloques de construcción de los alimentos que comes, y los usas para hacer los compuestos orgánicos necesarios para la vida.

    Compuestos Orgánicos

    Los principales componentes químicos de los organismos vivos se conocen como compuestos orgánicos. Los compuestos orgánicos son moléculas construidas alrededor del elemento carbono (C). Los seres vivos están formados por moléculas muy grandes. Estas moléculas grandes se llaman macromoléculas porque “macro” significa grandes; están hechas por moléculas más pequeñas que se unen entre sí. Nuestro cuerpo obtiene estas moléculas más pequeñas, los “bloques de construcción” o monómeros, de las moléculas orgánicas de los alimentos que comemos. ¿Qué moléculas orgánicas reconoces de la siguiente lista?

    Los cuatro tipos principales de macromoléculas que se encuentran en los organismos vivos, que se muestran en la Tabla siguiente, son:

    1. Proteínas.
    2. Carbohidratos.
    3. Lípidos.
    4. Ácidos nucleicos.
    Proteínas Carbohidratos Lípidos Ácidos nucleicos
    Elementos C, H, O, N, S C, H, O C, H, O, P C, H, O, P, N
    Ejemplos Enzimas, fibras musculares, anticuerpos Azúcar, glucosa, almidón, glucógeno, celulosa Grasas, aceites, ceras, esteroides, fosfolípidos en membranas ADN, RNA, ATP
    Monómero (molécula de bloque de construcción pequeña) Aminoácidos Monosacáridos (azúcares simples) A menudo incluyen ácidos grasos nucleótidos

    Carbohidratos

    Los carbohidratos son azúcares, o cadenas largas de azúcares. Un papel importante de los carbohidratos es almacenar energía. La glucosa (Figura a continuación) es una importante molécula de azúcar simple con la fórmula química C 6 H 12 O 6. Los azúcares simples se conocen como monosacáridos. Los carbohidratos también incluyen cadenas largas de moléculas de azúcar conectadas. Estas cadenas largas a menudo consisten en cientos o miles de monosacáridos unidos entre sí para formar polisacáridos. Las plantas almacenan azúcar en polisacáridos llamados almidón. Los animales almacenan azúcar en polisacáridos llamados glucógeno. Obtienes los carbohidratos que necesitas para obtener energía al comer alimentos ricos en carbohidratos, incluyendo frutas y verduras, así como granos, como pan, arroz o maíz.

    Estructura de una molécula de glucosa
    Figura\(\PageIndex{1}\): Una molécula de glucosa, un tipo de carbohidrato.

    Proteínas

    Las proteínas son moléculas que tienen muchas funciones diferentes en los seres vivos. Todas las proteínas están hechas de monómeros llamados aminoácidos (Figura abajo) que se conectan entre sí como perlas en un collar (Figura a continuación). Solo se necesitan 20 aminoácidos comunes para construir proteínas. Estos aminoácidos se forman en miles de combinaciones diferentes, haciendo alrededor de 100,000 o más proteínas únicas en los humanos. Las proteínas pueden diferir tanto en el número como en el orden de los aminoácidos. Es el número y orden de los aminoácidos lo que determina la forma de la proteína, y es la forma (estructura) de la proteína la que determina la función única de la proteína. Las proteínas pequeñas tienen apenas unos cientos de aminoácidos. Las proteínas más grandes tienen más de 25,000 aminoácidos.

    La estructura general de un aminoácido
    Figura\(\PageIndex{2}\): Este modelo muestra la estructura general de todos los aminoácidos. Sólo la cadena lateral, R, varía de un aminoácido a otro.

    CLAVE: H = hidrógeno, N = nitrógeno, C = carbono, O = oxígeno, R = cadena lateral variable.

    Una cadena de aminoácidos de muestra
    Figura\(\PageIndex{3}\): Los aminoácidos se conectan entre sí como cuentas en un collar. MET, ASN, TRP y GLN se refieren a cuatro aminoácidos diferentes.

    Muchas moléculas importantes en tu cuerpo son las proteínas. Los ejemplos incluyen enzimas, anticuerpos y fibra muscular. Las enzimas son un tipo de proteína que acelera las reacciones químicas. Se les conoce como “catalizadores biológicos”. Por ejemplo, tu estómago no podría descomponer los alimentos si no tuviera enzimas especiales para acelerar la tasa de digestión. Los anticuerpos que te protegen contra enfermedades son proteínas. La fibra muscular es principalmente proteína (Figura a continuación).

    Tus fibras musculares están hechas principalmente de proteínas
    Figura\(\PageIndex{4}\): Las fibras musculares están hechas principalmente de proteínas.

    Es importante que usted y otros animales coman alimentos con proteínas, porque no podemos hacer ciertos aminoácidos por nuestra cuenta. Se pueden obtener proteínas de fuentes vegetales, como el frijol, y de fuentes animales, como la leche o la carne. Cuando comes alimentos con proteínas, tu cuerpo descompone las proteínas en aminoácidos individuales y las usa para construir nuevas proteínas. ¡De verdad eres lo que comes!

    Lípidos

    ¿Alguna vez has intentado poner aceite en el agua? No se mezclan. El aceite es un tipo de lípido. Los lípidos son moléculas como grasas, aceites y ceras. Los lípidos más comunes en tu dieta son probablemente grasas y aceites. Las grasas son sólidas a temperatura ambiente, mientras que los aceites son fluidos. Los animales usan grasas para el almacenamiento de energía a largo plazo y para mantenerse calientes. Las plantas utilizan aceites para el almacenamiento de energía a largo plazo. Al preparar los alimentos, a menudo usamos grasas animales, como la mantequilla, o aceites vegetales, como el aceite de oliva o el aceite de canola. Hay muchos más tipos de lípidos que son importantes para la vida. Uno de los más importantes son los fosfolípidos que conforman la membrana externa protectora de todas las células (Figura a continuación). Estas membranas lipídicas son impermeables a la mayoría de los compuestos solubles en agua.

    Una membrana que consiste en una bicapa de fosfolípidos
    Figura\(\PageIndex{5}\): Fosfolípidos en una membrana, mostrados como dos capas (una bicapa) de fosfolípidos enfrentadas entre sí.

    Ácidos nucleicos

    Los ácidos nucleicos son cadenas largas de nucleótidos. Los nucleótidos están hechos de un azúcar, una base que contiene nitrógeno y un grupo fosfato. El ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN) son los dos ácidos nucleicos principales. El ADN es un ácido nucleico bicatenario. El ADN es la molécula que almacena nuestra información genética (Figura a continuación). El ARN monocatenario está involucrado en la fabricación de proteínas. El ATP (trifosfato de adenosina), conocido como la “moneda de energía” de la célula, también es un ácido nucleico.

    Un modelo simple de ADN
    Figura\(\PageIndex{6}\): Un modelo que representa ADN, un ácido nucleico.

    Viernes de la Ciencia: La agonía y el éxtasis de la capsaicina

    ¿Alguna vez has probado algo picante? En este video de Science Friday, el Dr. Marco Tizzano analiza cómo la capsaicina crea la sensación de ardor que algunas personas disfrutan.

    Resumen

    • Los organismos vivos están compuestos por compuestos orgánicos, moléculas construidas alrededor del elemento carbono.
    • Los seres vivos están hechos de solo cuatro clases de compuestos orgánicos: proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos.

    Explora más

    Utilice los recursos a continuación para responder a las preguntas que siguen.

    Explorar más I

    1. ¿Qué cuatro categorías de macromoléculas componen las células?
    2. ¿Qué pasa con el carbono lo hace valioso para los organismos?
    3. ¿Qué hacen los grupos funcionales? ¿Cómo son importantes para los organismos?
    4. ¿En qué unidades más pequeñas se pueden descomponer las proteínas?
    5. ¿Qué dos ácidos nucleicos utilizan los organismos?
    6. ¿Cuáles son los tres tipos diferentes de carbohidratos?

    Explora más II

    1. ¿Qué función comparten tanto los lípidos como los carbohidratos? ¿En qué se diferencian en este sentido?
    2. ¿En qué se diferencia la solubilidad de los lípidos de la solubilidad de los carbohidratos?

    Revisar

    1. ¿Cuáles son los cuatro tipos principales de compuestos orgánicos que componen los seres vivos?
    2. ¿Cuáles son los monómeros utilizados para producir carbohidratos, proteínas y ácidos nucleicos?
    3. ¿Cuáles son los ejemplos de lípidos?
    4. ¿Cuáles son los ejemplos de proteínas?

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