Base molecular de la vida TEMA 6 LIBRO (Pág. 131)

Base molecular de la vida • Bioelementos • Biomoléculas inorgánicas – Agua – Sales minerales

• Biomoléculas orgánicas – Glúcidos – Lípidos – Proteínas – Ácidos nucleicos

Bioelementos • Los principales elementos químicos que componen la materia viva se denominan bioelementos • Se combinan entre sí para formar las biomoléculas • Características de los bioelementos – Presentan varios electrones libres en la capa de valencia; se pueden enlazar con más de un átomo (excepto el Hidrógeno) GRAN VARIABILIDAD DE MOLÉCULAS / MOLÉCULAS DE GRAN TAMAÑO (MACROMOLÉCULAS) – Son elementos ligeros que se unen formando enlaces covalentes constituyendo moléculas muy estables

Bioelementos • Clasificación de bioelementos, según su abundancia e importancia: – Primarios – Secundarios – Oligoelementos

Bioelementos

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS EL AGUA

El agua • Biomolécula (inorgánica) más abundante en los seres vivos • Su estructura química y composición le proporcionan unas propiedades imprescindibles para los seres vivos Estructura y composición

Elevada constante dieléctrica (se forma dipolo MOLEC. POLAR)

El agua Estructura y composición

Enlace covalente

Enlace de puente de hidrógeno Elevada constante dieléctrica

El agua • Estructura y composición

Confieren alta estabilidad y cohesión

• Propiedades fisico-químicas (derivadas de su estructura) – Molécula polar. La estructura del agua indica una asimetría de cargas, de tal forma que constituye un dipolo eléctrico, con una carga local positiva , en cada uno de los átomos de H, y otra negativa, en el átomo de O, consecuencia de su distinta electronegatividad. La geometría impide que las cargas parciales se anulan, y por ello la molécula es polar

• Propiedades fisico-químicas (derivadas de su estructura) – Alta constante dieléctrica. Las moléculas de agua, debido a su carácter polar, muestran un diferencial de carga negativo y un diferencial de carga positivo, superior al de otros disolventes.

• Propiedades fisico-químicas (derivadas de su estructura) – Alto calor específico. Para aumentar la temperatura del agua 1ºC es necesario proporcionar mucha energía para poder romper los puentes de hidrógeno que se generan entre las moléculas de agua (enlace estable). De esta forma, el agua es un regulador térmico

Datos de Ce a 20ºC

• Propiedades fisico-químicas (derivadas de su estructura) – Alto calor de vaporización. El agua absorbe mucha energía cuando pasa de estado líquido a gaseoso. Gracias a esta propiedad se puede eliminar gran cantidad de calor con poca pérdida de agua (Ej; sudor)

• Propiedades fisico-químicas (derivadas de su estructura) – Alta tensión superficial. Las moléculas de la superficie del agua experimentan fuerzas de atracción netas hacia el interior del líquido. Esto favorece que dicha superficie oponga una gran resistencia a ser traspasada y origina una película superficial que actúa como tensa membrana

El agua • Propiedades fisico-químicas (derivadas de su estructura) – Alta tensión superficial. Las moléculas de agua están muy cohesionadas por acción de los puentes de Hidrógeno. Esto produce una película de agua en la zona de contacto del agua con el aire.

El agua • Propiedades fisico-químicas (derivadas de su estructura) – Alta tensión superficial. Las moléculas de agua están muy cohesionadas por acción de los puentes de Hidrógeno. Esto produce una película de agua en la zona de contacto del agua con el aire.

• Propiedades fisico-químicas (derivadas de su estructura) – Elevada fuerza de adhesión (cohesión). La elevada cohesión molecular del agua, debido a la unión de moléculas por enlace de puente de H, propicia que las moléculas de agua presenten gran capacidad de adherirse a las paredes de conductos de diámetros pequeños, ascendiendo en contra de la gravedad. Este fenómeno se conoce con el nombre de capilaridad Ejemplo; ascensión de savia bruta por capilaridad en los vasos leñosos

• Propiedades fisico-químicas (derivadas de su estructura) – Bajo grado de ionización. La mayor parte de las moléculas de agua no están ionizadas. Sólo un reducido número de moléculas sufre disociación, generando iones positivos (H+) e iones negativos (OH-). En el agua pura, a 25ºC, sólo una molécula de cada 10.000.000 está disociada, por lo que la concentración de H+ es de 10-7. Por ello, el pH del agua pura es igual a 7 (pH neutro).

• Propiedades fisico-químicas (derivadas de su estructura) – Densidad del agua. En estado líquido, el agua es más densa que en estado sólido. Por ello, el hielo flota en el agua. Esto es debido a que los puentes de hidrógeno formados a temperaturas bajo cero unen a las moléculas de agua ocupando mayor volumen (y si el volumen es mayor, la densidad es menor por lo que el hielo asciende y flota).

• Propiedades fisico-químicas (derivadas de su estructura) – Densidad del agua.

• Importancia biológica. Como consecuencia de las propiedades inherentes a su estructura el agua realiza funciones biológicas imprescindibles para el mantenimiento de la vida – Principal disolvente biológico – Principal medio de reacciones biológicas – Función estructural – Función mecánica amortiguadora – Función de transporte – Función termorreguladora – Permite la vida acuática en climas fríos

– Principal disolvente biológico. Debido a su elevada constante dieléctrica y su carácter polar, es el mejor disolvente para todas aquellas moléculas polares y sustancias iónicas. Sin embargo, moléculas apolares no se disuelven en el agua.

– Principal disolvente biológico • Sustancias iónicas. Se disuelven con facilidad en agua, debido a las atracciones electrostáticas entre los iones del compuesto iónico y los dipolos del agua

– Principal disolvente biológico • Sustancias polares (p.ej. glúcidos). Molécula de agua establece enlaces de hidrógeno con grupos funcionales polares (aldehídos, cetonas, alcoholes), por este motivos solubles en agua

R Sustancia polar (p.ej. R-OH)

O H

Enlace de puente de hidrógeno

– Principal disolvente biológico • Sustancias anfipáticas (sustancias con una parte polar y otra parte apolar). El agua en este caso no disuelve estas moléculas, sino que las dispersa: – la parte polar (hidrófila) de la sustancias queda en contacto con el agua – la parte apolar (hidrófoba) de la sustancia queda hacia el interior. Es el caso de los fosfolípidos y la formación de micelas

El agua no disuelve sustancias apolares

– Medio de reacción. El agua constituye el medio donde se realizan la mayoría de reacciones bioquímicas, debido a que es un buen disolvente, presenta elevada constante dieléctrica y por su bajo grado de ionización.

– Función estructural. Por su elevada cohesión molecular, el agua confiere estructura, volumen y resistencia. Como ejemplo, el agua permite dar volumen a células o actuar como esqueleto hidrostático en algunos animales invertebrados (p.ej. Anélidos)

– Función de transporte. Por ser un buen disolvente, debido a su elevada constante dieléctrica, y por presentar capilaridad, la mayoría de los seres vivos utilizan el agua como medio de transporte por su interior.

– Función mecánica amortiguadora. Debido a su elevada cohesión molecular, el agua es un líquido incompresible que le permite ejercer esta función en las articulaciones de los animales vertebrados (líquido sinovial que evita el contacto entre huesos)

– Función termorreguladora. Al tener un alto calor específico y un alto calor de vaporización el agua es un material idóneo para mantener constante la temperatura, absorbiendo el exceso de calor o cediendo energía si es necesario. Ejemplo; agua celular (del citoplasma) mantiene temperatura constante de la célula por el alto calor específico del agua Ejemplo; el sudor en vertebrados permite disminuir temperatura corporal por el elevado calor de vaporización del agua

– Permite la vida acuática en climas fríos. Debido la mayor densidad del agua en estado líquido, al descender la temperatura se forma una capa de hielo en superficie que flota y protege de los efectos térmicos del exterior al agua líquida que queda por debajo.

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS LAS SALES MINERALES

Las sales minerales • Biomoléculas inorgánicas que aparecen en los seres vivos de forma precipitada, disueltas en forma de iones o asociada a otras moléculas. • Precipitadas – Las sales se forman por unión de un ácido con una base, liberando agua – En forma precipitada forman estructuras duras, que proporcionan estructura o protección al ser que las poseen (FUNCION ESTRUCTURAL) – Ejemplos; carbonato cálcico (sal ternaria) en las conchas, los caparazones o los esqueletos.

Las sales minerales • Disueltas – Las sales disueltas en agua manifiestan cargas positivas o negativas. – Los cationes más abundantes en la composición de los seres vivos son Na+, K+, Ca2+, Mg2+ – Los aniones más representativos en la composición de los seres vivos son Cl-, PO43-, CO32-. – Las sales disueltas en agua pueden realizar funciones tales como: • • • • •

Mantener el grado de de salinidad. Amortiguar cambios de pH, mediante el efecto tampón. Controlar la contracción muscular Producir gradientes electroquímicos Estabilizar dispersiones coloidales.

Las sales minerales • Asociadas a otras moléculas – Los iones pueden asociarse a moléculas, permitiendo realizar funciones que, por sí solos no podrían, y que tampoco realizaría la molécula a la que se asocia, si no tuviera el ión. Ejemplos: – La hemoglobina es capaz de transportar oxígeno por la sangre porque está unida a un ión Fe2+. – Los citocromos actúan como transportadores de electrones porque poseen un ión Fe3+. – La clorofila captura energía luminosa en el proceso de fotosíntesis por contener un ión Mg2+ en su estructura.

ÓSMOSIS

• Ver apuntes cuaderno

Ejercicio • La concentración de cloruro sódico en la sangre es de 0,9 g/100 ml. Explica razonadamente qué ocurriría si se colocaran hematíes humanos en: a) Agua destilada. b) Una solución salina (3 g/100 mL). c) Una solución salina (9 g/100 mL). d) Una solución salina (9 g/L).

a) Agua destilada. b) Una solución salina (3 g/100 mL). c) Una solución salina (9 g/100 mL). d) Una solución salina (9 g/L). a) Se produciría una hemólisis de los hematíes. El medio extracelular sería hipotónico respecto al medio intracelular, lo que implicaría una entrada de agua hacia el interior de los glóbulos rojos que provocaría, dada la diferencia de concentración, el estallido celular. • b) Los hematíes disminuirían su volumen celular. La solución salina sería hipertónica con respecto al medio interno celular, lo que implicaría salida de agua del interior de las células. • c) La solución salina es hipertónica con respecto al medio intracelular, siendo mayor la diferencia de concentración entre ambos medios que en el caso anterior. La salida de agua desde el interior de las células provocaría una mayor disminución del volumen celular. • d) La solución salina presenta la misma concentración que el medio intracelular; son isotónicos, por lo que los hematíes no experimentarían ningún cambio de volumen. • • • • •

Ejercicios agua – propiedades y funciones • Comenta brevemente la importancia del agua para los seres vivos. ¿Qué propiedades del agua le confieren dicha importancia? Razona la respuesta • Señala lo incorrecto en relación con las funciones biológicas del agua: es disolvente, termorreguladora, tiene función esquelética en estado sólido, actúa como medio de transporte y aporta hidrógeno y oxígeno • Una de las propiedades del agua es que permanece líquida a temperaturas compatibles con la vida. Si la comparamos con otros hidruros semejantes químicamente, su temperatura de ebullición debería ser 80ºC. ¿A qué debe el agua esta propiedad? ¿Qué consecuencia tendría para los seres vivos el que no fuese semejante a otros hidruros?.

Ejercicios ósmosis • En relación con la presencia de sales minerales en los organismos vivos. – Explica en qué situación las células están turgentes. – Explica en qué situación las células están plasmolizadas. – Pon un ejemplo de una sal mineral disuelta y otra precipitada, e indica la función de cada una de ellas

• Si un tejido vegetal o animal se introduce en soluciones de diferentes concentraciones osmóticas. a) ¿Qué ocurriría si la solución utilizada fuera hipotónica? Razona la respuesta. b) ¿Y si fuera hipertónica? c) Explica con qué propiedad de la membrana plasmática están relacionadas las respuestas anteriores.

Ejercicios ósmosis • El contenido salino interno de los glóbulos rojos presentes en la sangre es del 0,9%. ¿Qué le pasaría a un organismo si se le inyectará en la sangre una solución salina que hiciera que la concentración final de sales en sangre fuese del 2,2%? ¿Y si la concentración final de sales en sangre fuese del 0,01%? Razona las respuestas.

• El contenido salino interno de los glóbulos rojos presentes en la sangre es del 0,9%. ¿Qué le pasaría a un organismo si se le inyectará en la sangre una solución salina que hiciera que la concentración final de sales en sangre fuese del 2,2%? • Un aumento de la concentración de sales en sangre provoca una alteración de medio externo, que será hipertónico respecto al medio interno de los glóbulos rojos. En estas condiciones, las células sufrirán plasmólisis al expulsar agua para intentar alcanzar el equilibrio.

• ¿Y si la concentración final de sales en sangre fuese del 0,01%? • Una disminución de la concentración de sales provoca el efecto contrario; el medio externo resultará ahora hipotónico respecto al medio interno celular. Los glóbulos rojos absorberán agua, aumentando su volumen; este fenómeno se conoce con el nombre de turgencia. Finalmente, se producirá hemólisis o estallido de los glóbulos rojos

PAG. 134 LIBRO

BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS

BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS • Formadas por cadenas de carbono (C) • El carbono pude formar 4 enlaces covalentes con otros 4 átomos, como el H, N, O, etc.

• Esta multitud de enlaces posibles con una variedad de átomos distintos se refleja en los grupos funcionales que pueden formar parte de los compuestos de carbono (VER TABLA PÁG 134 LIBRO)

BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS • Combinación de distintos grupos funcionales con cadenas de C pueden dar lugar a compuestos lineales, ramificados, anillos, etc. Gran variedad en biomoléculas orgánicas • Tipos: – – – –

Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos

PAGS. 134 – 137 LIBRO

GLÚCIDOS

• Formados por C, O e H. Excepcionalmente pueden contener átomos de otros elementos, como N, S ó P • Son las biomoléculas más abundantes en la mayoría de los res vivos Estructura general • Son polihidroxialdehídos (grupo aldehído + cadena/s de C e H con varios grupos hidroxilo, OH) o polihidroxicetonas (grupo cetona + cadena/s de C e H con varios grupos OH) Grupo aldehído Grupo cetona

• Clasificación de glúcidos (Esquema cuaderno)

Glúcidos (azúcares) Monosacáridos Estructura y composición química • Presentan una única cadena de polihidroxialdehído o polihidroxicetona • Su fórmula empírica es CnH2nOn • Según el número de C se clasifican en triosas (3C), tetrosas (4C), pentosas (5C), hexosas (6C), etc. • Además, en función del grupo funcional principal, se le puede añadir el prefijo aldo- o ceto- (por ejemplo; aldohexosa, cetohexosa) • Una forma frecuente de representar los monosacáridos es mediante fórmulas lineales (proyecciones de Fischer)

Ejemplo; Glucosa C6H12O6

Monosacáridos Características • Sólidos cristalinos, solubles en agua. • La mayoría presenta isomería (dos compuestos con misma fórmula molecular, pero distintas características) Ejemplo de un tipo de isomería (en este caso enantiómeros)

Monosacáridos Ciclación de monosacáridos • Los monosacáridos en estado cristalino presentan forma lineal • Sin embargo, en disolución las pentosas con grupo aldehído (aldopentosas) y las hexosas adquieren estructuras cíclicas de forma pentagonal o hexagonal • Esa estructura cíclica se consigue por la formación de un enlace entre el C del grupo aldehído o cetona y un grupo OH

Monosacáridos Ciclación de monosacáridos α-D- Glucosa (en ese caso aldehído)

β-D- Glucosa

Monosacáridos Tipos y principales monosacáridos • Triosas; gliceraldehído y dihidroxiacetona • Tetrosas; eritrosa • Pentosas; ribosa, arabinosa, xilosa, ribulosa • Hexosas; glucosa, galactosa, fructosa, manosa Importancia biológica • Los más representativos y de mayor importancia biológica son glucosa, fructosa, ribosa y galactosa

Monosacáridos Glucosa • Fórmula C6H12O6 • Presenta 6 C y como grupo funcional principal un aldehído (aldohexosa) • Principal nutriente de los seres vivos, del cual obtienen energía mediante su degradación parcial o total en la respiración celular • Además, es el constituyente más habitual de polisacáridos tan importantes como almidón, celulosa y glucógeno

Monosacáridos Glucosa

Monosacáridos Fructosa • Fórmula C6H12O6 • Presenta 6 C y como grupo funcional principal una cetona (cetohexosa) • Se encuentra en las frutas, tanto de forma libre o asociada a la glucosa formando el disacárido sacarosa • Las células hepáticas son capaces de transformar la fructosa en glucosa • Actúa en el líquido seminal como nutriente de los espermatozoides

Monosacáridos Fructosa

Monosacáridos Galactosa • Fórmula C6H12O6 • Presenta 6 C y como grupo funcional principal un aldehído(aldohexosa) • No se encuentra libre, siempre aparece formando parte de la lactosa (disacárido) en la leche o de polisacáridos complejos y heterósidos

Monosacáridos Galactosa

Monosacáridos Ribosa • Fórmula C5H10O5 • Presenta 5 C y como grupo funcional principal un aldehído (aldopentosa) • Componente estructural de nucleótidos en estado libre, como el ATP, y de ácidos nucleicos como el ARN (ácido ribonucleico, formado por la ribosa)

Monosacáridos Ribosa

Monosacáridos Ribosa

Disacáridos Estructura • Unión de dos monosacáridos mediante enlace O-glucosídico • El enlace O-glucosídico se establece entre dos grupos hidroxilo de diferentes monosacáridos • Al formar el enlace se libera una molécula de H2O • El enlace se rompe mediante reacciones de hidrólisis

Disacáridos Características; cristalizables, solubles en agua Disacáridos de mayor interés biológico • Maltosa (glucosa + glucosa) • Lactosa (galactosa + glucosa) • Sacarosa (fructosa + glucosa)

Disacáridos Maltosa • Es el llamado azúcar de malta, producto de la hidrólisis de polisacáridos como almidón o glucógeno • Está formado por la unión de dos moléculas de α-D-glucosa por enlace α (1 4), fácilmente hidrolizable • Posee carácter reductor

Disacáridos Lactosa • Es el azúcar de la leche de los mamíferos • Formada por la unión β(1 4) de β-D-galactosa y β-D-glucosa • No forma polímeros • Posee carácter reductor

Disacáridos Sacarosa • Es el azúcar de consumo habitual, que se extrae de la caña de azúcar y de la remolacha • Formada por la unión α(1 2) de α-D-glucosa y β-D-fructosa • No tiene carácter reductor

Polisacáridos • Son polímeros constituidos por la unión de muchos monosacáridos (que son los monómeros) mediante enlaces O-glucosídicos • Dan lugar a macromoléculas de elevada masa molecular, con largas cadenas lineales o ramificadas. • Estos polímeros se pueden romper hasta sus unidades constituyentes (monosacáridos) mediante reacciones de hidrólisis • Carecen de sabor dulce y algunos, como la celulosa, son insolubles en agua. Otros, como el almidón, forman dispersiones coloidales

Polisacáridos

Polisacáridos Polisacáridos de mayor importancia biológica • Homopolisacáridos estructurales. – Celulosa – Quitina

• Homopolisacáridos de reserva – Almidón – Glucógeno

• Heteropolisacáridos

Polisacáridos Homopolisacáridos estructurales • Son los polisacáridos más abundantes y están constituidos por un solo tipo de monosacárido. • Su función es proporcionar soporte y protección a diversas estructuras y organismos • Los de mayor importancia biológica son celulosa y quitina

Polisacáridos. Homopolisacáridos estructurales Celulosa • Polímero lineal de moléculas de β-D-glucosa con enlaces β(1 4) • Entre las moléculas de una misma cadena es establecen además enlaces de puente de hidrógeno intracatenarios • Además, las cadenas lineales se disponen en paralelo y se mantienen estrechamente unidas con otras mediante enlaces de puente de hidrógeno intercatenarios (entre distintas cadenas) • Todo ello conforma una estructura en forma de fibras de celulosa, de gran resistencia

Polisacáridos. Homopolisacáridos estructurales Celulosa

Polisacáridos. Homopolisacáridos estructurales Celulosa • La celulosa constituye el entramado esencial de la pared celular vegetal • La celulosa es insoluble en agua y sólo puede ser hidrolizada totalmente a glucosa por algunas enzimas (celulasas) producidas por microorganismos como las bacterias de la flora intestinal de animales herbívoros, o como los protozoos que viven en el intestino de las termitas

Polisacáridos. Homopolisacáridos estructurales Quitina • Polímero lineal de N-acetil-β-D-glucosamina con enlaces β(1 4) • Forma parte del exoesqueleto de los artrópodos y de las paredes celulares de los hongos • Su estructura es similar a la de la celulosa y, como ella, forma capas alternas. Esta cualidad les confiere a los organismos una gran resistencia y dureza

Polisacáridos Homopolisacáridos de reserva • Los seres vivos almacenan la glucosa (monosacáridos) en forma de polisacáridos de reserva, que se acumulan en gránulo insolubles en el citoplasma celular • Ese tipo de almacenamiento no provoca aumento de la presión osmótica, como ocurriría si se almacenaran moléculas libres de glucosa • Los homopolisacáridos de reserva con mayor interés biológico son almidón y glucógeno

Polisacáridos. Homopolisacáridos de reserva Almidón • Es el homopolisacárido de reserva de las células vegetales. • Está formado por una mezcla de dos componentes con diferentes estructuras: – Amilosa, constituida por cadenas largas no ramificadas de moléculas de α-D-glucosa – Amilopectina, muy ramificada, con esqueleto de monómeros de α-D-glucosa y diversos puntos de ramificación con enlace

• El almidón se encuentra en los plastos de las células vegetales, y es abundante en los órganos de reserva de las plantas, como tubérculos, o raíces, y en las semillas • Se hidroliza por enzimas específicas, llamadas amilasas, que se sintetizan en la mayoría de los organismos.

Polisacáridos. Homopolisacáridos de reserva Almidón

Polisacáridos. Homopolisacáridos de reserva Glucógeno • Es el homopolisacárido de reserva de las células animales • Su constitución es similar a la de las cadenas de amilopectina, aunque posee más ramificaciones • Se almacena en forma de gránulos en el hígado y en el músculo esquelético, donde se hidroliza fácilmente y rinde gran cantidad de glucosa cuando se requiere

Polisacáridos. Homopolisacáridos de reserva Glucógeno

Polisacáridos Heteropolisacáridos • Son polisacáridos formados por diferentes monosacáridos • Los principales por su importancia biológica son: – Pectinas. Se encuentran en la pared celular de las células vegetales, formando una matriz en la que se disponen las fibras de celulosa – Peptidoglucanos. Están formados por una cadena principal a la que se unen cadenas cortas de aminoácidos. Forman parte de la pared bacteriana. También reciben el nombre de mureína – Heparina. Es una glucosaminoglucano que actúa como sustancia anticoagulante – Otras; gomas, mucílagos, agar-agar

Heterósidos • Moléculas de gran variedad, constituidas por un glúcido unido a un molécula no glucídica • En función de la naturaleza de la molécula no glucídica, se distinguen las siguientes clases – Glucolípidos. – Glucoproteínas

• Algunos glucolípidos y glucoproteínas están presentes en la superficie externa de la membrana (glucocálix)

Ejercicios glúcidos • Libro, actividades 3, 4, 5, 6, 15

PAGS. 138 – 139 LIBRO

LÍPIDOS

• Son un grupo de sustancias orgánicas muy heterogéneo desde el punto de vista estructura y funcional • Formados por C, O e H, y en múltiples ocasiones P y S • A diferencia de los glúcidos, la cantidad de O en estos compuestos es muy inferior a C e H, lo que determina sus propiedades • No son solubles en agua, pero sí son solubles en disolventes apolares orgánica como el éter, cloroformo, xileno, o benceno • Entre las funciones biológicas de los lípidos cabe destacar: – F. Estructural (p.ej., elementos mayoritarios de las membranas) – F. Energética. Reservas para el almacenamiento de energía (p.ej. triacilglicéridos) – F. Vitamínica y hormonal. Muchas de las vitaminas y hormonas presentes en los vertebrados son lípidos o derivados)

• Existen distintas clasificaciones de lípidos. La principal se basa en la presencia o ausencia de ácidos grasos, que determinan reacciones de saponificación – Lípidos saponificables. Lípidos compuestos por ácidos grasos, que dan lugar a reacciones de saponificación • • • •

Acilglicéridos (grasas, p.ej. Triacilglicéridos) Ceras Fosfolípidos Esfingolípidos

– Lípidos insaponificables. No contienen ácidos grasos, y por ello no dan lugar a reacciones de saponificación • Terpenos. Algunas vitaminas, como las vitaminas A, E y K • Esteroides. Esteroles (p.ej. Colesterol), hormonas esteroideas, ácidos biliares

Ácidos grasos • Compuestos orgánicos formados por una cadena hidrocarbonada larga y un grupo carboxilo (-COOH) • La cadena puede ser saturada, cuando solo presenta enlaces sencillos, o insaturada (presenta al menos un doble enlace) • Por este motivo, los ácidos grasos se pueden dividir en saturados o insaturados

Ácidos grasos Saturados • No tienen dobles enlaces y suelen ser sólidos a temperatura ambiente, debido a su mayor punto de fusión • Ejemplo; ácido palmítico, ácido esteárico, ácido decanoico

Ácidos grasos Insaturados • Presentan en su cadena carbonada uno (monoinsaturados) o más (poliinsaturados) dobles enlaces. • Generalmente son líquidos a temperatura ambiente, debido a su menor punto de fusión • Ejemplos; ácido oléico (monoinsaturado)

Ácidos grasos Propiedades fisicoquímicas • Son anfipáticos. Poseen una zona polar (extremo –COOH), de carácter hidrófilo, y otra parte apolar, que es la cadena carbonada, de carácter hidrófobo

• El grado de insaturación y la longitud de la cadena carbonada determina el punto de fusión. – Cuanto mayor sea la longitud de la cadena, mayor punto de fusión. – En cuanto a la presencia de dobles enlaces (insaturaciones), reducen el punto de fusión

Ácidos grasos Propiedades fisicoquímicas • Reaccionan con los alcoholes formando ésteres y liberando agua (REACCIÓN DE ESTERIFICACIÓN)

LÍPIDOS SAPONIFICABLES • Se hidrolizan (p.ej. Triacilglicerol) en presencia de álcalis (disoluciones de NaOH, KOH) formando sales de sodio o potasio (jabones). • A esta reacción se le llama SAPONIFICACIÓN

LÍPIDOS SAPONIFICABLES Grasas (acilglicéridos) • Formadas a partir de la esterificación de la glicerina con una, dos o tres moléculas de ácidos grasos, dando lugar a monoacilglicéridos, diacilglicéridos o triacilgicéridos respectivamente • Las grasas más abundantes son los triacilglicéridos

LÍPIDOS SAPONIFICABLES Grasas (acilglicéridos) • Las grasas son molécula apolares y prácticamente insolubles en agua, debido a que los grupos hidroxilo (-OH), de la glicerina, que son polares, están unidos mediante enlace éster

LÍPIDOS SAPONIFICABLES Grasas (acilglicéridos) • Se pueden clasificar en: – De origen vegetal. Contienen ácidos grasos insaturados (al menos 1 doble enlace) lo que determina un punto de fusión bajo y que sean líquidos a temperatura ambiente. Ejemplo; grasas propias de semillas de girasol, maíz, soja, aceitunas, etc. – De origen animal. Contienen en su mayoría ácidos grasos saturados, de elevado punto de fusión y por ello sólidos temperatura ambiente. Ejemplo; mantequilla

LÍPIDOS SAPONIFICABLES Grasas (acilglicéridos) • Entre las funciones de las grasas cabe destacar: – Reserva energética tanto en animales como en vegetales. En vegetales se acumulan en vacuolas de las células vegetales, y en los mamíferos en células especializadas del tejido adiposo (adipocitos) – Aislante térmico, conformando una gruesa capa de grasa bajo la piel de determinados animales de climas fríos

LÍPIDOS SAPONIFICABLES Ceras (también denominadas céridos) • Moléculas resultantes de la esterificación de ácidos grasos de cadena larga con monoalcoholes también de cadena larga • Debido a que los dos extremos de la cadena tienen naturaleza hidrófoba son sustancias muy insolubles en agua • Por ello realizan funciones de protección y revestimiento. A modo de ejemplo, en animales vertebrados recubren e impermeabilizan la piel el pelo y las plumas, en insectos el exoesqueleto, y en las plantas forman una película que recubre hojas, flores, frutos y tallos jóvenes.

LÍPIDOS SAPONIFICABLES Fosfolípidos • También denominados fosfoglicéridos o glicerofosfolípifos • Químicamente, están formados por una molécula de glicerina unida por un C a una molécula de ácido fosfórico y por los otros dos C a sendos ácidos grasos

LÍPIDOS SAPONIFICABLES Fosfolípidos • Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas; posee una región polar hidrófila (grupo fosfato) y otra región polar hidrófoba formada por las cadenas de los ácidos grasos

LÍPIDOS SAPONIFICABLES Fosfolípidos • La naturaleza antipática de los fosfolípidos les permite dar lugar a estructuras básicas; bicapas y micelas 1. Bicapa. Cadenas hidrofóbicas se orientan hacia el interior, y las cabezas polar hacia el medio acuoso exterior 2. Micela. Forma más o menos esférica cuya superficie esta formada por cabezas polares expuestas al medio acuoso

LÍPIDOS SAPONIFICABLES Fosfolípidos • La principal función es la formación de membranas biológicas, tanto de células procariotas como eucariotas, en la que los fosfolípidos se organizan formando bicapas en las que se inserta el resto de componentes de la membrana

LÍPIDOS SAPONIFICABLES Fosfolípidos

LÍPIDOS SAPONIFICABLES Esfingolípidos • Semejantes a fosfolípidos, tanto estructural como funcionalmente; son sustancias antipáticas y cuando se sitúan en un medio acuosos se disponen formando bicapas • Su principal función biológica es formar parte de la estructura de todas las membranas de células eucariotas. • Son especialmente abundantes en las células que forman los tejidos del sistema nerviosos

LÍPIDOS SAPONIFICABLES Esfingolípidos • Químicamente están constituidos por: – Un aminoalcohol, generalmente esfingosina – Un ácido graso saturado o monoinstarurado – Un grupo de carácter polar de distinta naturaleza

Ver esquema, pág. 138 libro

• La esfingosina se une al ácido graso formando las unidades estructurales de todos los esfingolípidos; las ceramidas • Las ceramidas se caracterizan por presentar dos colas hidrófobas. • En función del grupo polar al que se una la ceramida los esfingolípidos se clasifican en esfingomielinas (ceramida + fosfocolina) y esfingoglucolípidos (ceramida + glúcido)

Esfingomielina

LÍPIDOS INSAPONIFICABLES • Son aquellos que no dan lugar a reacciones de saponificación (no pueden formar jabones) al carecer de ácidos grasos. • A pesar de que son menos abundantes que los lípidos saponificables, cumplen importantes funciones vitales (por ejemplo vitaminas, hormonas esteroideas) • Los más importantes son terpenos y esteroides.

LÍPIDOS INSAPONIFICABLES Terpenos • También denominados isoprenoides, puesto que derivan de la polimerización del isopreno • Muy abundantes en los vegetales • Ejemplos de terpenos son: – Vitamina A (interviene en procesos de visión) – Vitamina E (antioxidante) – Vitamina K (cuya carencia rovoca deficiencas en la coagulación de la sangre) – Xantofilas, carotenos (pigmentos) – Mentol, geraniol (compuestos de carácter aromático –esencias- en plantas superiores)

LÍPIDOS INSAPONIFICABLES Esteroides • Derivados de un compuesto cíclico formados por tres anillos de ciclohexano unidos a un ciclopentano

• Los esteroides más importantes son esteroles –entre los que destaca el colesterol y la vitamina D (su carencia provoca raquitismo)-, hormonas esteroides y ácidos biliares

LÍPIDOS INSAPONIFICABLES Esteroides - Colesterol • Se sintetiza en el hígado a partir de ácidos grasos • También se ingiere ya que forma parte de los tejidos grasos de los animales • Forma parte de la membrana plasmática de células animales • Influye en las propiedades de la membrana: – Mantiene su fluidez frente a fluctuaciones de temperatura y el grado de insaturación – Disminuye la permeabilidad de la bicapa lipídica frente a pequeñas moléculas solubles en agua

LÍPIDOS INSAPONIFICABLES Esteroides - Colesterol Ver imagen página 139 libro

LÍPIDOS INSAPONIFICABLES Esteroides – Hormonas esteroideas • De carácter hidrofóbico • Hormonas sexuales; testosterona en varones y estrógenos y progesterona en mujeres • Hormonas segregadas en la corteza suprarrenal (aldosterona y cortisol)

Esteroides – Ácidos biliares • Los más importantes son el ácido cólico y el desoxicólico, que componen la bilis