Ciencias naturales básicas



Moléculas orgánicas: carbohidratos, lípidos y proteínas

Las moléculas orgánicas son aquellas moléculas relacionadas con los seres vivos. También, se conocen con los nombres de biomoléculas, biocompuestos o compuestos orgánicos. Carbohidratos, lípidos y proteínas, por ejemplo, están entre las principales clases de moléculas orgánicas. Además, están organizadas alrededor del carbono.

La química orgánica, es la rama de la química que estudia los biocompuestos. Sin embargo, incluye, en sus estudios, compuestos de carbono obtenidos artificialmente, como el nylon y el poliéster.
La química del carbono es relativamente simple. Su complejidad, deriva de la enorme cantidad de compuestos, que el carbono puede formar junto con otros pocos elementos.

Carbohidratos: la más común de las moléculas orgánicas

Los carbohidratos son compuestos orgánicos formados por carbono, hidrógeno y oxígeno. Los azúcares y los almidones son carbohidratos.

Azúcares

Los azúcares más simples se llaman monosacáridos. Fructosa, glucosa y galactosa, son ejemplos de ellos (figura 1).

La unión de dos monosacáridos da origen a un disacárido. La lactosa o azúcar de la leche, se forma por la unión de una glucosa y una galactosa. de igual manera, el azúcar que usamos en casa (sacarosa), está formado por la unión de glucosa y fructosa (figura 1).

Cuando se unen más de dos monosacáridos, se forman los polisacáridos. Estos, son moléculas grandes llamadas macromoléculas.

Moléculas orgánicas
Figura 1.

Polisacáridos

Los polisacáridos son fuente de energía para todos los seres vivos y proveen soporte estructural a las células vegetales. El almidón, la celulosa y el glucógeno, son ejemplos de polisacáridos.

Almidón

El almidón es una cadena de cientos y hasta de miles de moléculas de glucosa. Las plantas fabrican almidón para almacenar energía.

Las semillas de arroz, maíz y trigo, por ejemplo, contienen almidón que las plántulas usan como fuente de energía mientras adquieren la capacidad de hacer fotosíntesis. Papas y otras estructuras vegetales, almacenan energía en forma de almidón.

Celulosa

La celulosa es otro carbohidrato construido por las plantas. La celulosa es la macromolécula más abundante en la tierra. Por ejemplo, el papel, la madera y el algodón, contienen celulosa. 

Igual que el almidón, la celulosa es una cadena de miles de moléculas de glucosa. Sin embargo, se diferencian es la forma como las moléculas de glucosa se unen.

La celulosa no almacena energía pero brinda soporte estructural en las plantas.

Glucógeno

Los animales almacenamos energía en un carbohidrato llamado glucógeno, también formado por unidades de glucosa, que se almacena en el hígado y en los músculos.

Taller de lectura 1

  1. ¿Qué otros nombres reciben las moléculas orgánicas?
  2. ¿Cuáles son las principales clases de moléculas orgánicas?
  3. ¿Cómo se llama a la rama de la química que estudia los biocompuestos?
  4. ¿Qué son carbohidratos? Dé ejemplos
  5. ¿Cómo se llama a los azúcares simples?
  6. Dibuje, con sus nombres, las fórmulas de la galactosa, fructosa y glucosa.
  7. ¿Qué son disacáridos? Dé dos ejemplos.
  8. copie el dibujo que ilustra la formación de la sacarosa.
  9. ¿Cómo se forman los polisacáridos?
  10. Escriba las definiciones y demás características de almidón, celulosa y glucógeno.

Lípidos

El segundo grupo de moléculas orgánicas está formado por las grasas que también reciben el nombre de lípidos.

Los lípidos cumplen funciones importantes:

  • Sirven como aislante térmico.
  • Son fuente de energía.
  • Forman diversas estructuras y tejidos.
  • Forman las membranas celulares.

A nivel molecular, los lípidos están formados por ácidos orgánicos de largas cadenas de carbono, a los que llamamos ácidos grasos. Si los enlaces entre átomos de carbono, son sencillos, se dice que el ácido es saturado. los ácidos saturados forman lípidos o grasas sólidas de origen animal (grasa de cerdo y mantequilla). Pero, si la cadena de carbonos en el ácido, tiene uno o más enlaces dobles, el ácido se llama insaturado. Los ácidos insaturados forman grasas líquidas (aceites) de origen vegetal (figura 2).

Para completar la molécula de lípido, los ácidos grasos se combinan con un alcohol de tres carbonos, llamado glicerol. Es por esta razón, que a algunos lípidos se les llama glicéridos. dependiendo de si tienen uno, dos o tres ácidos grasos, se les llama glicéridos, diglicéridos o triglicéridos (figura 2).

moléculas orgánicas
Figura 2.

Si usted consume más carbohidratos de los que necesita, sus células convierten el exceso en triglicéridos que se almacenan en el tejido graso (adiposo).

Desde luego existen otros lípidos, además de los glicéridos. Por ejemplo, los eicosanoides entre los que están algunos aceites omega 3 y omega 6. Además, los terpenos que forman algunas vitaminas liposolubles. También, el colesterol y Los fosfolípidos entre otros.

Taller de lectura 2

  1. Químicamente, ¿Cómo se llaman las grasas?
  2. Escriba las cuatro funciones de los lípidos.
  3. A nivel molecular, ¿Cómo están formados los lípidos?
  4. ¿Qué son ácidos grasos saturados? Dé ejemplos.
  5. ¿Qué son ácidos grasos insaturados? Dé ejemplos.
  6. copie el dibujo que muestra los ácidos grasos saturados e insaturados.
  7. ¿Con qué alcohol se combinan los ácidos grasos para para completar la molécula de lípido?
  8. ¿Qué diferencia hay entre glicéridos, diglicéridos o triglicéridos?
  9. Copie el dibujo que muestra la estructura de un triglicérido.
  10. ¿Qué ocurre si usted consume más carbohidratos de los que necesita?
  11. ¿Qué otros lípidos existen, además de los glicéridos?

Proteínas: la más compleja de las moléculas orgánicas

Las proteínas realizan gran cantidad de tareas en los seres vivos:

  • Sirven como fuente de energía. El 10% de la energía que necesitamos, la obtenemos de las proteínas.
  • Nos protegen de las infecciones. Los anticuerpos son proteínas.
  • Forman estructuras corporales. Músculos, piel. uñas, cabello, etc., son fundamentalmente,  proteína.
  • Participan en procesos metabólicos. las enzimas y la mayoría de las hormonas son proteínas, la hemoglobina que lleva oxígeno a todos los tejidos, es una proteína.

Además, las proteínas son las moléculas orgánicas más grandes y complejas de las células.

Las proteínas están formadas por pequeños «bloques» llamados aminoácidos. Estos a su vez, están hechos de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y pequeñas cantidades de otros elementos. Para la especie humana hay 20 aminoácidos esenciales, que deben ser obtenidos mediante la ingestión de proteínas de origen animal y vegetal. William Cumming Rose, descubrió uno de esos aminoácidos, conocido hoy como treonina.

Los aminoácidos reciben el nombre de su estructura, pues tienen un radical amino (-NH2) y uno ácido (-COOH)

Los aminoácidos se unen entre sí por medio de enlaces peptídicos. Una cadena de aminoácidos se le llama polipéptido. La proteínas pueden estar formadas hasta por cuatro polipéptidos (figura 3).

Figura 3

Taller de lectura 3

  1. Escriba las cuatro tareas que realizan las proteínas en los seres vivos.
  2. ¿Cómo es llaman los pequeños «bloques» que forman a las proteínas?
  3. ¿De qué elementos están hechos los aminoácidos?
  4. ¿Cuántos aminoácidos son esenciales para la especie humana?
  5. ¿De dónde obtiene el hombre los aminoácidos esenciales?
  6. ¿Qué radicales hay en la estructura de un aminoácido?
  7. Copie el dibujo que muestra la estructura de un aminoácido.
  8. ¿Cómo se unen los aminoácidos se unen entre sí?
  9. ¿Qué nombre recibe una cadena de aminoácidos?
  10. ¿Cuántas cadenas de aminoácidos puede tener una proteína?
  11. Copie el dibujo que muestra la unión entre aminoácidos.