Las moléculas orgánicas forman a los seres vivos. En química, una molécula orgánica es una molécula que tiene una
estructura de carbono con algunos átomos de hidrógeno.
MACROMOLÉCULAS
Son moléculas muy grandes que se obtienen por las repeticiones de una o más unidades simples llamadas
“monómeros” unidas entre sí por fuerzas de Van der Waals (fuerza atractiva o repulsiva entre moléculas distintas
debidas al enlace covalente o a la interacción electrostática de iones), puentes de hidrógeno o interacciones
hidrofóbicas y por enlaces covalentes para dar origen a los polímeros.
Las subunidades individuales se conocen como monómeros, y una cadena larga de monómeros se llama polímero.
TIPOS DE MACROMOLÉCULAS
Glúcidos,lípidos,proteínas, ácidos nucleicos
-Deshidratación: se elimina agua para unir moléculas pequeñas
-Hidrólisis: se agrega agua para separar moléculas grandes
Isómeros
Los isómeros son moléculas orgánicas con fórmulas moleculares, pero disposición diferente de átomos. Son
variaciones en la arquitectura de una molécula.
CARBOHIDRATOS
Los carbohidratos son moléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno en una proporción 1:2:1 en
su fórmula química (CH2O)n.
Los carbohidratos son solubles en agua y son la fuente principal de energía para los seres vivos, además de tener
un papel estructural.
Monosacáridos:
Los monosacáridos son azúcares conformados por cadenas de 3-7 carbonos. Como tiene de 3-7 carbonos, según la
cantidad que tenga de carbonos, se le puede llamar triosa tetrosa pentosa hexosa heptosa. Los monosacáridos se
pueden clasificar en aldosa o cetosa dependiendo donde se localiza el grupo carboxilo.
EJEMPLOS DE MONOSACÁRIDOS:

Glucosa: Es el 2° más abundante de los carbohidratos, también se llama dextrosa o azúcar de uva, la
transporta la sangre y es el componente principal de muchos polímeros.
 Fructosa: tiene la misma fórmula química que la glucosa, pero diferenciándola por ser una cetosa. También
conocida como Levulosa. Es la azúcar de la fruta y la miel. Principal componente de la insulina.
 Galactosa: forma glucolípidos y glucoproteínas de las membranas celulares sobre todo las neuronas.
 También están la ribosa y la desoxirribosa que se localiza en los ácidos nucleicos formando el ARN (ribosa)
y el ADN (desoxirribosa).
Disacáridos:
Los disacáridos son dos azúcares que se unen por deshidratación mmediante enlace O-glicosídico (Se le llama Oglucosídico ya que se une por medio un oxígeno) o enlace éter.
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Algunas funciones de los disacáridos son:



Almacenan energía para corto plazo
Son dulces y cristalizables.
Están básicamente en las plantas.
Ejemplos:
a) Lactosa: glucosa + galactosa está en la leche y productos lácteos
b) Sacarosa: glucosa+ fructosa es la azúcar común
c) Maltosa: glucosa + glucosa se obtiene del almidón y se usa para cereales y cerveza.
Polisacáridos:
Los polisacáridos son muchos monómeros unidos, no son dulces y son insolubles en agua. Tienen función estructural
los que tienen enlace tipo β (OH hacia arriba) o función de reserva los que tienen enlace tipo α (OH hacia abajo).
Polisacárido de reserva
 Cuando un organismo requiere energía, el polisacárido se
rompe para liberar moléculas de azúcar.
Almidón o Amilopectina (plantas)
Glucógeno (animales)
Ambos son polímeros de glucosa
Polisacárido estructural
 Incluye celulosa en las plantas, quitina en los animales y
hongos y peptidoglucano en las bacterias.



Celulosa = monómero de glucosa.
Quitina = monómero unido a un grupo amino.
Peptidoglucano = cada monómero unido a una cadena
de aminoácido.
LÍPIDOS
Los lípidos son macromoléculas compuestas por carbono, hidrógeno, oxígeno y a veces presenta fósforo, nitrógeno
y azufre. Son solubles en compuestos orgánicos, insolubles en agua
Todos los lípidos son apolares e hidrofóbicos
Algunas de sus funciones son:




Componentes de las membranas biológicas.
Forma de almacenamiento de carbono y energía.
Precursores de otras importantes sustancias.
Constituyen barreras aislantes
ÁCIDOS GRASOS:
Contienen una larga cadena de carbono con un grupo ácido carboxilo en un
extremo. Las grasas y los aceites se forman por deshidratación a partir de 3
subunidades de ácido graso y un glicerol que es un alcohol formada por 3
carbonos. Esta unión da el nombre de Triglicéridos a los aceites y grasas.
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Las moléculas anfifílicas, también llamadas anfipáticas,
son
aquellas moléculas que
poseen
un
extremo hidrofílico o sea que es soluble en agua y
otro hidrófobo o sea que rechaza el agua.
Los ácidos grasos pueden ser saturado o insaturado.
SATURADOS:
– Sólidos a temperatura ambiente
– De origen animal
– Al no tener doble enlace en los carbonos,
la cadena se mantiene recta.
INSATURADOS:
–
Uno o más enlaces dobles (
–
De origen vegetal
–
Líquidos a temperatura ambiente
CERAS:
Las ceras son ácidos grasos de cadena larga con alcoholes de cadena larga, son sólidos a temperaturas ambientes e
insolubles en agua. No son fuente alimenticia. Su función principal es proteger superficies contra la desecación
LÍPIDOS COMPLEJOS:
Fosfolípidos: Su función principal es construir la membrana plasmática.
Glicerofosfolípidos: Su estructura está conformada por un diglicerol y un grupo fosfato. Al grupo fosfato pueden
unirse otros grupos no lipídicos, ejemplo: colina, serina, inositol, etanolamina.
ESTEROIDES
 Consisten en 4 anillos de carbono fusionados llamados “Ciclopentanoperhidrofenantreno”
 El más importante es el colesterol.
 Los esteroides se sintetizan a partir del colesterol.
Los esteroides que participan en gametogénesis son la testosterona, estrógeno
COLESTEROL





Molécula cíclica de 4 anillos.
Tiene OH.
Está en la membrana celular animal.
Origina sales biliares y hormonas
Origen: hígado, productos lácteos
Los lípidos se clasifican en saponificables e insaponificables
Todo producto debe declarar en su etiqueta alérgenos, ingredientes, lote y fecha de vencimiento
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Si me dicen el azúcar el resto es almidón, tener mas de 20% es mucho
PROTEINAS
Estos polímeros están formados por monómeros llamados aminoácidos y pueden ser de origen animal y vegetal.
AMINOÁCIDOS:




Es el bloque con el que se construyen las proteínas.
Hay 20 aminoácidos (10 esenciales y 10 no esenciales).
Los aminoácidos difieren en sus propiedades químicas y físicas como el tamaño,
solubilidad, carga eléctrica, porque su grupo R puede variar.
La unión entre dos aminoácidos se da por un enlace peptídico entre el grupo amino
de un aminoácido con el grupo carboxilo de otro aminoácido. Este enlace se forma
a través de la síntesis por deshidratación.
Clasificación de un aminoácido:
ESENCIALES
-
son aquellos que el propio organismo no puede sintetizar por
sí mismo.
Esto implica que la única fuente de estos aminoácidos en esos
organismos es la ingesta directa a través de la dieta.
Aminoácidos esenciales: histidina, isoleucina, leucina.
NO ESENCIALES
-
todos los aminoácidos que el cuerpo los puede
sintetizar
no necesita hacer la ingesta directa en una dieta.
Aminoácidos no esenciales: alanina, asparagina, ácido
aspártico
FORMACIÓN DE ZWITTERIÓN:

A pesar de que generalmente los aminoácidos se escriben con un grupo carboxílico (-COOH) y un grupo amino(NH2), su estructura real es iónica y depende del pH.

El grupo carboxílico pierde un protón, dando lugar a un ion carboxilato, y el grupo amino se protona y da lugar
a un ion amonio. A esta estructura se le denomina ion dipolar o zwitterión.
ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS:
a)
Estructura primaria: Es la secuencia de aminoácidos que constituyen la proteína. Cuando hay más de 50
aminoácidos, un polipéptido se llama proteína.
b) Estructura Secundaria: Se refiere al ordenamiento espacial de los aminoácidos que se encuentran en la
secuencia.
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Puede ser conformación de
hélice alfa: Cada grupo carbonilo peptídico se une mediante un enlace de hidrógeno
a un hidrógeno del grupo N-H de la siguiente vuelta de la hélice.
lámina beta: Otras proteínas consisten en muchas cadenas de polipéptidos que se pliegan una y otra vez, donde
puentes de hidrógeno mantienen unidas cadenas adyacentes de polipéptidos en una disposición de lámina plegada
triple hélice: Ejemplo el colágeno. La fuerte estructura de él es resultado de tres polipéptidos entretejidos como una
trenza formando una triple hélice.
c)
Estructura terciaria: Es el arreglo tridimensional de los aminoácidos
Tipo de interacciones: enlaces iónicos, puentes de hidrogeno, disulfuro, hidrofóbicas,
atracción de polos.
d) Estructura cuaternaria: Es una combinación de 2 o más subunidades proteicas para
formar una proteína biológicamente activa más grande.
DESNATURALIZACIÓN PROTEICA: Consiste en la pérdida de la estructura terciaria, por
romperse los puentes (interacciones) que forman dicha estructura. La mayoría de las
proteínas biológicas pierden su función biológica cuando están desnaturalizadas. Los agentes
que provocan la desnaturalización de una proteína se llaman agentes desnaturalizantes y
puede darse por la polaridad del disolvente, la fuerza iónica, el pH del medio y someter la
proteína a altas temperaturas.
ENZIMAS: Son estructuras a base de aminoácidos que tienen la función de catalizadores
biológicos. Los catalizadores aumentan la rapidez o velocidad de una reacción química y tienen una forma
tridimensional única que reconoce o se une a un grupo pequeño de moléculas que reaccionan con él llamadas
sustratos.
Las enzimas realizan la tarea fundamental de disminuir la energía de activación, es decir la cantidad de energía que
se debe agregar a una reacción para que esta comience.
CINÉTICA ENZIMÁTICA: Es el análisis cuantitativo del efecto de cada uno de los factores que intervienen en la
actividad enzimática, que se evalúa a través de la velocidad de la reacción catalizada. Los factores que hacen variar
la velocidad son:
a) las concentraciones de sustrato y enzima.
b) la temperatura y el pH del medio: aumentar o disminuir la temperatura fuera del rango tolerable de la enzima
puede afectar los enlaces químicos en el sitio activo, y causar que sean menos adecuados para la unión con los
sustratos. El pH también puede afectar la función enzimática. Los residuos de los aminoácidos del sitio activo a
menudo tienen propiedades ácidas o básicas que son importantes para la catálisis. Los cambios en pH pueden
afectar estos residuos y dificultar la unión con el sustrato. Las enzimas funcionan mejor dentro de cierto rango
de pH, y tal como sucede con la temperatura.
c) la presencia o ausencia de inhibidores: son moléculas que se unen a enzimas y disminuyen su actividad.
d) la concentración de coenzimas que pueden intervenir: son moléculas orgánicas no proteínicas que ayudan a la
activación o inhibición de la enzima.
e) La presencia de cofactores: son iones inorgánicos de tipo no proteínico que activan o inhiben las enzimas.
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LLAVE CERRADURA: La parte de la enzima donde se une el sustrato se llama el sitio activo (ya que ahí es donde
sucede la "acción" catalítica).
Función de las proteínas:
estructural, hormonal, movimiento, defensa, reserva, transporte, catalizador fuente de energía
Proteínas estructurales:
Histonas: están en el ADN para formar cromátidas
El colágeno y al elastina se encuentra en la pie
El fibroblasto: encargado de crear elastina y colágeno
Queratina está en el cabello
Proteínas hormonales
Proteínas que tiene función de señalización
Sistema nervioso neurotransmisores
Serotonina: creado por el triptófano. Ayuda a regular el estado de ánimo
Endocrino hormonas
Dopamina creada por L-tirosina, hormona de la felicidad
Oxitocina: fabricado a partir de 9 aminoácidos, se produce en el hipotálamo, hormona de amor.
Proteínas de movimiento
Tropomiosina, troponina, miosina, actina
Proteínas de reserva
Huevo: clara y yema
Leche: suero y caseína
Clasificación de la proteínas según la composición de su estructura
Holoproteínas: solo tienen aminoácidos. Globulares y fibrosas
Heteproteínas: tienen azucares, ácidos nucleicos, iones metálicos. Glucoproteínas, lipoproteínas, Nucleoproteínas,
Cromoproteínas
ÁCIDOS NUCLEICOS
presentes en todas las células y virus.
El término "ácido nucleico" es utilizado para describir unas moléculas específicas y grandes en la célula.
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Existen dos tipos de ácidos nucleicos química y estructuralmente distintos: el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el
ácido ribonucleico (ARN); ambos se encuentran en todas las células procariotas, eucariotas y virus.
El ADN funciona como el almacén de la información genética y se localiza en los cromosomas del núcleo, las
mitocondrias.
El ARN interviene en la transferencia de la información contenida en el ADN hacia los compartimientos celulares. Se
encuentra en el núcleo, el citoplasma, la matriz mitocondrial.
Nucleótidos
El ADN y el ARN son polímeros y se componen de monómeros conocidos como nucleótidos. Cuando estos
monómeros se combinan, la cadena resultante se llama polinucleótido
Composición de los ácidos nucleicos
1. Base nitrogenada, una purina o pirimidina.
2. Pentosa, una ribosa o desoxirribosa según el ácido nucleico.
3. Grupo fosfato, causante de las cargas negativas de los ácidos nucleicos y que le brinda características ácidas.
Las bases nitrogenadas son moléculas formadas de átomos de carbono y nitrógeno que crean anillos heterocíclicos.
Se conocen dos tipos de bases nitrogenadas: las purinas y las pirimidinas. Las purinas se componen de dos anillos
condensados, mientras que las pirimidinas están formadas por un solo anillo. Los átomos de carbono y nitrógeno de
los anillos se identifican mediante números naturales: del 1 al 6 para las pirimidinas y del 1 al 9 para las purinas.
Cada nucleótido en el ADN contiene una de cuatro posibles bases nitrogenadas: adenina (A), guanina (G) citosina (C)
y timina (T). La adenina y la guanina son purinas. En cambio, la citosina y la timina son . Los nucleótidos de ARN
tienen otra base tipo pirimidina llamada uracilo (U) en lugar de la timina.
símbolos: A, T, G, C y U.
Los azúcares
El azúcar de cinco carbonos del ADN se llama desoxirribosa, mientras que en el ARN el azúcar es la ribosa. Tienen
una diferencia: el segundo carbono de la ribosa tiene un grupo hidroxilo, mientras que el carbono equivalente en la
desoxirribosa tiene un hidrógeno en su lugar. Los átomos de carbono de una molécula de azúcar se numeran 1', 2',
3', 4' y 5' (1' se lee "uno prima)
El fosfato
Los nucleótidos pueden tener solo un grupo fosfato porque tenía tres que se iban a unir a la cadena pero se perdieron
dos.
Cadenas de polinucleótidos
una cadena de polinucleótidos tiene dos extremos que son distintos entre sí. En el extremo 5', o inicio de la cadena,
sobresale el grupo fosfato unido al carbono 5' del primer nucleótido. En el otro extremo, llamado extremo 3', está
expuesto el hidroxilo unido al carbono 3' del último nucleótido. Las secuencias de ADN generalmente se escriben en
la dirección 5' a 3', lo que significa que el nucleótido del extremo 5' es el primero y el nucleótido del extremo 3' es el
último.
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Conforme se agregan nuevos nucleótidos a una cadena de ADN o ARN, esta crece en su extremo 3', cuando se une
el fosfato 5′ del nucleótido entrante al grupo hidroxilo en el extremo 3' de la cadena. Esto produce una cadena en la
que
cada
azúcar
se une
a sus
vecinos por una serie de enlaces llamados enlaces fosfodiéster.
Características del ADN
En el ácido desoxirribonucleico, o ADN, las cadenas se encuentran normalmente en una doble hélice, una estructura
en la que dos cadenas emparejadas (complementarias) se unen entre sí, como se muestra en el diagrama de la
izquierda. Los azúcares y los fosfatos se encuentran en el exterior de la hélice y constituyen el esqueleto del ADN;
esta parte de la molécula se suele llamar esqueleto de azúcar-fosfato. Las bases nitrogenadas se extienden hacia el
interior, en parejas, como los peldaños de una escalera; las bases de un par se unen entre sí mediante puentes de
hidrógeno.Las dos cadenas de la hélice corren en direcciones opuestas, lo que significa que el extremo 5′ de una
cadena se une al extremo 3′ de su cadena correspondiente. Esto se conoce como orientación antiparalela y es
importante al copiar ADN.
Entonces, ¿dos bases cualquiera puede decidir unirse y formar un par en la doble hélice? La respuesta es un no
definitivo. Debido a los tamaños y los grupos funcionales de las bases, el apareamiento de las bases es sumamente
específico: A solo puede unirse con T y G solo puede unirse con C, como se muestra a continuación. Esto significa
que las dos cadenas de una doble hélice de ADN tienen una relación muy predecible entre ellas.Por ejemplo, si sabes
que la secuencia de una cadena es 5'-AATTGGCC-3 ', la cadena complementaria debe tener la secuencia 3'TTAACCGG-5'. Esto permite a cada base unirse con su pareja:
Se dice que dos secuencias de ADN son complementarias cuando sus bases pueden emparejarse y unirse entre sí de
forma antiparalela, formando una hélice.
Características del ARN
A diferencia del ADN, el ácido ribonucleico (ARN) generalmente tiene una sola cadena. El nucleótido de una cadena
de ARN tendrá ribosa (un azúcar de cinco carbonos), una de las cuatro bases nitrogenadas (A, U, G y C), y un grupo
fosfato. Aquí, veremos los tres tipos principales de ARN: el ARN mensajero (ARNm), el ARN ribosomal (ARNr), y el
ARN de transferencia (tRNA).
estructura del ATP
El trifosfato de adenosina, o ATP, es una molécula pequeña relativamente simple. Esta puede ser considerada como
la principal moneda energética de las células, así como el dinero es la principal moneda económica de las sociedades
humanas. La energía liberada por la hidrólisis (degradación) del ATP se utiliza para impulsar muchas reacciones
celulares que requieren energía. Estructuralmente, el ATP es un nucleótido de ARN que lleva una cadena de tres
fosfatos. En el centro de la molécula se encuentra un azúcar de cinco carbonos, una ribosa, que se une a la base
nitrogenada adenina y a la cadena de tres fosfatos.
El ATP es inestable debido a las tres cargas negativas adyacentes en su cola fosfato, la cuales no se "quieren" e
intentan alejarse entre ellas. Los enlaces entre los grupos fosfato se llaman enlaces fosfoanhídridos y puedes
encontrar que se conocen como enlaces de "alta energía".
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Hidrólisis del ATP
¿Por qué se considera que los enlaces fosfoanhídridos son de alta energía? Lo que esto realmente significa es que
se libera una cantidad apreciable de energía cuando uno de estos enlaces se rompe en una reacción
de hidrólisis (ruptura mediada por agua). El ATP se hidroliza a ADP en la siguiente reacción:
Como la mayoría de las reacciones químicas, la hidrólisis de ATP en ADP es reversible. La reacción inversa, que
regenera ATP a partir de ADP y Pi, requiere energía. La regeneración de ATP es importante porque las células tienden
a usar (hidrolizar) las moléculas de ATP muy rápidamente y dependen de que el ATP sea reemplazado
constantemente.
Puedes considerar al ATP y al ADP como una especie de batería recargable, en sus formas cargada y descargada
(como se muestra anteriormente). El ATP, la batería cargada, tiene energía que puede ser utilizada para alimentar
reacciones celulares. Una vez que la energía ha sido utilizada, la batería descargada (ADP) debe recargarse antes
poder
de poder.
del ATP es
hidrólisis:
usarla de nuevo como fuente
La reacción de regeneración
la reacción inversa de la
Podrías pensar: ¿que no le queda todavía un enlace fosfoanhídrido de alta energía al ADP? Sí, aún le queda uno y,
en ciertas circunstancias, ese enlace puede ser hidrolizado para liberar más energía (lo que genera monofosfato de
adenosina, AMP, y un fosfato inorgánico).
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