Carbohidratos y Lípidos en Biología

Biología Celular - Bloque 1: Introducción

• La unidad didáctica 2 se centra en la composición de las células.

• El guion de la unidad didáctica 2 abarca moléculas de células y membranas celulares.

2.1 Moléculas de las células

• Las células son estructuras complejas y diversas, capaces de replicarse y desempeñar funciones especializadas en organismos pluricelulares.
• Las células están fundamentalmente compuestas de agua, iones inorgánicos y moléculas orgánicas (que contienen carbono).

El agua

• El agua representa el 70% o más de la masa celular.
• Es una molécula polar, permitiendo formar puentes de hidrógeno entre sí y con otras moléculas polares, o interaccionar con iones cargados.
• Los iones y moléculas polares son solubles en agua (hidrófilas); mientras que las moléculas no polares son escasamente solubles en medio acuoso (hidrófobas).

Iones inorgánicos

• Representan alrededor del 1% de la masa celular.
• Intervienen en numerosos aspectos del metabolismo celular.
• Destaca la presencia de sodio (Na+), potasio (K+), magnesio (Mg2+) y calcio (Ca2+). También están implicados fosfato (HPO42-), cloro (Cl-), y bicarbonato (HCO3-).

Moléculas orgánicas

• Compuestas de carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
• Representan entre el 80% y el 90% del peso seco de la mayoría de las células.
• Son macromoléculas formadas por la polimerización de precursores de bajo peso molecular (aminoácidos, nucleótidos o azúcares simples).

2.1 A) Carbohidratos

• Los azúcares simples (monosacáridos) son nutrientes esenciales para las células, proporcionando energía y materia prima para la síntesis de otros compuestos.
• Los polisacáridos, formas de reserva de azúcares, también actúan como componentes estructurales de la célula.
• Ejemplos importantes: glucógeno y almidón, polisacáridos de reserva en animales y plantas respectivamente, constituidos por moléculas de glucosa unidas por enlaces glicosídicos.
• Celulosa, componente estructural de la pared celular vegetal, formada por enlaces b (1-4) que la hacen resistente.

2.1 B) Lípidos

• Desempeñan funciones cruciales en las células, incluyendo ser una principal fuente de energía y ser el componente principal de las membranas celulares.
• Existen diferentes tipos, como los ácidos grasos con cadenas hidrocarbonadas (entre 16-18 átomos de carbono) con un grupo carboxilo terminal. Los ácidos grasos saturados son insolubles en agua.
• Los triglicéridos son formas de almacenamiento de ácidos grasos.
• Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas con dos regiones: una polar (hidrofílica) y otra no polar (hidrofóbica) constituyendo la estructura básica de las membranas celulares. Ejemplos importantes son los fosfolípidos, los glicolípidos y el colesterol.
• El colesterol regula la fluidez de la membrana.

2.1 C) Ácidos nucleicos

• Son las principales moléculas de información de la célula.
• El ADN es el material genético, presente en el núcleo y en mitocondrias de células eucariotas.
• El ARN participa en distintas actividades celulares, incluyendo mensajero (ARNm), ribosómico (ARNr) y de transferencia (ARNt) para la síntesis de proteínas.
• Los nucleótidos están compuestos de una base nitrogenada (purina o pirimidina), un azúcar (desoxirribosa o ribosa), y uno o más grupos fosfato, unidos por enlaces fosfodiéster.

2.1 D) Proteínas

• Son las macromoléculas más variadas, realizando funciones esenciales en las células y tejidos, incluyendo estructurales, transporte, almacenamiento, transmisión de información (hormonas proteicas) y defensa (anticuerpos).
• Constuidas por 20 aminoácidos distintos.
• Los aminoácidos se unen mediante enlaces peptídicos formando cadenas polipeptídicas.
• Las proteínas adquieren estructuras tridimensionales complejas (primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria) que determinan su función.
• La estructura tridimensional se analiza mediante la cristalografía de rayos X.

2.2 Membranas celulares

• Las membranas celulares separan el interior celular de su entorno y delimitan los compartimentos celulares.
• Presentan una estructura de bicapa lipídica.
• Las proteínas asociadas a la membrana desempeñan funciones especializadas, como transporte, reconocimiento y señalización intercelular.