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Carbohidratos

• Los carbohidratos son biomoléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno.
• Son solubles en agua y tienen un sabor dulce.
• Su función principal es proporcionar energía al cuerpo.
• Pueden ser simples o complejos.

### Homopolisacáridos

• Los homopolisacáridos contienen un solo tipo de monómero.
• Entre los homopolisacáridos se encuentran el almidón y el glucógeno, que sirven para almacenar monosacáridos como combustible biológico.
• La celulosa y la quitina son ejemplos de homopolisacáridos que funcionan como elementos estructurales en las paredes celulares de las plantas y en el exoesqueleto de los animales.

Heteropolisacáridos

• Los heteropolisacáridos están formados por dos o más tipos diferentes de monómeros.
• Proporcionan protección, forma y soporte a las células, tejidos y órganos.
• El peptidoglucano, que compone la capa rígida de la envoltura de las células bacterianas, es un ejemplo de heteropolisacárido, formado por dos unidades alternantes de monosacáridos.

### Lípidos

• Los lípidos son biomoléculas orgánicas insolubles en agua pero solubles en solventes orgánicos como éter, cloroformo y alcohol.
• Tienen funciones importantes como la formación de membranas celulares, el almacenamiento de energía y la señalización celular.

Triglicéridos (grasas y aceites)

• Son la principal forma de almacenamiento de energía en los animales.
• Están formados por una molécula de glicerol unida a tres ácidos grasos.

Fosfolípidos

• Componen la estructura básica de las membranas celulares.
• Son moléculas anfipáticas, con una cabeza hidrofílica soluble en agua y dos colas hidrofóbicas insolubles en agua.
• Están formados por dos ácidos grasos, un grupo fosfato y una molécula de glicerol.

Esteroles (incluyendo colesterol)

• Son componentes estructurales de las membranas celulares y precursores de hormonas esteroides.
• Tienen una estructura de cuatro anillos de carbono fusionados.

Glucolípidos

• Participan en el reconocimiento y comunicación celular.
• Están formados por la combinación de lípidos con carbohidratos.
• Pueden derivar del glicerol o de un alcohol llamado esfingol.
• Se forman a partir de la ceramida, que se une a un glúcido, puede ser glucosa, galactosa o un oligosacárido.

Funciones de los lípidos

• Almacenamiento de energía: los triglicéridos se metabolizan, liberando más del doble de energía por gramo que los carbohidratos o las proteínas.
• Componentes estructurales de las membranas celulares: los fosfolípidos y el colesterol son esenciales para la estructura y función de las membranas celulares.
• Precursores de hormonas esteroides: el colesterol es precursor de hormonas como la testosterona, el estrógeno y la progesterona.
• Aislamiento térmico: los lípidos ayudan a mantener la temperatura corporal.
• Protección de órganos: los lípidos sirven como amortiguadores y protegen los órganos internos.

Nucleótidos

• Los nucleótidos son los constituyentes de los ácidos nucleicos: ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN).
• También participan en la estructura de todas las proteínas y, en última instancia, de todas las biomoléculas y componentes celulares.
• Tienen la capacidad de almacenar y transmitir información genética sobre la naturaleza química de una generación a la siguiente, lo que es fundamental para la vida.

ADN

• Un segmento de ADN que contiene la información necesaria para la síntesis de un producto biológico funcional, proteína o ARN, se denomina gen.
• Las únicas funciones conocidas del ADN son el almacenamiento y la transmisión de la información biológica.

ARN

• Existen tres clases de ARN con diferentes funciones:
  • Los ARN ribosómicos (ARNr) son componentes de los ribosomas, complejos que llevan a cabo la síntesis de proteínas.
  • Los ARN mensajeros (ARNm) transportan información genética del ADN a los ribosomas para la síntesis de proteínas.
  • Los ARN de transferencia (ARNt) transportan aminoácidos a los ribosomas durante la síntesis de proteínas.

Coenzimas

• Son moléculas orgánicas que actúan junto a las enzimas para catalizar reacciones químicas.
• Muchas coenzimas son derivados de vitaminas.

Coenzimas y sus funciones

• Nicotinamida Adenina Dinucleótido (NAD+) : Actúa en reacciones de óxido-reducción, esencial en la respiración celular.
• Nicotinamida Adenina Dinucleótido Fosfato (NADP+): Participa en reacciones anabólicas como la síntesis de ácidos grasos y colesterol.
• Flavina Adenina Dinucleótido (FAD): Actúa en reacciones de óxido-reducción, importante en la cadena de transporte de electrones.
• Piridoxal Fosfato (PLP): Involucrada en el metabolismo de aminoácidos y la síntesis de neurotransmisores
• Tiamina Pirofosfato (TPP): Participa en la descarboxilación de ácidos alfa-ceto y en la vía de las pentosas fosfato.
• Biocitina: Involucrada en la carboxilación de compuestos orgánicos, crucial en la gluconeogénesis y la síntesis de ácidos grasos.
• Tetrahidrofolato (THF): Importante en la transferencia de grupos de un carbono en la síntesis de nucleótidos y aminoácidos.
• Cobalamina (Coenzima B12): Participa en la síntesis de ADN y en el metabolismo de ácidos grasos y aminoácidos.

Proteínas

• Las proteínas son biomoléculas orgánicas esenciales para la estructura, función y regulación de los tejidos y órganos del cuerpo humano.
• Están formadas por aminoácidos.
• Hay 20 aminoácidos diferentes, cada uno con una cadena lateral (R) distinta.
• Todos los aminoácidos contienen un grupo carboxilo (ácido) (-COOH) y un grupo amino (-NH2).

Enlace peptídico

• El enlace peptídico es un enlace covalente que se forma entre dos aminoácidos, en el que se pierde una molécula de agua.
• Es una reacción de condensación.
• La unión de pocos aminoácidos forma un oligopéptido.
• La unión de muchos aminoácidos forma un polipéptido.
• Las proteínas tienen masas moleculares superiores.

Estructura de las proteínas

• Las proteínas tienen cuatro niveles de organización:

Estructura primaria:

• Es la secuencia lineal de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos.
• El enlace peptídico tiene carácter parcial de doble enlace, lo que significa que no puede girar libremente.

Estructura secundaria:

• La secuencia de aminoácidos interactúa a través de enlaces de hidrógeno.
• La cadena se pliega en alfa hélice y en láminas beta, lo que proporciona estabilidad y forma a la proteína.

Estructura terciaria:

• Se refiere a la estructura tridimensional de la proteína, con todos sus plegamientos y giros.
• Se estabiliza por interacciones entre las cadenas laterales de los aminoácidos.

Estructura cuaternaria:

• Se refiere a la unión de dos o más cadenas polipeptídicas (subunidades) para formar una proteína completa.
• Las subunidades pueden ser idénticas o diferentes.

Clasificación de los aminoácidos

• Los aminoácidos se clasifican según su polaridad:

Grupos R apolares alifáticos:

• Sus cadenas laterales (R) tienden a agruparse entre sí en las proteínas, mediante interacciones hidrofóbicas (repelen el agua).
• Estos aminoácidos son:
  • Glicina
  • Alanina
  • Prolina
  • Valina
  • Leucina
  • Isoleucina
  • Metionina

Grupos R apolares aromáticos:

• Son relativamente apolares (hidrofóbicos) debido a sus cadenas aromáticas.
• Estos aminoácidos son:
  • Fenilalanina
  • Tirosina
  • Triptofano

Grupos R polares, sin carga

• Sus R son polares y más solubles en agua.
• Contienen grupos funcionales que forman puentes de hidrógeno con el agua.
• Estos aminoácidos son:
  • Serina
  • Treonina
  • Cisteína
  • Asparagina
  • Glutamina

Grupos R cargados positivamente (pH básico)

• Estos aminoácidos son:
  • Lisina
  • Arginina
  • Histidina

Grupos R cargados negativamente (pH ácido)

• Estos aminoácidos son:
  • Aspartato
  • Glutamato

Propiedades de los aminoácidos

• Son anfóteros, pueden ceder y captar protones.
• Si el medio es muy básico, los aa tienen carga negativa, si es un aa muy ácido, será positivo.

Funciones de las proteínas

• Estructural: Las proteínas son responsables del soporte y forma del cuerpo.
• Enzimática: Las enzimas son proteínas que catalizan reacciones químicas en el cuerpo.
• Transporte: Algunas proteínas transportan sustancias a través de las membranas celulares o a través del cuerpo.
• Hormonal: Algunas proteínas actúan como hormonas, que son mensajeros químicos que regulan las funciones del cuerpo.
• Inmunitaria: Los anticuerpos son proteínas que ayudan a proteger el cuerpo contra la infección.
• Contracción Muscular: La acitina y la miosina son proteínas que ayudan a la contracción muscular.
• Almacenamiento: Algunas proteínas almacenan nutrientes, como la albúmina.