Es una sustancia química que contiene carbono,
formando enlaces carbono-carbono y carbono. En
muchos casos
contienen oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, boro, halógenos y
otros elementos menos frecuentes en su estado natural. Estos compuestos se denominan moléculas organicas.
Algunos compuestos del
carbono, carburos, los carbonatos y
los óxidos de carbono, no son moléculas
organicas. La principal característica de estas sustancias es que
arden
y pueden ser quemadas (son compuestos combustibles). La mayoría de los
compuestos organicos se producen de forma artificial
mediante síntesis química aunque algunos todavía
se extraen de fuentes naturales.
Papel central del
carbono
Un atomo de carbono puede formar cuatro enlaces covalentes
§ con cuatro atomos diferentes como maximo.
En términos del
papel biológico del
carbono, es de gran importancia que sus atomos pueden formar enlaces
entre sí y así, formar cadenas largas.
En general, una molécula organica
§ deriva su configuración final de la disposición de
sus atomos de carbono, que constituyen el esqueleto o columna de la
molécula. La configuración de la molécula, a su
vez, determina muchas de sus propiedades y su función dentro de los
sistemas vivos.
En los siguientes modelos, las esferas lilas
representan a los atomos de carbono y las esferas azules, mas
pequeñas, representan a los atomos de hidrógeno.
Las varillas de los modelos -y las líneas en las fórmulas
estructurales- representan enlaces covalentes, cada uno de los cuales
esta formado por un par de electrones. Nótese que cada atomo de carbono forma cuatro
enlacescovalentes.
Los carbohidratos
Son la fuente primaria de energía química para los sistemas
vivos. Los mas simples son los
monosacaridos ('azúcares simples'). Los
monosacaridos pueden combinarse para formar disacaridos
('dos azúcares') y polisacaridos (cadenas de muchos
monosacaridos).
2
I. LOS ACIDOS GRASOS.
Los acidos grasos constituyen un grupo particular de acidos
carboxílicos, en los que el grupo carboxilo ( COOH) esta unido a
una larga cadena con un número impar de atomos de carbono,
razón por la cual ,el número total de atomos de carbono de
un acido graso es siempre par. Esto es debido a su biogenésis:
las enzimas que construyen los acidos grasos añaden carbonos a la
cadena de dos en dos.
Su función es de reserva energética, y pueden esterificarse (a
través del
enlace éster) con alcoholes formando ésteres, que se hidrolizan a
su vez recomponiendo sus constituyentes. Asimismo pueden saponificarse con
alcalis, obteniéndose jabones (sales organicas). Su
principal propiedad es su comportamiento anfipatico, derivado del
hecho de poseer una zona lipófila en su molécula (la cadena
hidrocarbonada), y otra hidrófila (el radical acido COOH), lo que
les hace insolubles en agua, formando micelas mono ó bicapa.
Los acidos grasos tienenentre 14 y 24 carbonos, aunque
predominan los de 16 y 22 carbonos.
La parte que contiene el grupo carboxilo (COOH) manifiesta carga negativa en
contacto con el agua, por lo que presenta caracter acido. El resto de la molécula no presenta polaridad (apolar) y es
una estructura hidrófoba (repele al agua). Como la cadena apolar es mucho mas
grande que la parte con carga (polar), la molécula no se disuelve en
agua.
Los acidos grasos se clasifican en saturados e
insaturados.
Acidos Grasos Saturados : Grasas sólidas
de cadena lineal . Sus componentes no tienen uma proporción definida como
en los hidratos de carbono y presentan sólo una pequeña cantidad
de atomos de oxigeno. Ejemplo: C57 H110 O6
Los enlaces entre los carbonos son enlaces simples, con la misma distancia
entre ellos Å) y el mismo angulo
(110º ). Esta circunstancia permite la unión
entre varias moléculas mediante fuerzas de Van der Waals.
Cuanto mayor sea la cadena (mas carbonos), mayor es la
posibilidad de formación de estas interacciones débiles. Por ello, a temperatura ambiente, los acidos grasos
saturados suelen encontrarse en estado sólido.
Los acidos grasos saturados son predominantemente de origen animal
La cadena carbonada del acido es del tipo simple y su fórmula general podría
escribirse como
:
CH3-(CH2-CH2)n-CO2H. (Cadena Lineal) CH3( CH2)n COOH
Presentan terminación “ico” Ejemplo: Ac. Làurico (12 carbonos); Ac. Mirístico
(14 C)
Ac. Palmítico C)
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Acidos grasos Insaturados.
En ellos pueden aparecer enlaces dobles o triples entre loscarbonos de la
cadena. La distancia entre los carbonos no es la misma que la que hay en los
demas enlaces de la molécula, ni tampoco
los angulos de enlace (123º para enlace doble, 110º para
enlace simple). Esto origina que las moléculas tengan mas
problemas para formar uniones mediante fuerzas de Van der Waals entre ellas.
Por ello, a temperatura ambiente, los acidos grasos
insaturados suelen encontrarse en estado líquido.
Los acidos grasos insaturados son predominantemente de origen vegetal
Si el acido graso es insaturado, existe un doble enlace entre dos o mas
de los carbonos de la cadena, por lo que su fórmula general
podría escribirse como
CH3-(CH2-CH2)n-CH=CH-(CH2-CH2)n-CO2H.
La cadena puede tener mas de un doble enlace.
Algunos presentan terminación “eico”
Ejemplo: el palmitoleico (16 carbon
Los lípidos
Son moléculas hidrofóbicas que, como los
carbohidratos, almacenan energía y son importantes componentes
estructurales. Incluyen las grasas y los aceites, los
fosfolípidos, los glucolípidos, las ceras, y el colesterol y
otros esteroides.
Proteínas y aminoacidos
Proteínas: Son moléculas muy grandes compuestas de cadenas largas
de aminoacidos, conocidas como cadenas polipeptídicas.
A partir de sólo veinte aminoacidos diferentes
usados para hacer proteínas se puede sintetizar una inmensa variedad de
diferentes tipos de moléculas proteínicas, cada una de las cuales
cumple una función altamente específica en los sistemas vivos.
Acidos nucléicos y nucleótidos
Son moléculas complejas formadas por un grupo
fosfato, un azúcar de cinco carbonos y una base nitrogenada. Son los bloques estructurales de los acidos
desoxirribonucleico (DNA) y ribonucleico (RNA), que transmiten y traducen la
información genética. Los
nucleótidos también desempeñan papeles centrales en los
intercambios de energía que acompañan a las reacciones
químicas dentro de los sistemas vivos. El principal portador de
energía en la mayoría de las reacciones químicas que
ocurren dentro de las células es un
nucleótido que lleva tres fosfatos, el ATP.
Niveles de organización de la biología
MOLÉCULAS
LIPIDOS
Aminoacidos
Acidos nucléicos