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Bioelementos
- Son los elementos químicos que forman los seres vivos.
- Todos están incluidos en la Tabla Periódica, no son elementos exclusivos de los seres vivos.
- Existen unos 70 diferentes.
- 25 están presentes en todos los seres vivos, el resto solo aparece en determinados grupos.
CLASIFICACIÓN DE LOS BIOELEMENTOS
● Bioelementos primarios →+90% (96,2%) s.v / forma parte de las biomoléculas
- C - H - O - N - P - S ● Bioelementos secundarios →+0,1% s.v
- Na - K - Ca - Mg - Cl ● Oligoelementos →-0,1% s.v
- Esenciales →mayoría de los organismos
- Fe - Cu - Zn - Mn - I - Ni - Co
- No Esenciales →Sólo están en grupos concretos
- Si - Li - Al - B - Mo
BIOELEMENTOS PRIMARIOS
- Poseen un número atómico bajo , por lo que los electrones compartidos en la formación de los enlaces se hallan próximos al núcleo y las moléculas originadas son estables.
- Los seis tienen capas electrónicas externas incompletas de este modo pueden formar fácilmente enlaces covalentes.
- El O y el N son muy electronegativos por lo que originan moléculas polares solubles en agua.
IMPORTANCIA DEL C Y N EN LA MATERIA VIVA
(no suele entrar pero es bueno saberlo)
- El C y el N presentan la misma afinidad para unirse al oxígeno o al hidrógeno , por lo que pasan con la misma facilidad del estado oxidado al reducido. Esto es de gran importancia, pues los procesos de oxidación-reducción son la base de muchos procesos químicos muy importantes y en particular de los relacionados con la obtención de energía como la fotosíntesis y la respiración celular.
- El C puede unirse mediante enlaces covalente con el N - H - O - S, de esta forma se introducen en el esqueleto de las moléculas orgánicas una gran variedad de grupos funcionales que proporcionan a las moléculas unas propiedades físicas y químicas características.
PRINCIPALES FUNCIONALES DE LOS BIOELEMENTOS
Bioelementos primarios : C - H - O - N - P - S
- Hidrógeno →Forma parte de todas las biomoléculas.
- Nitrógeno →Forma parte de biomoléculas importantes como las proteínas y los ácidos nucleicos.
- Fósforo →Se encuentra en los ácidos nucleicos, fosfolípidos, ATP, estructuras esqueléticas, etc. Bioelementos secundarios : Cl - Ca - Na - K - Mg
- Cloro →Interviene en la transmisión del impulso nervioso.
- Calcio →En forma de carbonato forma parte de estructuras esqueléticas de muchos animales (huesos, dientes, caparazones, etc)
- Magnesio →Forma parte de muchas enzimas, entra en la composición de la clorofila, etc. Oligoelementos : Fe - I - F - Co - Si - Cu - Zn - Li
- Hierro →Interviene en proceso de óxido-reducción cediendo o tomando electrones.
- Iodo →Es necesario para la fabricación de hormona tiroidea
- Flúor →Forma parte del esmalte de los dientes y de los huesos
Bioelementos inorgánicos
SALES MINERALES
Podemos encontrar las sales de diferentes formas:
- Precipitadas. No disueltas en agua. Ej. CaCO3 (carbonato cálcico). También decimos que están cristalizadas. Generalmente dan estructura y protección (huesos, caracolas, cáscaras).
- Disueltas. Están disociadas formando iones. Estos iones actúan en diferentes reacciones celulares y por otro lado mantienen el grado de salinidad.
FUNCIONES O IMPORTANCIA BIOLÓGICA DE LAS SALES MINERALES
- Mantener el grado de salinidad en los organismos. Las concentraciones iónicas de las sales minerales varían de unos organismos a otros. Se mantienen constantes dentro de unos límites, en los diferentes organismos, aunque pueden variar de unos compartimentos a otros; por ejemplo, en el interior celular la proporción de sales en disolución es distinta a la que presentan el plasma sanguíneo.
- Regular la actividad enzimática. La presencia de ciertos iones activa o inhibe reacciones bioquímicas asociándose a la sustancia reaccionante. Cationes metálicos como el Zn++ o el Mg++ actúan como cofactores enzimáticos.
- Regular la presión osmótica y el volumen celulares. La presencia de sales en el medio interno celular es determinante para determinar la entrada y salida de agua de la célula. Interviene en reacciones de ósmosis. La ósmosis es el proceso mediante el cual dos disoluciones con diferente concentración salina, separadas por una membrana semipermeable, consiguen igualar la concentración a ambos lados de la membrana. Esto se consigue mediante el paso de disolvente desde la disolución más diluida hacia la más concentrada. ❖ Medio Isotónico →el interior celular y el exterior celular tienen la misma concentración salina ❖ Medio Hipotónico →el interior de la célula tiene más salinidad que el medio ( exterior )
- Cuando se hincha :
- Plantas : turgencia
- Animales : hemólisis ❖ Medio Hipertónico →el interior de la célula tiene menos salinidad que el medio ( exterior )
- Sales siempre agua
- Cuando se desinfla:
- Plantas : Plasmolisis
- Animales : Crenación
- Estabilizan las dispersiones coloidales. Las sales minerales conservan el grado de hidratación, y su disociación en iones permite mantener en suspensión las partículas coloidales.
- Generan potenciales eléctricos. Los iones que se encuentran en el interior de las células no son los mismos que los del medio externo. Esta irregular distribución de iones provoca la presencia del llamado potencial de membrana que permite importantes procesos como la transmisión del impulso nervioso o la contracción de las células cardíacas.
- En el plasma sanguíneo, el CO2 procedente del metabolismo celular se combina, de forma reversible con el agua, originando ácido carbónico.
- El ácido carbónico es un ácido débil que también puede disociarse en iones.
- El equilibrio de éste sistema viene determinado por la siguiente ecuación: Cuando tiene lugar un aumento de la concentración de iones H+, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda y se expulsa al exterior el sobrante de CO2. Si por el contrario disminuye la concentración de H+ equilibrio se desplaza en sentido contrario.
EL TAMPÓN FOSFATO:
Es un eficaz regulador de pH en el medio intracelular. La reacción es la siguiente:
AGUA
- El agua es el líquido más abundante de la corteza y uno de los pocos líquidos naturales. El agua es el componente más abundante en los medios orgánicos, los seres vivos contienen por término medio un 70% de agua. No todos tienen la misma cantidad.
- El agua en los seres vivos se encuentra tanto intra como extracelularmente. El agua intracelular, la que está en el interior de las células, representa 2/3, aproximadamente, del agua que contiene un ser vivo y el agua extracelular representa el tercio restante. Esta última se encuentra bañando las células o circulando en forma de sangre, linfa, savia, etc.
- Interviene en muchas reacciones químicas, bien como reactivo o como producto de la reacción, y resulta imprescindible para la estabilidad de muchas sustancias biológicas, por ejemplo, las proteínas.
ESTRUCTURA QUÍMICA DEL AGUA
Esto hace que la molécula presente un exceso de carga negativa en las proximidades del átomo de oxígeno y un exceso de carga positiva en los átomos de hidrógeno. Por lo tanto, cada molécula de agua es un dipolo eléctrico.
FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL AGUA EN FUNCIÓN DE SU ESTRUCTURA QUÍMICA
● La capilaridad que permite el ascenso de la savia a través de los vasos conductores por las plantas es debida a la elevada fuerza de adhesión que se establece entre las moléculas de agua. Los puentes de hidrógeno son también responsables de que el agua sea un líquido prácticamente incompresible capaz de dar volumen y turgencia a muchos seres vivos (p.e.:gusanos) y por ejemplo, es la responsable del esqueleto hidrostático de las plantas. ● La elevada tensión superficial es la responsable de que haya vida sobre el agua y responsable también de las deformaciones del citoplasma celular. ● El agua ayuda a mantener la temperatura corporal constante, debido a su elevado calor específico (cantidad de calor necesaria para cambiar su temperatura) y su elevado calor de vaporización. Así el agua actúa como amortiguador térmico, evitando de esta forma que, por ejemplo, algunas moléculas como las proteínas, muy sensibles a los cambios térmicos, se alteren. ● El agua presenta un bajo grado de ionización, es una sustancia polar, esto le permite actuar de transporte de moléculas. Esta propiedad le permite también actuar como reactivo químico. ● Algunas sustancias tienen una parte de su molécula que es soluble en agua (hidrófila) y otra parte insoluble (hidrófoba). Estas sustancias se dice que son anfipáticas. Las sustancias anfipáticas, cuando están en un medio acuoso, orientan su molécula y dan lugar a la formación de micelas, monocapas o bicapas. Las membranas celulares son, esencialmente, bicapas formadas por lípidos anfipáticos. ● El agua presenta su densidad máxima a 4ºC, lo que favorece la vida bajo el hielo. ● Forma disoluciones coloidales, estas van a poder estar en dos estados: sol y gel. En el estado de sol predomina la fase dispersante, el agua, por ejemplo, sobre la fase dispersa (p.e.una proteína) y la solución es más fluida. En estado de gel predomina la fase dispersa, por ejemplo: la proteína, sobre la fase dispersante, y la solución es más viscosa. El paso de un estado a otro es reversible y diversos factores físicos y químicos pueden hacer que una solución pase de un estado a otro sin necesidad de variar la concentración de soluto. Estos factores pueden ser: el pH, la temperatura o una alteración en la concentración de determinados iones presentes en el medio.
CONCEPTO, CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES GENERALES DE LOS
GLÚCIDOS
➢ Los glúcidos son compuestos orgánicos constituidos por carbono, hidrógeno y oxígeno; en algunos casos pueden tener además otros elementos químicos como nitrógeno o azufre. ➢ Concepto : Químicamente son polihidroxialdehídos, polihidroxicetonas, sus derivados o sus polímeros (más adelante se explicarán estos conceptos). ➢ Algunos son moléculas de relativamente baja masa molecular. Otros, como el almidón, tienen masas moleculares grandes y son grandes moléculas, macromoléculas. ➢ Sus propiedades físicas y químicas son muy variadas. Y en cuanto a sus funciones biológicas: ● La glucosa, sacarosa, glucógeno y almidón son sustancias energéticas. Los seres vivos obtienen energía de ellas o las usan para almacenar energía. Esta energía está contenida en determinados enlaces que unen los átomos de estas moléculas. ● Celulosa y quitina son estructurales. Forman parte de las paredes de las células vegetales (celulosa) o de las cubiertas de ciertos animales (quitina). ● Ribosa y desoxirribosa forman parte de los ácidos nucleicos.
CLASIFICACIÓN DE LOS GLÚCIDOS
➢ Monosacáridos u osas : Son los más sencillos. No son hidrolizables; esto es, no se pueden descomponer por hidrólisis en otros glúcidos más simples. Constituyen los monómeros a partir de los cuales se forman los demás glúcidos. ➢ Ósidos : Formados por la unión de varios monosacáridos mediante enlaces "O-glucosídicos", pudiendo poseer en su molécula otros compuestos diferentes de los glúcidos. Son hidrolizables, descomponiéndose en los monosacáridos y demás compuestos que los constituyen. Se dividen en: ● Holósidos. Son aquellos que están constituidos por carbono, hidrógeno y oxígeno, exclusivamente. A su vez se subclasifican en: ➔ Oligosacáridos , formados por entre 2 y 10 monosacáridos unidos. ➔ Polisacáridos , formados por un gran número de monosacáridos. ● Heterósidos. Formados por osas y otros compuestos que no son glúcidos. Por lo tanto, además de carbono, hidrógeno y oxígeno, contienen otros elementos químicos.
MONOSACÁRIDOS
CONCEPTO Y NATURALEZA QUÍMICA
Concepto : Son polialcoholes con un grupo carbonilo terminal (aldehído o cetona). Se caracterizan por no ser hidrolizables. Un polihidroxialdehído es un compuesto orgánico que tiene una función aldehído en el primer carbono y en los restantes carbonos una función alcohol. Las polihidroxicetonas en lugar de una función aldehído tienen una función cetona, normalmente en el carbono 2. Los monosacáridos que tienen función aldehído se llaman aldosas y cetosas los que tienen una función cetona. Los monosacáridos responden a la fórmula empírica Cn(H2O)n, de aquí proviene el nombre de hidratos de carbono. El valor de n normalmente está comprendido entre 3 y 7. Así, un monosacárido con 6 átomos de carbono y con la función aldehído será una aldohexosa ; si tiene cuatro átomos de carbono y una función cetona, será una cetotetrosa , y así sucesivamente.
PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS MONOSACÁRIDOS
❖ Propiedades físicas: Los monosacáridos son sólidos, cristalinos, incoloros o blancos, de sabor dulce. Como los grupos hidroxilo son polares, los monosacáridos son muy solubles en agua, pues se establecen enlaces polares con las moléculas de agua. ❖ Propiedades químicas: hay glúcidos que son reductores y otros que no lo son.
FÓRMULA LINEAL DE LOS MONOSACÁRIDOS
Todos los monosacáridos tienen una fórmula lineal que se representa mediante PROYECCIONES DE FISCHER Los monosacáridos tienen átomos de carbono asimétricos (carbonos que tienen 4 sustituyentes diferentes) por lo que presentan isomería. Isomería: es una característica que aparece en aquellas moléculas que tienen la misma fórmula empírica, pero presentan diferentes características químicas y físicas. En los monosacáridos podemos encontrar isomería de función, isomería espacial e isomería óptica. ● Isomería de función : los isómeros se distinguen por tener distintos grupos funcionales. Ej: glucosa y fructosa ● Isomería espacial : los isómeros espaciales o esteroisómeros , se producen cuando la molécula presenta uno o más carbonos asimétricos. Los radicales unidos a estos carbonos pueden disponerse en el espacio en distintas posiciones. Cuántos más carbonos asimétricos tenga la molécula más tipos de isomería presentará.
En éstas últimas, a su vez, el anillo puede adoptar dos disposiciones diferentes: de silla, si el carbono 1 y el 4 están a ambos lados del plano formado por los carbonos 2, 3 y 5, y de bote o nave si están a un mismo lado.
FORMAS αy ß
Cuando se produce la ciclación de la molécula aparece un nuevo átomo de carbono asimétrico, el carbono 1 en las aldosas o el 2 en las cetosas. Este carbono recibe el nombre de carbono anomérico. El OH de este carbono, -OH hemiacetálico , puede estar a uno u otro lado del plano de la molécula originándose dos nuevos isómeros ópticos. Cada uno de estos isómeros se distingue mediante los símbolos α y ß (formas αy ß). La forma αse representa situando el OH hemiacetálico por debajo del plano de la molécula; en la forma ß se sitúa por encima. Las formas α y ß de un monosacárido reciben el nombre de formas anómeras
PRINCIPALES MONOSACÁRIDOS DE INTERÉS BIOLÓGICO:
→ TRIOSAS
No constituyen estructuras cíclicas, intervienen en el metabolismo de la glucosa.
→TETROSAS
La eritrosa interviene en procesos bioquímicos relacionados con la nutrición autótrofa. → PENTOSAS
- Ribosa : constituyente estructural de nucleótidos como ARN o ATP
- Ribulosa : interviene en la fase oscura de la fotosíntesis fijando el CO2.
- Xilosa : componente del polisacárido xilana, presente en la madera.
- Arabinosa : se encuentra en la goma arábiga. → HEXOSAS
- Glucosa : azúcar de la uva. Es el monosacárido más abundante en la naturaleza y es el principal nutriente de los seres vivos, a la vez que es el constituyente más abundante de los polisacáridos, tanto animales como vegetales.
- Galactosa : parte de la lactosa, de polisacáridos complejos y de heterósidos.
- Manosa : polisacáridos vegetales, bacterias, levaduras y hongos.
- Fructosa : es el monosacárido más dulce y se encuentra en la fruta, libre o unido a la glucosa, constituyendo un disacárido como la sacarosa.
LOS
OLIGOSACÁRIDOS
EL ENLACE O-GLUCOSÍDICO
Los polisacáridos son sustancias insípidas, amorfas e insolubles en agua, algunos, como el almidón, pueden formar dispersiones coloidales. No son reductores Aunque los polisacáridos podrían estar constituidos por diferentes monosacáridos, lo normal es que sea un sólo monosacárido el que forma la molécula. Los polisacáridos son macromoléculas , moléculas de elevada masa molecular.. Algunos polisacáridos presentan ramificaciones.
POLISACÁRIDOS DE INTERÉS BIOLÓGICO
Polisacáridos de reserva:
El almidón está formado por dos moléculas, que son polímeros de glucosa, la amilosa y la amilopectina. La amilosa está formada por glucosas unidas por enlaces 1-4. La amilopectina está formada por glucosas unidas por enlaces 1-4 y 1-6. Estos enlaces 1-6 originan ramificaciones que se repiten en intervalos de secuencias desiguales de monosacáridos. Se encuentra en abundancia en las semillas de los cereales y en el tubérculo de la patata. El glucógeno : Polisacárido de reserva energética en los animales. Se encuentra en el hígado y en los músculos donde se hidroliza transformándose en glucosa. Su estructura es similar a la del almidón, aunque más ramificada y su masa molecular es mucho mayor.
Polisacáridos estructurales
La celulosa : Sintetizada por los vegetales, tiene función estructural, formando parte importante de la pared celular. Está formada por la unión 1-4 de varios millares de moléculas de glucosa.Esta disposición permite que se formen gran cantidad de puentes de hidrógeno entre cadenas yuxtapuestas, lo que produce fibras muy resistentes También existen polisacáridos formados por diferentes osas o monosacáridos, son heteropolisacáridos. PECTINAS y HEMICELULOSAS: aparecen en la pared celular de células vegetales AGAR-AGAR: se extrae de algas rojas (Rodofíceas) espesante de líquidos en la industria alimentaria medios de cultivo de microorganismos GOMAS: función defensiva en plantas goma arábiga tiene interés industrial MUCÍLAGOS: saciantes en dietas hipocalóricas PEPTIDOGLUCANOS: en la pared bacteriana; protege de su deformación GLUCOSAMINOGLUCANOS: aparecen en la matriz extracelular de tejidos conectivos ÁCIDO HIALURÓNICO: en tejido conjuntivo, humor vítreo y líquido sinovial CONDROITÍN SULFATO: en tejido cartilaginoso y óseo HEPARINA: anticoagulante; aparece en pulmón, hígado y piel
HETERÓSIDOS
LÍPIDOS
CONCEPTO Y CLASIFICACIÓN:
Los lípidos pertenecen a un grupo de sustancias químicas muy heterogéneo, tanto desde el punto de vista estructural como desde el funcional. Composición : los lípidos están constituidos por carbono, hidrógeno y oxígeno, y en múltiples ocasiones contienen, además, fósforo y azufre. Propiedades : Todos tienen en común que son sustancias untuosas al tacto, escasamente solubles en agua y solubles en disolventes apolares orgánicos, como el éter, el cloroformo, el xileno o el benceno. Son estos disolventes los que se utilizan para extraerlos de las células y de los tejidos donde se encuentran localizados. Son menos densos que el agua. Clasificación según sus funciones biológicas:
- Estructurales : En todas las células son los elementos mayoritarios de las membranas.
- Energéticas : Algunos, como los triacilglicéridos, son eficientes reservas para el almacenamiento de energía.
- Vitamínicas y hormonales : Muchas de las vitaminas y hormonas presentes en los vertebrados son lípidos o derivados de lípidos.
- Protectora : ceras.
- Transportadora : transporte de sustancias en medios orgánicos.
- Termorreguladora : pueden actuar como aislantes térmicos.
Los ácidos grasos son anfipáticos : poseen dos zonas: una polar, que contiene el grupo carboxilo (-COOH), de carácter hidrófilo; y otra apolar, que es la cadena carbonada (alifática) e hidrófoba. El grupo carboxilo establece enlaces de hidrógeno con otras moléculas polares, mientras que la cadena alifática interacciona mediante fuerzas de Van der Waals con otras cadenas de ácidos grasos adyacentes. Reaccionan con los alcoholes, formando ésteres y liberando agua. Se hidrolizan en presencia de álcalis (saponificación), formando sales de sodio y potasio (jabones). El grado de insaturación y la longitud de la cadena alifática determinan el punto de fusión. Este aumenta con la longitud de la cadena, ya que las interacciones de Van der Waals con otras cadenas semejantes se incrementan. Sin embargo, la presencia de dobles enlaces origina codos en las moléculas que, además de acortarlas, favorecen la disminución del punto de fusión por reducir el número de interacciones con otras cadenas. GRASAS Y CERAS Las grasas y las ceras son lípidos saponificables porque sufren hidrólisis alcalina o reacciones de saponificación. Ambos tipos de sustancias están formadas por ácidos grasos de cadena larga, y se diferencian en el tipo de alcohol con el que están esterificados. Grasas : También llamadas acilglicéridos. Son compuestos formados por glicerina (propanotriol) esterificada con una, dos o tres moléculas de ácidos grasos; se denominan, respectivamente, monoacilglicéridos, diacilglicéridos y triacilglicéridos. Los triacilglicéridos son las grasas más abundantes. Las grasas son moléculas apolares y prácticamente insolubles en agua, debido a que los grupos hidroxilo (- OH) de la glicerina, que son polares, están unidos mediante un enlace éster a los grupos carboxilo (-COOH) de los ácidos grasos. Según su punto de fusión, las grasas se clasifican en:
➢ Grasas de origen vegetal →Contienen, fundamentalmente, ácidos grasos insaturados, lo que favorece que el punto de fusión sea bajo y que sean líquidos a temperatura ambiente. Abundan en las semillas de vegetales (girasol, maíz, soja o sésamo) y en los frutos (aceitunas). ➢ Grasas de origen animal →En su mayoría, contienen ácidos grasos saturados, poseen puntos de fusión elevados y a temperatura ambiente son sólidas, como por ejemplo, la mantequilla Suponen la principal reserva energética tanto en los animales como en los vegetales. Se acumulan en vacuolas en las células vegetales, y en los mamíferos lo hacen en células especializadas del tejido adiposo denominadas adipocitos. A pesar de que otras moléculas, como el glucógeno y el almidón, son consideradas las principales fuentes de energía directa por su rápida movilización al ser solubles en agua, el aporte energético de las grasas es muy superior. Otras funciones de las grasas son las de actuar como aislantes térmicos y almacén de alimento. Ceras : Son ésteres de un ácido graso de cadena larga (entre 14 y 36 átomos de carbono) y un monoalcohol, también de cadena larga (entre 16 y 30 átomos de carbono). Debido a que los dos extremos de la cadena tienen naturaleza hidrófoba, son sustancias marcadamente insolubles en agua y realizan funciones de protección y de revestimiento. En los animales vertebrados, recubren e impermeabilizan la piel, el pelo y las plumas; en los insectos, el exoesqueleto; y en las plantas, forman una película que recubre hojas, frutos, flores y tallos jóvenes, protegiéndolos de la evaporación y de los ataques de los insectos. FOSFOLÍPIDOS ● Los fosfolípidos son lípidos saponificables que también se denominan fosfoglicéridos, y son los principales componentes de las membranas biológicas. ● Químicamente, están constituidos por glicerina esterificada en el carbono 3 con un grupo fosfato (glicerol-3-fosfato), y en los carbonos 1 y 2 por dos ácidos grasos. Generalmente, el ácido graso que esterifica en el C1 es saturado, mientras que el que lo hace en el C2 es insaturado. El grupo fosfato está unido mediante enlace éster a un sustituyente polar que puede ser aminoalcohol o polialcohol. El ácido fosfatídico es el fosfolípido más sencillo: en el C1 esterifica el ácido esteárico, y en el C el oleico, mientras que el grupo fosfato no está sustituido. ● Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas: poseen una región polar hidrofílica constituida por el grupo fosfato y los sustituyentes polares que se unen a él, y otra región apolar hidrofóbica formada por los ácidos grasos que esterifican la glicerina. El carácter anfipático de los fosfolípidos los hace especialmente idóneos ● Los fosfolípidos en las membranas biológicas : Los fosfolípidos, cuando se encuentran en un medio acuoso, se asocian formando varios tipos de estructuras, en las que los grupos hidrófilos
● Los esfingolípidos son semejantes a los fosfolípidos, tanto estructural como funcionalmente; son sustancias anfipáticas, y cuando se sitúan en un medio acuoso se disponen formando bicapas. Están presentes en la estructura de todas las membranas de las células eucarióticas. ● Químicamente están constituidos por:
- Un aminoalcohol de cadena larga formado por 18 átomos de carbono. Generalmente, se trata de la esfingosina o de alguno de sus derivados.
- Un ácido graso saturado o monoinsaturado de cadena larga de 18 a 26 átomos de carbono. Un grupo de carácter polar, que en algunos esfingolípidos es muy grande y complejo. La esfingosina se une por su grupo amino, mediante un enlace amida, al ácido graso correspondiente para formar un compuesto, la ceramida. Este compuesto es la unidad estructural de todos los esfingolípidos, y se caracteriza por tener dos colas hidrofóbicas.
- Los esfingolípidos se pueden clasificar en esfingomielinas y esfingoglucolípidos, el grupo polar se une al grupo hidroxilo. ● Esfingomielinas : Son los únicos esfingolípidos que llevan en su composición química un grupo fosfato. Las esfingomielinas se encuentran en las membranas de las células animales y en la vaina de mielina que rodea las fibras nerviosas. ● Esfingoglucolípidos : En los esfingoglucolípidos, el grupo polar que se une a la ceramida es un glúcido que puede ser un monosacárido o un oligosacárido ramificado. Los esfingoglucolípidos se disponen en la zona externa de la membrana plasmática junto a las glucoproteínas formando el glucocálix. Esta zona periférica de la membrana celular está constituida por las fracciones glucídicas de los esfingoglucolípidos y de las glucoproteínas que se proyectan hacia el exterior de la membrana. Según sea la parte glucídica, se clasifican en dos grupo:
- Cerebrósidos. Están formados por la ceramida y un monosacárido como la glucosa o la galactosa, denominándose, respectivamente, glucocerebrósidos y galactocerebrósidos. Son abundantes en las membranas de las células nerviosas del cerebro y del sistema nervioso periférico.
- Gangliósidos. Son esfingoglucolípidos en los que la ceramida lleva como grupo polar un oligosacárido ramificado con uno o más restos de ácido N-acetilneuramínico (NANA), que les aporta una carga neta negativa. Se encuentran en la parte exterior de las membranas celulares, especialmente de las neuronas. Actúan como lugares de anclaje de los virus, microorganismos y toxinas. TERPENOS
Se denominan también isoprenoides , ya que químicamente derivan de la polimerización del isopreno, dando lugar a estructuras que pueden ser lineales o cíclicas. La presencia de dobles enlaces en la molécula de isopreno confiere a algunas de estas sustancias una coloración característica. Son muy abundantes en los vegetales. Se clasifican atendiendo al número de moléculas de isopreno que contienen: ● Monoterpenos : son dos moléculas de isopreno. Se encuentran generalmente en plantas superiores. En general, son volátiles, poseen un aroma característico y componen las esencias de múltiples vegetales. Se utilizan frecuentemente en la industria cosmética. El limoneno, el mentol o el geraniol son ejemplo de estos compuestos. ● Diterpenos : Contienen cuatro moléculas de isopreno. En las plantas, son componentes de pigmentos como el fitol, que forma parte de la clorofila o de resinas como el pineno de los pinos. Otros diterpenos son vitaminas, como la vitamina A o retinol , que interviene en los procesos de visión, la vitamina E o antioxidante y la vitamina K , cuya carencia provoca deficiencias en la coagulación de la sangre. ● Triterpenos : Están formados por seis moléculas de isopreno. Entre otros, pertenecen a este grupo el escualeno y el lanosterol, ambos precursores del colesterol. ● Tetraterpenos : Son asociaciones de ocho moléculas de isopreno. Destaca un grupo de pigmentos vegetales que colaboran con la clorofila en la fotosíntesis. Las xantofilas (color amarillo), los carotenoides (color anaranjado) y el licopeno (color rojo). ● Politerpenos : Resultan de la polimerización de múltiples unidades de isopreno. Forman cadenas lineales en las que las unidades de isopreno están ordenadas regularmente. ESTEROIDES Son derivados de un compuesto cíclico llamado ciclopentanoperhidrofenantreno , cuya estructura la componen tres anillos de ciclohexano unidos a un ciclopentano. Los anillos del ciclopentanoperhidrofenantreno se identifican con las cuatro primeras letras del abecedario, y se numeran como se indica en la fórmula. Los esteroides se diferencian entre sí por la posición de los dobles enlaces, el tipo de grupos funcionales sustituyentes en el anillo y las posiciones en las que se encuentran. Los más importantes son los esteroles, las hormonas esteroideas y los ácidos biliares. ● Los esteroles : son derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno que contienen un grupo hidroxilo (-OH) en el carbono y una cadena hidrocarbonada. Los más conocidos son:
- El colesterol : forma parte de las membranas celulares, donde ayuda a mantener su fluidez frente a las fluctuaciones de temperatura, influyendo también en su permeabilidad. En la sangre se une a las lipoproteínas del plasma.
- La vitamina D : Es una molécula derivada del colesterol y regula procesos de absorción del calcio y del fósforo. Su ausencia provoca raquitismo. ● Las hormonas esteroideas : derivan también del colesterol, tienen carácter hidrofóbico lo que les permite cruzar libremente las membranas. Pertenecen a este grupo las hormonas sexuales:
