carbohidratos, lipidos y Proteinas

                                                           CARBOHIDRATOS

Los Carbohidratos, también llamados hidratos de carbono, glúcidos o azúcares son la fuente más abundante y económica de energía alimentaria de nuestra dieta.
Están presentes tanto en los alimentos de origen animal como la leche y sus derivados como en los de origen vegetal; legumbres, cereales, harinas, verduras y frutas.

Dependiendo de su composición, los carbohidratos pueden clasificarse en: Simples

Monosacáridos: glucosa o fructosa
Disacáridos: formados por la unión de dos monosacáridos iguales o distintos: lactosa, maltosa, sacarosa, etc.
Oligosacáridos: polímeros de hasta 20 unidades de monosacáridos.

Complejos

• Polisacáridos: están formados por la unión de más de 20 monosacáridos simples.
• Función de reserva: almidón, glucógeno y dextranos.
• Función estructural: celulosa y xilanos.

Funciones de los carbohidratos

• Función energética. Cada gramo de carbohidratos aporta una energía de 4 Kcal. Ocupan el primer lugar en el requerimiento diario de nutrientes debido a que nos aportan el combustible necesario para realizar las funciones orgánicas, físicas y psicológicas de nuestro organismo.
• Una vez ingeridos, los carbohidratos se hidrolizan a glucosa, la sustancia más simple. La glucosa es de suma importancia para el correcto funcionamiento del sistema nervioso central (SNC) Diariamente, nuestro cerebro consume más o menos 100 g. de glucosa, cuando estamos en ayuno, SNC recurre a los cuerpos cetónicos que existen en bajas concentraciones, es por eso que en condiciones de hipoglucemia podemos sentirnos mareados o cansados.

También ayudan al metabolismo de las grasas e impiden la oxidación de las proteínas. La fermentación de la lactosa ayuda a la proliferación de la flora bacteriana favorable.

Nomenclatura de los Carbohidratos

Los carbohidratos predominantes que se encuentran en el cuerpo están relacionados estructuralmente a la aldotriosa gliceraldehido y a la cetotriosa dihidroxiacetona. Todos los carbohidratos contienen al menos un carbono asimétrico (quiral) y son por tanto activos óptimamente. Además, los carbohidratos pueden existir en una de dos conformaciones, y que están determinadas por la orientación del grupo hidroxilo en relación al carbono asimétrico que esta más alejado del carbonilo. Con pocas excepciones, los carbohidratos que tienen significado fisiológico existen en la conformación-D. Las conformaciones de imagen de espejo, llamados enantiomeros, están en la conformación-L.

 Estructuras de los Enantiomeros del Gliceraldehido

Monosacáridos

Los monosacáridos que comúnmente se encuentra en humanos se clasifican de acuerdo al número de carbonos que contienen sus estructuras. Los monosacáridos más importantes contienen entre cuatro y seis carbonos.

Clasificación de los Carbohidratos

# de Carbonos	Nombre de la Categoría	Ejemplos relevantes
3	Triosa	Gliceraldehido, dihidroxiacetona
4	Tetrosa	Eritrosa
5	Pentosa	Ribosa, ribulosa, xilulosa
6	Hexosa	Glucosa, galactosa, manosa, fructosa
7	Heptosa	Seudoheptulosa
9	Nanosa	Ácido neuramínico, también llamado acido siálico

 

Disacáridos

SucrosaLas uniones covalentes entre el hidroxilo anomérico de un azœcar cíclico y el hidroxilo de un segundo azœcar (o de otro compuesto que tenga alcohol) se llaman uniones glucosídicas, y las moléculas resultantes son los glucósidos. La unión de dos monosacáridos para formar disacáridos involucra una unión glucosídica. Varios disacáridos con importancia fisiológica incluyen la sucrosa, lactosa, y maltosa.

Sucrosa: prevalerte en el azœcar de caña y de remolacha, esta compuesta de glucosa y fructosa unidas por un α-(1,2)-β-enlace glucosídico.
Lactosa: se encuentra exclusivamente en la leche de mamíferos y consiste de galactosa y glucosa en una β-(1,4)-enlace glucosídico.

Maltosa: el principal producto de degradación del almidón, esta compuesta de dos monómeros de glucosa en una α-(1,4)-enlace glucosídico.
Polisacáridos

La mayoría de carbohidratos que se encuentran en la naturaleza ocurren en la forma de polímeros de alto peso molecular llamados polisacáridos. Los bloques monoméricos para construir los polisacáridos pueden ser muy variados; en todos los casos, de todas maneras, el monosacárido predominante que se encuentra en los polisacáridos es la D-glucosa. Cuando los polisacáridos están compuestos de un solo tipo de monosacárido, se llaman homopolisacárido. Los polisacáridos compuestos por más de un tipo de monosacáridos se llaman heteropolisacáridos.

Glicógeno

  El glicógeno es la forma más importante de almacenamiento de carbohidratos en los animales. Esta importante molécula es un homopolímero de glucosa en uniones α-(1,4); el glicógeno es también muy ramificado, con ramificaciones α-(1,6) cada 8 a 19 residuos. El glicógeno es una estructura muy compacta que resulta del enrollamiento de las cadenas de polímeros. Esta compactación permite que grandes cantidades de energía de carbonos sea almacenada en un volumen pequeño, con poco efecto en la osmolaridad celular.

Almidón

El almidón es la forma más importante de almacenamiento de carbohidratos en las plantas. Su estructura es idéntica a la del glicógeno, excepto por un grado mas bajo de ramificaciones (cada 20 a 30 residuos). El almidón que no se ramifica se llama amilasa; el almidón que se ramifica amilopectina.



                                                           

                                                      LIPIDOS

Principales Funciones Biológicas de los lípidos

Las moléculas biológicas que son insolubles en soluciones acuosas y que son solventes en solventes orgánicos se clasifican como lípidos. Los lípidos de importancia fisiológica para los humanos tienen cuatro funciones principales.

1. Los lípidos sirven como componentes estructurales de membranas biológicas.
2. Los lípidos proveen reservas de energía, predominantemente en la forma de triglicéridos.
3. Tanto los lípidos como sus derivados sirven como vitaminas y hormonas.
4. Los ácidos biliares lipofílicos ayudan en la solubilización de las grasas

Ácidos Grasos

Los ácidos grasos cumplen con dos funciones importantes en el organismo.

1. Como componentes de lípidos de membrana más complejos.

2. Como componentes de la grasa almacenada en la forma de triglicéridos.

Los ácidos grasos de cadena larga de moléculas de hidrocarburo que contiene una molécula de ácido carboxílico en un extremo. La numeración de los carbones en ácidos grasos se inicia con el carbono del grupo carboxilato. En el pH fisiológico, el grupo carboxilo es fácilmente ionizada, hacer una carga negativa en los ácidos grasos en los fluidos corporales.

Los ácidos grasos que no contienen carbono-carbono dobles enlaces se denominan ácidos grasos saturados, los que contienen enlaces dobles son ácidos grasos insaturados y los ácidos grasos con múltiples sitios de insaturación se denominan ácidos grasos poliinsaturados (AGPI: siglas en Inglés = PUFA). La denominación numérica de los ácidos grasos provienen de la cantidad de átomos de carbono, seguido por el número de sitios de insaturación (por ejemplo, el ácido palmítico es un 16-carbono de ácidos grasos con insaturación y no es designado por 16:0)

El sitio de insaturación en un ácido graso se indica mediante el símbolo Δ y el número del primer carbono del doble enlace en relación con el grupo carboxílico (–COOH) carbono que ha sido designada carbono # 1. Por ejemplo, es un ácido palmitoleico 16-carbono de ácidos grasos con un sitio de insaturación entre los carbonos 9 y 10, y es designado por 16:1^Δ9.

Ácidos grasos saturados de menos de ocho átomos de carbono son líquidos a temperatura fisiológica, mientras que los que contengan más que diez son sólidos. La presencia de dobles enlaces en los ácidos grasos reduce significativamente el punto de fusión en relación con un ácido graso saturado.

La mayoría de los ácidos grasos encontrados en el cuerpo se adquieren en la dieta. Sin embargo, la capacidad de biosíntesis de lípidos del organismo (sintasa de ácidos grasos y otros ácidos grasos se modifica enzimas) puede proporcionar el cuerpo con todos los diferentes ácidos grasos estructuras necesarias. Dos excepciones a esto son los AGPIs conocido como ácido linoleico y ácido α-linolénico, contiene insaturación sitios más allá de carbonos 9 y 10 (en relación con el grupo α-COOH). Estos dos ácidos grasos no pueden ser sintetizados a partir de precursores en el cuerpo, y, por tanto, considera los ácidos grasos esenciales; esenciales en el sentido de que debe proporcionarse en la dieta. Ya que las plantas son capaces de síntesis de linoleico y ácido α-linolénico, los seres humanos pueden adquirir estas grasas al consumir una variedad de plantas, o bien por ingestión de la carne de animales que han consumido estas grasas vegetales. Estos dos ácidos grasos esenciales también se denominan ácidos grasos omega. El uso de la griego omega, ω, se refiere a la final de los ácidos grasos frente a la del grupo-COOH. El ácido linoleico es un omega-6 AGPI y α-linolénico es un AGPI omega-3 (véase el cuadro a continuación). El papel de los AGPIs, tales como linoleico y α-linolénico, en la síntesis de lípidos biológicamente importante es describen brevemente a continuación y también en la síntesis de lípidos la página y la Aspirina .

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proteínas Las proteínas son los materiales que desempeñan un mayor numero de funciones en las células de todos los seres vivos. Por un lado, forman parte de la estructura básica de los tejidos (músculos, tendones, piel, uñas, etc.) y, por otro, desempeñan funciones metabólicas y reguladoras (asimilación de nutrientes, transporte de oxígeno y de grasas en la sangre, inactivación de materiales tóxicos o peligrosos, etc.). También son los elementos que definen la identidad de cada ser vivo, ya que son la base de la estructura del código genético (ADN) y de los sistemas de reconocimiento de organismos extraños en el sistema inmunitario. Son macromoléculas orgánicas, constituidas básicamente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y fósforo (P) y, en menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg), yodo (I), etc... Estos elementos químicos se agrupan para formar unidades estructurales llamados AMINOÁCIDOS, a los cuales podríamos considerar como los "ladrillos de los edificios moleculares proteicos". Se clasifican, de forma general, en Holoproteinas y Heteroproteinas según estén formadas respectivamente sólo por aminoácidos o bien por aminoácidos más otras moléculas o elementos adicionales no aminoacídicos.

Los aminoácidos. ¿Que Son Los Aminoácidos?

Son sustancias cristalinas, casi siempre de sabor dulce.

Los aminoácidos se caracterizan por poseer un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH₂).

Los aminoácidos son las unidades elementales constitutivas de las moléculas denominadas Proteínas. Son pues, y en un muy elemental símil, los "ladrillos" con los cuales el organismo reconstituye permanentemente sus proteínas específicas consumidas por la sola acción de vivir. Los alimentos que ingerimos nos proveen proteínas. Pero tales proteínas no se absorben normalmente en tal constitución sino que, luego de su desdoblamiento ("hidrólisis" o rotura), causado por el proceso de digestión, atraviesan la pared intestinal en forma de aminoácidos y cadenas cortas de péptidos. Esas sustancias se incorporan inicialmente al torrente sanguíneo y, desde allí, son distribuidas hacia los tejidos que las necesitan para formar las proteínas, consumidas durante el ciclo vital.

Se sabe que de los 20 aminoácidos proteicos conocidos, 8 resultan indispensables (o esenciales) para la vida humana y 2 resultan "semiindispensables". Son estos 10 aminoácidos los que requieren ser incorporados al organismo en su cotidiana alimentación y, con más razón, en los momentos en que el organismo más los necesita: en la disfunción o enfermedad. Los aminoácidos esenciales más problemáticos son el triptófano, la lisina y la metionina. Es típica su carencia en poblaciones en las que los cereales o los tubérculos constituyen la base de la alimentación. Los déficit de aminoácidos esenciales afectan mucho más a los niños que a los adultos.

Hay que destacar que, si falta uno solo de ellos (aminoácido esenciales) no será posible sintetizar ninguna de las proteínas en la que sea requerido dicho aminoácido. Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutrición, según cual sea el aminoácido limitante.

Pulsando aquí puedes ver una detallada lista de Aminoácidos (esenciales y no esenciales) y función de cada una de ellos:

En esta imagen puede verse la fórmula de los 20 aminoácidos más importantes , en color negro la parte común, mientras que en color azul puede verse la parte variable, que da a los aminoácidos distinto comportamiento.

Los péptidos y el enlace peptídico.

Los péptidos están formados por la unión de aminoácidos mediante un enlace peptídico. Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente, dando lugar al desprendimiento de una molécula de agua.

Así pues, para formar péptidos los aminoácidos se van enlazando entre sí formando cadenas de longitud y secuencia variable. Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos convencionales como:

Oligopéptidos.- si el n º de aminoácidos es menor de 10.

Dipéptidos.- si el n º de aminoácidos es 2.

Tripéptidos.- si el n º de aminoácidos es 3.

Tetrapéptidos.- si el n º de aminoácidos es 4.

• etc...

Polipéptidos o cadenas polipeptídicas.- si el n º de aminoácidos es mayor de 10.

Cada péptido o polipéptido se suele escribir, convencionalmente, de izquierda a derecha, empezando por el extremo N-terminal que posee un grupo amino libre y finalizando por el extremo C-terminal en el que se encuentra un grupo carboxilo libre, de tal manera que el eje o esqueleto del péptido, formado por una unidad de seis átomos (-NH-CH-CO-), es idéntico a todos ellos. Lo que varía de unos péptidos a otros, y por extensión, de unas proteínas a otras, es el número, la naturaleza y el orden o secuencia de sus aminoácidos.

Si la hidrólisis de una proteína produce únicamente aminoácidos, la proteína se denomina simple. Si, en cambio, produce otros compuestos orgánicos o inorgánicos, denominados grupo prostético, la proteína se llama conjugada.

ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS

La organización de una proteína viene definida por cuatro niveles estructurales denominados: estructura primaria, estructura secundaria, estructura terciaria y estructura cuaternaria. Cada una de estas estructuras informa de la disposición de la anterior en el espacio.

Estructura primaria

La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos de la proteína. Nos indica qué aminoácidos componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aminoácidos se encuentran. La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte.

Estructura Secundaria.

La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio. Los aminoácidos, a medida que van siendo enlazados durante la síntesis de proteínas y gracias a la capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una disposición espacial estable, la estructura secundaria.

Existen dos tipos de estructura secundaria:

1. La a(alfa)-hélice
2. La conformación beta

esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre sí misma la estructura primaria. Se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre el -C=O de un aminoácido y el -NH- del cuarto aminoácido que le sigue.

Estructura terciaria

La estructura terciaria informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una conformación globular.

En definitiva, es la estructura primaria la que determina cuál será la secundaria y por tanto la terciaria..

Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realizar funciones de transporte , enzimáticas , hormonales, etc.

Esta conformación globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales R de los aminoácidos. Aparecen varios tipos de enlaces:

el puente disulfuro entre los radicales de aminoácidos que tiene azufre.

los puentes de hidrógeno.

los puentes eléctricos.

las interacciones hifrófobas.

Estructura Cuaternaria

Esta estructura informa de la unión , mediante enlaces débiles ( no covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protómero.

PROPIEDADES DE PROTEÍNAS

Desnaturalización.
Consiste en la pérdida de la estructura terciaria, por romperse los puentes que forman dicha estructura. Todas las proteínas desnaturalizadas tienen la misma conformación, muy abierta y con una interacción máxima con el disolvente, por lo que una proteína soluble en agua cuando se desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita.
La desnaturalización se puede producir por cambios de temperatura, ( huevo cocido o frito ), variaciones del pH. En algunos casos, si las condiciones se restablecen, una proteína desnaturalizada puede volver a su anterior plegamiento o conformación, proceso que se denomina renaturalización.

http://www.slideshare.net/veronicalps/macromoleculas-biologicas