Biomoléculas
Las biomoléculas son las moléculas que forman los seres vivos: glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, agua y sales minerales.
Las biomoléculas son las moléculas que forman parte de los seres vivos y hacen posible su estructura, su metabolismo y la transmisión de la herencia. Se construyen sobre todo con carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, y se agrupan en cuatro familias orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos) más otras inorgánicas como el agua y las sales minerales.
¿Qué son las biomoléculas?
Una biomolécula es cualquier compuesto químico producido por los organismos o necesario para ellos. Su estudio es el objeto central de la bioquímica. El término procede del griego bios («vida») y del latín molecula («pequeña masa»).
La base de casi todas ellas es el carbono, un elemento capaz de formar cuatro enlaces covalentes estables y de unirse a sí mismo en cadenas, anillos y ramificaciones. Esa versatilidad explica la enorme diversidad de la química orgánica y, con ella, de la vida.
Composición: los bioelementos
Los seis bioelementos primarios son carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S). Constituyen más del 95 % de la materia viva. Los bioelementos secundarios (sodio, potasio, calcio, magnesio, cloro) y los oligoelementos (hierro, cinc, yodo, cobre, entre otros) aparecen en menor proporción, pero son igualmente necesarios.
Clasificación de las biomoléculas
Inorgánicas
- Agua: disolvente universal de la célula y medio de casi todas las reacciones metabólicas; supone entre el 60 y el 70 % del cuerpo humano adulto.
- Sales minerales: disueltas en forma de iones (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Cl⁻) o precipitadas en huesos y conchas. Regulan la presión osmótica y el impulso nervioso.
- Gases: oxígeno y dióxido de carbono, implicados en la respiración y la fotosíntesis.
Orgánicas
| Biomolécula | Unidad básica (monómero) | Enlace característico | Funciones principales |
|---|---|---|---|
| Glúcidos | Monosacáridos (glucosa, fructosa) | Glucosídico | Energía inmediata, reserva (almidón, glucógeno), estructura (celulosa) |
| Lípidos | Ácidos grasos y glicerol (no son polímeros estrictos) | Éster | Reserva energética, membranas, hormonas |
| Proteínas | Aminoácidos (20 proteinogénicos) | Peptídico | Catálisis (enzimas), transporte, defensa, estructura |
| Ácidos nucleicos | Nucleótidos | Fosfodiéster | Almacenar y transmitir la información genética |
Glúcidos
También llamados carbohidratos o azúcares, están formados por C, H y O. Se dividen en monosacáridos (glucosa), disacáridos (sacarosa, lactosa) y polisacáridos (almidón, glucógeno, celulosa). La glucosa, de fórmula C₆H₁₂O₆, es el combustible celular por excelencia.
Lípidos
Son un grupo heterogéneo unido por su insolubilidad en agua y su solubilidad en disolventes orgánicos. Incluyen triglicéridos (grasas y aceites), fosfolípidos (base de las membranas celulares), ceras y esteroides como el colesterol. Aportan unas 9 kcal por gramo, más del doble que glúcidos y proteínas. Puedes ampliar el tema en lípidos.
Proteínas
Son polímeros de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. Su función depende de su estructura tridimensional, que se describe en cuatro niveles (primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria). Actúan como enzimas, hormonas (insulina), anticuerpos o transportadores (hemoglobina). Más detalles en proteínas.
Ácidos nucleicos
El ADN (ácido desoxirribonucleico) guarda la información genética y el ARN (ácido ribonucleico) participa en su expresión. Cada nucleótido consta de un azúcar (desoxirribosa o ribosa), un grupo fosfato y una base nitrogenada. En el ADN las bases son adenina, timina, guanina y citosina, y se aparean A con T y G con C.
Otras biomoléculas: las vitaminas
Las vitaminas son compuestos orgánicos que el organismo necesita en cantidades muy pequeñas y que, en general, no puede sintetizar. Actúan casi siempre como coenzimas. Se clasifican en hidrosolubles (grupo B y C) y liposolubles (A, D, E y K).
Ejercicios resueltos
1. Una comida aporta 50 g de glúcidos, 20 g de lípidos y 15 g de proteínas. Calcula su valor energético (4 kcal/g glúcidos y proteínas; 9 kcal/g lípidos).
Glúcidos: 50 · 4 = 200 kcal. Lípidos: 20 · 9 = 180 kcal. Proteínas: 15 · 4 = 60 kcal. Total: 440 kcal.
2. En un fragmento de ADN bicatenario, la adenina representa el 30 % de las bases. ¿Qué porcentaje corresponde a cada una de las otras?
Por complementariedad, T = A = 30 %. Quedan 100 − 60 = 40 %, que se reparte a partes iguales entre G y C: G = 20 % y C = 20 %.
3. ¿Cuántos enlaces peptídicos tiene un polipéptido de 100 aminoácidos y cuántas moléculas de agua se liberan al formarse?
Cada enlace une dos aminoácidos y libera una molécula de agua. En una cadena lineal de n aminoácidos hay n − 1 enlaces: 99 enlaces peptídicos y 99 moléculas de agua.
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son las cuatro biomoléculas orgánicas principales?
Los glúcidos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos. Todas se basan en el carbono y se combinan para formar las estructuras y funciones de la célula.
¿El agua es una biomolécula?
Sí. Es una biomolécula inorgánica y la más abundante de la materia viva. Sin ella no podrían producirse las reacciones metabólicas ni transportarse los nutrientes.
¿Qué diferencia hay entre una biomolécula y una macromolécula?
Biomolécula es cualquier molécula de los seres vivos, sea pequeña (glucosa, agua) o grande. Las macromoléculas son las de gran tamaño y alta masa molecular, como las proteínas, el ADN o el almidón.
¿Por qué el carbono es tan importante en la vida?
Porque forma cuatro enlaces covalentes y puede encadenarse consigo mismo, lo que permite estructuras muy variadas y estables, con distintos grupos funcionales.
Referencias
- Nelson, D. L., y Cox, M. M. Lehninger. Principios de bioquímica. Omega.
- Berg, J. M., Tymoczko, J. L., y Stryer, L. Bioquímica. Reverté.
- Alberts, B. et al. Biología molecular de la célula. Omega.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2024). «Biomoléculas». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/quimica/biomoleculas/
