Identificacion De Biomoleculas

UNIDAD 2. Identificación de Biomoléculas

2.1 FUNDAMENTO TEÓRICO

Todos los organismos vivos están constituidos por compuestos químicos de tamaño y masa

muy variables denominadas biomoléculas. Estas sustancias se clasifican en inorgánicas y

orgánicas, siendo el agua la sustancia inorgánica más importante para la vida, pues la

inmensa mayoría de las reacciones bioquímicas se desarrollan en medio acuoso. Una

pequeña fracción en masa corresponde a gases, sales, ácidos y a los iones. Las

biomoléculas orgánicas como las proteínas, lípidos, carbohidratos y ácidos nucleicos, están

involucradas prácticamente en todos los procesos y propiedades fisicoquímicas de todos

los seres vivos pertenecientes a los diferentes niveles de organización biológica.

2.1.1 Proteínas

Son macromoléculas de elevado peso molecular, caracterizadas por su gran variabilidad

estructural y enorme diversidad de funciones biológicas, sin embargo, tienen en común el

ser polímeros de α- L – aminoácidos (Figura 2.1) codificados genéticamente y ordenados

en secuencias lineales unidas entre sí por enlaces peptídicos. La variedad estructural se

debe a las múltiples ordenaciones o secuencias que pueden adoptar los veinte aminoácidos

de los cuales están constituidas y que naturalmente se repiten muchas veces dentro de sus

estructuras moleculares espaciales. Las proteínas de cada ser vivo, independientemente del

dominio biológico al que pertenecen, son específicas, a punto de que una célula típica

posee aproximadamente unas tres mil de ellas diferentes. Se ha establecido que las

proteínas que desempeñan la misma función presentan ligeras variaciones estructurales

(secuencia de aminoácidos) en las distintas especies.

La organización espacial de una proteína se expresa en cuatro niveles, que se denominan

la estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria de las proteínas (ver figura 2.2).2.1.2 Carbohidratos

Son la fuente primaria de energía para los seres vivos, constituidas fundamentalmente por

los grupos funcionales hidroxilo y carbonilo. De acuerdo con la naturaleza química, los

azúcares más simples, de acuerdo al número de monómeros que los conforman, son los

monosacáridos como la glucosa, ribosa y fructosa. De la misma forma, de las

combinaciones de dos monosacáridos se forman disacáridos como la sacarosa, maltosa,

lactosa, entre otros. Los polisacáridos pueden ser lineales o ramificados como la celulosa,

almidón y el glucógeno. La celulosa es un polímero lineal cuya función es estructural, este

polímero es el más abundante en las paredes de las células vegetales. El almidón es la

molécula de almacenamiento de glucosa (energía) en las plantas y en los animales es el

glucógeno. Estos compuestos son polímeros de glucosa que forman cadenas lineales y

ramificadas, en el almidón la cadena lineal o amilosa consta de aproximadamente 200

unidades de glucosa unidas por enlaces glicosídicos α-1,4 y la ramificada o amilopectina

resulta de la unión de glucosas por enlaces α-1,4 y α-1,6. La estructura del glucógeno es

similar a la del almidón, pero con mayor cantidad de moléculas de glucosa y más

ramificado. La celulosa es un polímero lineal con enlaces β-1,4. En la figura 2.3 se

muestran diferentes ejemplos de carbohidratos.

2.1.3 Lípidos

Son biomoléculas orgánicas de naturaleza química diferente, se caracterizan por ser

hidrofóbicos, es decir, insolubles en agua pero solubles en solventes orgánicos como el

cloroformo, benceno, alcohol, acetona, y otros. Esto último debido a su estructura donde

sobresalen los ácidos grasos de cadena larga (saturados o insaturados) y el glicerol. Las

grasas insaturadas son líquidas (aceites) y se encuentran abundantemente en los vegetales,

mientras que las saturadas (mantecas) son sólidas y están presentes en los tejidos animales.

Son fuente de energía, hacen parte de la membrana celular como responsables de la

permeabilidad selectiva; algunos lípidos complejos regulan funciones celulares y otros

actúan como moléculas de señales químicas. Los lípidos más importantes son las grasas o

triglicéridos, los fosfolípidos y los esteroides como el colesterol. En la figura 2.4 se

muestran diferentes ejemplos de lípidos.2.1.4 Ácidos nucleicos

Son polímeros de los nucleótidos (base nitrogenada, azúcar de cinco carbonos y grupo

fosfato), su función es la de portar la información genética necesaria para que los

organismos produzcan todos los factores necesarios para la vida como lo son las proteínas y

otros ácidos nucleicos como el ARN. Su nombre se debe a que fueron aislados de los

núcleos celulares. Dentro de las células los ácidos nucleicos se encuentran combinados con

proteínas básicas denominadas histonas, a estas asociaciones supramoleculares se les

denomina nucleoproteínas. Dependiendo del tipo de azúcar (pentosa) que poseen en su

estructura los ácidos nucleicos se dividen en dos clases principales, el que tiene ribosa se

llama ácido ribonucleico (ARN) y el que tiene desoxirribosa es el ácido desoxirribonucleico

(ADN). Estos ácidos nucleicos no solo se encuentran formando el material hereditario en

las células procariotas y eucariotas sino también en organelos como los ribosomas,

mitocondrias y cloroplastos lo que esta evidenciando la versatilidad evolutiva de estas

biomoleculas de acuerdo con su localización y función. En la figura 2.5 se muestran

diferentes tipos de ácidos nucleicos.

2.1.5 Reconocimiento de Biomoléculas

Las proteínas y polipéptidos se pueden reconocer por medio del reactivo de Biuret, éste es

una mezcla de sulfato cúprico (CuSO4) y tartrato de sodio y potasio (KNaC4H4O6.4H2O) en

medio básico. El ion Cu

+2

forma un complejo con los enlaces peptídicos de la proteína

generando un color lila – violeta.

La detección de carbohidratos se realiza por medio de la prueba de Molisch, en la que

cualquier azúcar en medio ácido se deshidrata transformándose en un derivado de furfural,

éste último reacciona con α- naftol y en presencia de un ácido fuerte concentrado forma

derivados en forma de un anillo cuyo color es azul intenso. Una propiedad importante de

los monosacáridos

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