4 Las familias de compuestos orgánicos con importantes funciones biológicas

Estas moléculas se componen de carbono, hidrógeno, y oxígeno en una proporción de aproximadamente 1: 2: 1. Si una pregunta de la prueba consiste en la identificación de un compuesto como un carbohidrato, contar los átomos y ver si se ajustan a esa proporción. Los hidratos de carbono se forman mediante el proceso de reacción química de condensación, o síntesis de la deshidratación, y descompuesto por hidrólisis, la escisión de un producto químico por una reacción que añade agua. Hay varias subcategorías de hidratos de carbono:

Los monosacáridos, también llamado monómeros o azúcares simples, son los bloques de construcción de moléculas de carbohidratos más grandes y son una fuente de energía almacenada. Monómeros clave incluyen glucosa (también conocido como azúcar en la sangre), fructosa, y galactosa.

Estos tres tienen el mismo número de carbono (6), hidrógeno (12) y oxígeno (6) átomos en cada molécula - escrito formalmente como C₆H₁₂O₆ - pero los acuerdos de unión son diferentes. Las moléculas con este tipo de relación se llaman isómeros. Dos monosacáridos de cinco carbonos importantes (pentosas) son ribosa, un componente de los ácidos ribonucleico (ARN), y desoxirribosa, un componente de los ácidos desoxirribonucleico (ADN).

Los disacáridos, o dímeros, son azúcares formados por la unión de dos monosacáridos, incluyendo sacarosa (el azúcar de mesa), lactosa, y maltosa.

Los oligosacáridos (del griego oligo, unos pocos, y sacchar, azúcar) contiene tres a nueve azúcares simples que sirven muchas funciones. Se encuentran en las membranas plasmáticas de las células donde funcionan en el reconocimiento de célula a célula.

Polisacáridos, o polímeros, se forman cuando muchos monómeros de bonos en largas moléculas semejantes a cadenas. El glucógeno es el polímero primario en el cuerpo- se descompone a monómeros individuales de glucosa, una fuente inmediata de energía para las células.

Comúnmente conocido como grasas, estas moléculas contienen carbono, hidrógeno, y oxígeno, y, a veces nitrógeno y fósforo. Insoluble en agua, ya que contienen una preponderancia de bonos no polares, las moléculas de lípidos tienen seis veces más energía que almacenan moléculas de carbohidratos. Tras la hidrólisis, sin embargo, la mayoría de las grasas forman glicerol y ácidos grasos.

Un ácido graso es una cadena larga, recta de átomos de carbono con átomos de hidrógeno unidos. Si la cadena de carbono tiene su número completo de átomos de hidrógeno, el ácido graso se saturado (los ejemplos incluyen la mantequilla y la manteca de cerdo). Si la cadena de carbono tiene menos de su número completo de átomos de hidrógeno, el ácido graso se insaturado (los ejemplos incluyen margarina y aceites vegetales). Todos los ácidos grasos contienen un grupo carboxilo o ácido, -COOH, al final de la cadena de carbono.

Los fosfolípidos, como su nombre indica, contienen fósforo y nitrógeno y a menudo formar una bicapa en la membrana celular. Los esteroides son compuestos liposolubles como las vitaminas A o D y hormonas que a menudo sirven para regular los procesos metabólicos.

Entre las moléculas más grandes, las proteínas pueden alcanzar pesos moleculares de unos 40 millones de unidades atómicas. Las proteínas siempre contienen los cuatro elementos Honc - hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, y carbono - y, a veces contienen fósforo y azufre. El cuerpo humano construye moléculas de proteína utilizando 20 tipos diferentes de moléculas más pequeñas llamadas aminoácidos.

Cada molécula de ácido amino se compone de un grupo amino, -NH₂, y un grupo carboxilo, -COOH, con una cadena de carbono entre ellos. Los aminoácidos se enlazan entre sí por enlaces peptídicos para formar moléculas largas llamadas polipéptidos, que luego se ensamblan en proteínas. Estos enlaces se forman cuando el grupo carboxilo de una molécula reacciona con el grupo amino de otra molécula, la liberación de una molécula de agua (reacción de síntesis de la deshidratación).

Los ejemplos de proteínas en el cuerpo incluyen anticuerpos, hemoglobina (el pigmento rojo en los glóbulos rojos), y enzimas (catalizadores que aceleran las reacciones en el cuerpo).

Estas moléculas largas, que se encuentran principalmente en el núcleo de la célula, actúan como modelo genético del cuerpo. Están formados por bloques de construcción más pequeñas llamadas nucleótidos. Cada nucleótido, a su vez, se compone de un azúcar de cinco carbonos (desoxirribosa o ribosa), un grupo fosfato y una base nitrogenada.

Las bases nitrogenadas en el ADN (ácido desoxirribonucleico) son adenina, timina, citosina, y guanina siempre se emparejan A-T y C-G. En el ARN (ácido ribonucleico), que se produce en una sola hebra, la timina se sustituye por uracilo, por lo que los nucleótidos se emparejan A-U y C-G.

En 1953, James Watson y Francis Crick publicaron su descubrimiento de la estructura tridimensional del ADN - un polímero que se parece a una escalera torcida en una bobina. Llamaron a esta estructura de la hélice de doble hebra.