Lípidos

Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría biomoléculas, compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno, que tienen como característica principal el ser hidrofóbicas o insolubles en agua y sí en solventes orgánicos como la bencina, el alcohol, el benceno y el cloroformo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales. Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (triglicéridos), la estructural (fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora (esteroides).

Los Lípidos también funcionan para el desarrollo de la materia gris, el metabolismo y el crecimiento.

Las vitaminas A, D, E y K son liposolubles, lo que significa que estas solo pueden ser digeridas, absorbidas y transportadas en conjunto con las grasas. Las grasas son fuentes de ácidos grasos esenciales, un requerimiento dietario importante. Las grasas juegan un papel vital en el mantenimiento de una piel y cabellos saludables, en el aislamiento de los órganos corporales contra el shock, en el mantenimiento de la temperatura corporal y promoviendo la función celular saludable. Estos además sirven como reserva energética para el organismo. Las grasas son degradadas en el organismo para liberar glicerol y ácidos grasos libres. El glicerol puede ser convertido por el hígado y entonces ser usado como fuente energética.

El contenido de grasas de los alimentos puede ser analizado por extracción. El método exacto varía según el tipo de grasa a ser analizada, por ejemplo, las grasas poliinsaturadas y monoinsaturadas son analizadas de forma muy diferente.

Las grasas también sirven como un buffer muy útil hacia una gran cantidad de enfermedades. Cuando una sustancia particular sea química o biotica, alcanza niveles no seguros en el torrente sanguíneo, el organismo puede efectivamente diluir (o al menos mantener un equilibrio) las sustancias dañinas almacenándolas en nuevo tejido adiposo. Esto ayuda a proteger órganos vitales, hasta que la sustancia dañina pueda ser metabolizada y/o retirada de la sangre a través de la excreción, orina, sangramiento accidental o intencional, excreción de cebo y crecimiento del pelo.

Aunque es prácticamente imposible remover las grasas completamente de la dieta, sería equivocado hacerlo. Algunos ácidos grasos son nutrientes esenciales, significando esto que ellos no pueden ser producidos en el organismo a partir de otros componentes y por lo tanto necesitan ser consumidos en pequeñas cantidades. Todas las otras grasas requeridas por el organismo no son esenciales y pueden ser producidas en el organismo a partir de otros componentes.

Ácidos grasos

Ácido carboxilo unido a una cadena hidrocarbonada de 4 a 36 C (carbono) que esta en su forma más reducida.

     La cadena hidrocarbonada puede estas saturada, o sea, con enlaces simples; o insaturada, con enlaces dobles.

     Las saturadas son lineales y las insaturadas, con enlaces dobles.

Saturado

Insaturado

Las saturadas son lineales y las insaturadas presentan un ángulo en la(s) zona(s) del doble enlace.

Su nomenclatura comienza con el número de C que componen el ácido, separado por dos puntos del número de dobles enlaces que se acompaña por un paréntesis que contiene un delta con el que se indica la posición de los dobles enlaces. El carbono 1 es el del ácido carboxilo.

Ejemplo:

Ácido láurico 12:0 -->saturado

Ácido oleico 18:1(delta 9) --> insaturado.

Funciones:

Determinadas por el largo de la cadena hidrocarbonada y el número de dobles enlaces.

A tº ambiente los ácidos grasos saturados con cadenas de 12 a 24 C tienen consistencia semisolidad (cerosa) en cambio, los insaturados tienen consistencia líquida (aceitosa). Esto debido a que existe un mayor número de interacciones entre cadenas lineales que tienden a ordenase mejor formando sustancias más sólidas A pH=7, el grupo carboxilo esta ionizado.

En animales vertebrados, los ácidos grasos circulan en la sangre unidos a una proteína transportadora llamada albúmina sérica.

Triglicéridos

Ácidos grasos saturados e insaturados que pueden combinarse con el glicerol para formar triacilglicerol o triglicéridos. Este es un compuesto común para el almacenamiento energético en células eucariontes. Son hidrofóbicos y se almacenan como gotas en células especiales.La almacenación de energía en trigliceridos tiene una ventaja por sobre los carbohidratos que no se acumula agua de hidratación y que en la oxidación rinden más de 2 veces.

Los aceites y grasas presentes en los alimentos animales son genrealmente una mezcla de trigliceridos saturados e insaturados.

La únion de los trigliceridos puede ser hidrolisada por ácido o álcalis. El calentamiento de las grasas animales con NaOH o KOH produce glicerol y las sales de Na+ o K+ de los ácidos grasos, conocidas como jabones. A este proceso se le denomina saponificación.

Los jabones ayudan a solubilizar o dispersar materiales insolubles en agua, formando agregados microscópicos o micelas. Los triglicéridos pueden ser hidrolizados por enzimas llamadas lipasas y liberan los ácidos grasos que son transportados en la sangre (en el instentino hay lipasas y también los adipocitos).

Las ceras

Formadas por ácidos grasos de cadenas de 14 a 36 C unidas por un enlace ester a alcoholes de cadena larga de 16 a 30 carbonos.

El punto de fusión de las ceras es mayor que el de los trigliceridos (60º -100º) por lo que son generalmente sólidas a tº ambiente.

Lípidos de la membrana.

Existen tres tipos principales de lípidos de membrana:

Ø  glicerofosfolípidos

Ø  esfingolípidos

Ø  esteroles.

1.- Glicerofosfolípidos

Estos lípidos de membrana son fosfolípidos y están formados por glicerol unido en el C1 a un ácido graso saturado, en C2 a un ácido graso insaturado y en C3 a un grupo fosfato y a un alcohol polar.

2.- Esfingolípidos

Este tipo de lípidos también forma parte de ciertas membranas. Entre los esfingolípidos también hay un tipo de fosfolípido que es el esfingomielina.

     Los esfingolípidos no contienen glicerol y están formados por una molécula de alcohol aminada de cadena larga que es la esfingosina unida en el C2 que lleva un grupo amino que está unido a un ácido graso saturado y el C1 puede estar unido a un grupo fosfato y al alcohol colina o a uno o más azúcares.Cuando se une un ácido graso en enlace amida al -NH2, el compuesto que se obtiene es una ceramida, la que es la unidad estructural fundamental de todos los esfingolípidos.

     Existen tres subclases de esfingolípidos:

     esfingomielinas: contienen fosfocolina o fosfoetanolamina como grupo de cabeza polar, se encuentra en las membranas plasmáticas de las células animales; principalmente en la vaina de mielina.

     glucolípidos o glucoesfongolípidos: son neutros y están asociados a un azúcar (o más) se ubican principalmente en la cara externa de la membrana celular. Existen los cerebrósidos que tienen un solo azúcar unido a la caramida, denominados así por su ubicación en el SN, en las membranas plasmáticas de los tejidos nerviosos, cuando se unen a una galactosa. Cuando se unen a una glucosa, pertenecen a las membranas plasmáticas de las células no nerviosas.

     glangliósidos: formados por una cabeza polar muy grande que contiene varias unidades glucídicas.

La principal función de los esfingolípidos es el reconocimiento biológico. Es más, los grupos sanguíneos están determinados por ellos.

     Los glicerofosfolípidos de las membranas son constantemente renovados ya que son degradadas y reemplazadas por las fosfolipasas, que rompen especificamente los istintos tipos de uniones. Las fosfolipasas A remueven los ácidos grasos del C1 y C2, dejando un lisofosolípido libre que es degradado por lisofosfolipasas para remover el fosfolipido. La degradación de fosfolípidos permite la expresión de señales extracelulares que activan a una fosfolipasa C que rompe los fosfatidilinositoles, liberando diacilglicerol e inositol fosfato, los que actuan como mensajeros intracelulares . Otros estimulos extracelulares activan a algunas fosfolipasas A que liberan ácido araquidónico que sirve para la síntesis de prostaglandinas, que tambíen son segundos mensajeros.

3.- Esteroles.

Formadores de membrana en menor medida que los dos grupos anteriores. Derivados del colesterol. Los esteroles no contienen ácidos grasos como los esfingolípidos y glicerofosfolípidos . El anillo de colesterol se forma a partir de la condensación de unidades de isoprenos. El colesterol y sus derivados son moléculas planares que tiene un grupo polar (-OH) en el C3 y una larga cadena alifática en el C17. En algunos eucariontes existe el estigmasterol, en vez de colesterol en las membranas.

Existen muchas moléculas derivadas del colesterol que tienen diversas funciones tales como los ácidos biliares, hormonas esreroidales y la vitamina D3.

Proteínas

Las proteínas son biomoléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos. El nombre proteína proviene de la palabra griega πρωτεῖος ("proteios"), que significa "primario" o del dios Proteo, por la cantidad de formas que pueden tomar.

Las proteínas desempeñan un papel fundamental para la vida y son las biomoléculas más versátiles y más diversas. Son imprescindibles para el crecimiento del organismo. Realizan una enorme cantidad de funciones diferentes, entre las que destacan:

       Estructural. Ésta es la función más importante de una proteína

       Inmunológica (anticuerpos),

       Enzimática (sacarosa y pepsina),

       Contráctil (actina y miosina).

       Homeostática: colaboran en el mantenimiento del pH,

       Transducción de señales (rodopsina)

       Protectora o defensiva (trombina y fibrinógeno)

Las proteínas están formadas por aminoácidos. Las proteínas de todos los seres vivos están determinadas mayoritariamente por su genética (con excepción de algunos péptidos antimicrobianos de síntesis no ribosomal), es decir, la información genética determina en gran medida qué proteínas tiene una célula, un tejido y un organismo.

Las proteínas se sintetizan dependiendo de cómo se encuentren regulados los genes que las codifican. Por lo tanto, son susceptibles a señales o factores externos. El conjunto de las proteínas expresadas en una circunstancia determinada es denominado proteoma.

Ácidos nucléicos

Los ácidos nucléicos son macromoléculas, polímeros formados por la repetición de monómeros llamados nucleótidos, unidos mediante enlaces fosfodiéster. Se forman, así, largas cadenas o polinucleótidos, lo que hace que algunas de estas moléculas lleguen a alcanzar tamaños gigantes (de millones de nucleótidos de largo).

     El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Friedrich Miescher, quien en el año 1869 aisló de los núcleos de las células una sustancia ácida a la que llamó nucleína, nombre que posteriormente se cambió a ácido nucléico.

     Existen dos tipos de ácidos nucleicos: ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico), que se diferencian: por el glúcido (pentosa) que contienen: la desoxirribosa en el ADN y la ribosa en el ARN; por las bases nitrogenadas que contienen: adenina, guanina, citosina y timina, en el ADN; adenina, guanina, citosina y uracilo, en el ARN; en los organismos eucariotas, la estructura del ADN es de doble cadena, mientras que la estructura del ARN es monocatenaria, aunque puede presentarse en forma extendida, como el ARNm, o en forma plegada, como el ARNt y el ARNr, y en la masa molecular: la del ADN es generalmente mayor que la del ARN.

     El ADN es bicatenario, está constituido por dos cadenas polinucleotídicas unidas entre sí en toda su longitud. Esta doble cadena puede disponerse en forma lineal (ADN del núcleo de las células eucarióticas) o en forma circular (ADN de las células procarióticas, así como de las mitocondrias y cloroplastos eucarióticos). La molécula de ADN porta la información necesaria para el desarrollo de las características biológicas de un individuo y contiene los mensajes e instrucciones para que las células realicen sus funciones. Dependiendo de la composición del ADN (refiriéndose a composición como la secuencia particular de bases), puede desnaturalizarse o romperse los puentes de hidrógenos entre bases pasando a ADN de cadena simple o ADNsc abreviadamente.

Excepcionalmente, el ADN de algunos virus es monocatenario, es decir, está formado por un solo polinucleótido, sin cadena complementaria.

     El ARN difiere del ADN en que la pentosa de los nucleótidos constituyentes es ribosa en lugar de desoxirribosa, y en que, en lugar de las cuatro bases A, G, C, T, aparece A, G, C, U (es decir, uracilo en lugar de timina). Las cadenas de ARN son más cortas que las de ADN, aunque dicha característica es debido a consideraciones de carácter biológico, ya que no existe limitación química para formar cadenas de ARN tan largas como de ADN, al ser el enlace fosfodiéster químicamente idéntico. El ARN está constituido casi siempre por una única cadena (es monocatenario), aunque en ciertas situaciones, como en los ARNt y ARNr puede formar estructuras plegadas complejas.

Nanotubos de carbono

Los nanotubos de carbono son una forma alotrópica del carbono, como el diamante, el grafito o los fulerenos. Su estructura puede considerarse procedente de una lámina de grafito enrolladas sobre sí misma.^[1] Dependiendo del grado de enrollamiento, y la manera como se conforma la lámina original, el resultado puede llevar a nanotubos de distinto diámetro y geometría interna. Estos tubos, conformados como si los extremos de un folio se uniesen por sus extremos formando un canuto, se denominan nanotubos monocapa o de pared simple. Existen, también, nanotubos cuya estructura se asemeja a la de una serie de tubos concéntricos, incluidos unos dentro de otros, a modo de muñecas matrioskas y, lógicamente, de diámetros crecientes desde el centro a la periferia. Estos son los nanotubos multicapa. Se conocen derivados en los que el tubo está cerrado por media esfera de fulereno, y otros que no están cerrados.

Están siendo estudiados activamente, como los fulerenos, por su interés fundamental para la química y por sus aplicaciones tecnológicas. Es, por ejemplo, el primer material conocido por la humanidad capaz, en teoría, de sustentar indefinidamente su propio peso suspendido sobre nuestro planeta; una condición necesaria para la construcción de un ascensor espacial.

MACROMOLÉCULAS SINTÉTICAS