Compuesto orgánico o molécula orgánica es una sustancia química que contienen carbono, formando enlaces carbono-carbono y carbono-hidrógeno. En muchos casos contienen oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, boro, halógenos y otros elementos menos frecuentes en su estado natural. Estos compuestos se denominan moléculas orgánicas. Algunos compuestos del carbono, carburos, los carbonatos y los óxidos de carbono, no son moléculas orgánicas. La principal característica de estas sustancias es que arden y pueden ser quemadas (son compuestos combustibles). La mayoría de los compuestos orgánicos se producen de forma artificial mediante síntesis química aunque algunos todavía se extraen de fuentes naturales.
- Moléculas orgánicas naturales: son las sintetizadas por los seres vivos, y se llaman biomoléculas, las cuales son estudiadas por la bioquímica y las derivadas del petróleo como los hidrocarburos.
- Moléculas orgánicas artificiales: son sustancias que no existen en la naturaleza y han sido fabricadas o sintetizadas por el hombre como los plásticos.
- 2) cuáles son las moléculas que componen a los seres vivos
Glúcidos_Los glúcidos (o hidratos de carbono) son la fuente de energía primaria que utilizan los seres vivos para realizar sus funciones vitales; la glucosa está al principio de una de las rutas metabólicas productoras de energía más antigua, la glucólisis, usada en todos los niveles evolutivos, desde las bacterias a los vertebrados. Muchos organismos, especialmente los de estirpe vegetal (algas, plantas) almacenan sus reservas en forma de almidón. Algunos glúcidos forman importantes estructuras esqueléticas, como la celulosa, constituyente de la pared celular vegetal, o la quitina, que forma la cutícula de los artrópodos.
Lípidos_Los lípidos saponificables cumplen dos funciones primordiales para las células; por una parte, los fosfolípidos forman el esqueleto de las membranas celulares (bicapa lipídica); por otra, los triglicéridos son el principal almacén de energía de los animales. Los lípidos insaponificables y los isoprenoides desempeñan funciones reguladoras (colesterol, hormonas sexuales, prostaglandinas).
Proteínas_Las proteínas son las biomoléculas que más diversidad de funciones realizan en los seres vivos; prácticamente todos los procesos biológicos dependen de su presencia y/o actividad. Son proteínas casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones metabólicas de las células; muchas hormonas, reguladores de actividades celulares; la hemoglobina y otras moléculas con funciones de transporte en la sangre; anticuerpos, encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentes extraños; los receptores de las células, a los cuales se fijan moléculas capaces de desencadenar una respuesta determinada; la actina y la miosina, responsables finales del acortamiento del músculo durante la contracción; el colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén.
Ácidos nucleicos_Los ácidos nucleicos, ADN y ARN, desempeñan, tal vez, la función más importante para la vida: contener, de manera codificada, las instrucciones necesarias para el desarrollo y funcionamiento de la célula. El ADN tienen la capacidad de replicarse, transmitiendo así dichas instrucciones a las células hijas.
Algunas, como ciertos metabolitos (ácido pirúvico, ácido láctico, ácido cítrico, etc.) no encajan en ninguna de las anteriores categorías citadas.
Biocompuestos inorgánicos
Son moléculas que poseen tanto los seres vivos como los cuerpos inertes, aunque son imprescindibles para la vida, como el agua, la molécula inorgánica más abundante, los gases (oxígeno, etc.) y las sales inorgánicas: aniones como fosfato (HPO4−), bicarbonato (HCO3−) y cationes como el amonio (NH4+).
Biocompuestos orgánicos o principios inmediatos[editar]
Son sintetizadas principalmente por los seres vivos y tienen una estructura con base en carbono. Están constituidas, principalmente, por los elementos químicos carbono,hidrógeno y oxígeno, y con frecuencia también están presentes nitrógeno, fósforo y azufre; a veces se incorporan otros elementos pero en mucha menor proporción.
Las biomoléculas orgánicas pueden agruparse en cinco grandes tipos:
Glúcidos
Artículo principal: Glúcidos
Los glúcidos (impropiamente llamados hidratos de carbono o carbohidratos) son la fuente de energía primaria que utilizan los seres vivos para realizar sus funciones vitales; laglucosa está al principio de una de las rutas metabólicas productoras de energía más antigua, la glucólisis, usada en todos los niveles evolutivos, desde las bacterias a losvertebrados. Muchos organismos, especialmente los vegetales (algas, plantas) almacenan sus reservas en forma de almidón en estructuras denominadas amiloplastos, en cambio los animales forman el glucógeno, entre ellos se diferencia por la cantidad y el número de ramificaciones de la glucosa. Algunos glúcidos forman importantes estructuras esqueléticas, como la celulosa, constituyente de la pared celular vegetal, o la quitina, que forma la cutícula de los artrópodos.
Lípidos
Artículo principal: Lípidos
Los lípidos saponificables cumplen dos funciones primordiales para las células; por una parte, los fosfolípidos forman el esqueleto de las membranas celulares (bicapa lipídica); por otra, los triglicéridos son el principal almacén de energía de los animales. Los lípidos insaponificables, como los isoprenoides y los esteroides, desempeñan funciones reguladoras (colesterol, hormonas sexuales, prostaglandinas).
Proteínas
Artículo principal: Proteínas
Las proteínas son las biomoléculas que más diversidad de funciones realizan en los seres vivos; prácticamente todos los procesos biológicos dependen de su presencia y/o actividad. Son proteínas casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones metabólicas de las células; muchas hormonas, reguladores de actividades celulares; lahemoglobina y otras moléculas con funciones de transporte en la sangre; anticuerpos, encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentes extraños; losreceptores de las células, a los cuales se fijan moléculas capaces de desencadenar una respuesta determinada; la actina y la miosina, responsables finales del acortamiento del músculo durante el estado de la contracción; el colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén de la planta y el tallo
Ácidos nucleicos
Artículo principal: Ácidos nucleicos
Los ácidos nucleicos, ADN y ARN, desempeñan, tal vez, la función más importante para la vida: contener, de manera codificada, las instrucciones necesarias para el desarrollo y funcionamiento de la célula. El ADN tiene la capacidad de replicarse, transmitiendo así dichas instrucciones a las células hijas que heredarán la información.
Algunas, como ciertos metabolitos (ácido pirúvico, ácido láctico, ácido cítrico, etcétera.) no encajan en ninguna de las anteriores categorías citadas.
Vitaminas
Artículo principal: Vitamina
Las vitaminas son precursoras de coenzimas, (aunque no son propiamente enzimas) grupos prostéticos de las enzimas. Esto significa, que la molécula de la vitamina, con un pequeño cambio en su estructura, pasa a ser la molécula activa, sea esta coenzima o no.
Los requisitos mínimos diarios de las vitaminas no son muy altos, se necesitan tan solo dosis de miligramos o microgramos contenidas en grandes cantidades (proporcionalmente hablando) de alimentos naturales. Tanto la deficiencia como el exceso de los niveles vitamínicos corporales pueden producir enfermedades que van desde leves a graves e incluso muy graves como la pelagra o la demencia entre otras, e incluso la muerte. Algunas pueden servir como ayuda a las enzimas que actúan como cofactor, como es el caso de las vitaminas hidrosolubles.
3) Importancia del carbono en las moléculas orgánicas
Es conocido ya por todos dentro del mundo científico que la vida, depende exclusivamente de la existencia de moléculas de carbono. Sin embargo, los organismos están formados en su mayoría por agua, que es hidrógeno y oxígeno. El carbono por tanto se combina con el hidrógeno y el oxígeno del agua, y junto a otros átomos como el nitrógeno, fósforo, calcio y azufre, acaba por formar la mayor parte de compuestos que se encuentran en los tejidos vivos.
4) Qué son y qué función cumplen los glúcidos o hidratos de carbono
Los glúcidos, que son sustancias solubles en agua, son las biomoléculas más abundantes de entre todas las que componen los organismos vivos de la Tierra. Esto es así, en parte, debido a que la celulosa, componente fundamental de la estructura de los organismos vegetales, está compuesta exclusivamente por glucosa, el glúcido estrella entre todos los glúcidos.
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A estas biomoléculas también se las denomina hidratos de carbono, puesto que están formados por C, H y O en proporción 1:2:1, esto es CH2O, semejante a como estaría un carbono hidratado (C/H2O = carbono/agua), por lo que se les denominó originalmente de esa manera. También se llaman sacáridos (del griego sákcharon, azúcar) debido al carácter dulce de estos compuestos.
Así pues, glúcidos, hidratos de carbono, sacáridos o azúcares son diferentes denominaciones de una misma clase de moléculas..
IPORTANCIA BIOLÓGICA DE LOS GLÚCIDOS
.Los glúcidos, además de ser unas sustancias muy abundantes, realizan funciones extraordinariamente importantes en todos los organismos vivos; por ejemplo:
- 1- Son excelentes combustibles de los que se obtiene energía para soportar el trabajo vital, siendo un elemento básico en la alimentación delos seres humanos.
- 2- Se almacenan como reserva energética para ser utilizados cuando no se dispone de combustible.
- 3- Forman parte de la estructura de los ácidos nucleicos, las moléculas donde se almacena toda la infromación que controla y determina la forma y función de los organismos vivos.
- 4- Forman parte de la estructura de las membranas celulares de las bacterias y organismos vegetales, así como de los exoesqueletos de insectos y otros artrópodos.
- 5- Son componentes esenciales del tejido.
- 6- Unidos a proteínas y lípidos, constituyen estructuras básicas que facilitan el reconocimiento de ciertas moléculas, circunstancia necesaria en el proceso fundamental de la comunicación celular.
- 7- Síntesis de glúcidos constituyen el proceso de fabricación más fabuloso que se produce en la Tierra. Los organismos vegetales, a través de la fotosíntesis, fabrican glúcidos, movilizando para ello inmensas cantidades de CO2 y H2O.
Como veis, estas moléculas son muy versátiles, siendo, en consecuencia, esenciales para el correcto funcionamiento de todos los seres vivos.
5) Realice un cuadro de clasificación de los carbohidratos
6) Funciones principales de los hidratos de carbono
La principal función de los carbohidratos en el organismo es que son la principal fuente de energía, es decir son moléculas energéticas; sin embargo también cumplen funciones tales como ahorro de proteínas, regulan el metabolismo de los lípidos, estructural. (3)
Energéticamente: Se utilizan los carbohidratos como principal fuente de energía y no las grasas (lípidos), esto se debe a que el metabolismo de los carbohidratos (moléculas las cuales interaccionan con el agua mas fácilmente) es mucho mas rápido que el de los lípidos. (8) El cuerpo humano utiliza los carbohidratos en forma de glucosa y es así como a partir de esta el organismo puede realizar múltiples funciones donde es necesaria la energía. Otra forma es cuando la glucosa es almacenada en forma de glucógeno en el musculo y en hígado, este queda disponible para cuando el organismo lo requiera. La glucosa también sirve como fuente de energía para el cerebro ya que este necesita de ella para realizar diversas funciones. (6), (9), (11).
Figura1: Reacción donde la glucosa es transformada en energía.
Ahorro de proteínas: Se da en caso de que el aporte de los carbohidratos sea insuficiente, de este modo se utilizarán las proteínas para fines energéticos.
Regulación del metabolismo de los lípidos: Cuando la ingesta de carbohidratos es insuficiente, se da un metabolismo anormal de los lípidos produciendo de esta forma cuerpos cetónicos y estos provocan problemas (cetosis) (3)
Estructural: La da a los órganos del cuerpo y las neuronas, además la definición de la identidad biológica de una persona, por ejemplo el grupo sanguíneo (6). En la membrana celular se encuentran algunos azucares tales como fucosa, manosa , ácido siálico, cada uno en pequeñas cantidades pero son de gran importancia ya que sirven para el reconocimiento celular y para los diferentes grupos sanguíneos. Como componentes de ácidos nucleicos la ribosa y la desoxirribosa dando parte de su estructura. (7)
7) Defina los siguientes términos
Hidrocarburo:
Es un compuesto químico formado por una cadena de átomos de Carbono e Hidrógeno.
El Gas Natural es un conjunto de hidrocarburos formado básicamente por el primer compuesto de la serie llamado METANO y con proporciones menores de las cadenas que van del etano hasta el heptano.
En su constitución el metano prevalece sobre los otros compuestos en un porcentaje que varía desde un 83 hasta un 96% o más, el resto de los elementos son: Etano, Propano, Butano, Pentano, Hexano, Hidrógeno, Nitrógeno, Helio, Argón, Anhídrido Carbónico, Oxígeno, Agua, Azufre y otros.
Azúcares:
Los glúcidos o azúcares son sustancias que fueron originalmente llamadas hidratos de carbono o carbohidratos(debido a que su fórmula mínima es (CH
2
O)n, es decir,como si cada carbono estuviera "hidratado"). Esta denominación, que en rigor no es correcta, todavía se sigue utilizando.
Los glúcidos están ampliamente distribuidos tanto en tejidos animales como vegetales. En las plantas son producto de la fotosíntesis, e incluyen la celulosa de la pared celular vegetal.
En las células animales, los glúcidos glucosa y glucógeno sirven como fuente de energía para las actividades vitales.
Por su estructura química son aldehídos polihidroxilados ocetonas polihidroxiladas, esto quiere decir que son cadenas cortas de átomos de carbono en donde el primer carbono tiene una función aldehído, o el segundo tiene una función cetona, y tienen un grupo hidroxilo en cada uno de los carbonos restantes.
Monosacáridos:
Los monosacáridos o azúcares simples son los glúcidos más sencillos, no se hidrolizan, es decir, no se descomponen en otros compuestos más simples. Poseen de tres a siete átomos de carbono y su fórmula empírica es (CH2O)n, donde n ≥ 3. Se nombran haciendo referencia al número de carbonos (3-7), y terminan con el sufijo -osa. El principal monosacárido es la glucosa, la principal fuente de energía de las células.
Disacáridos:
Los disacáridos son un tipo de glúcidos formados por la condensación (unión) de dos azúcares monosacáridos iguales o distintos mediante un enlace O-glucosídico (con pérdida de una molécula de agua) pues se establece en forma de éter siendo un átomo de oxígeno el que une cada pareja de monosacáridos, mono o dicarbonílico, que además puede ser α o β en función del -OH hemiacetal o hemicetal. Los disacáridos más comunes son:
- Sacarosa: formada por la unión de una glucosa y una fructosa. A la sacarosa se le llama también azúcar común. No tiene poder reductor.
- Maltosa, isomaltosa, trehalosa y celobiosa: formadas todas por la unión de dos glucosas, son diferentes dependiendo de la unión entre las glucosas. Todas ellas tienen poder reductor, salvo la trehalosa.
POLISACÁRIDOS:
Un polisacárido es un polímero que está compuesto por una extensa sucesión de monosacáridos, unidos entre sí a través de enlaces glucosídicos. Los polisacáridos pueden incluirse dentro del grupo de los hidratos de carbono, que también son conocidos como carbohidratos o glúcidos.
Estos polisacáridos cumplen con diferentes funciones en el organismo: contribuyen al desarrollo de las estructuras orgánicas, permiten almacenar energía y actúan como un mecanismo de protección frente a ciertos fenómenos, por ejemplo.
La celulosa es el polisacárido más frecuente y la biomolécula natural que tiene mayor presencia en el planeta. Forma parte de las paredes de las células de tipo vegetal, tiene relevancia en la dieta del ser humano (contribuye a la digestión) y se emplea en la producción de papel, barniz, explosivos y otros productos.
Otro polisacárido muy importante es la quitina, que está presente en el exoesqueleto de diversos insectos, en las paredes de las células de los hongos y en los órganos de ciertos animales. La quitina se emplea en la industria alimenticia y en la farmacéutica, entre otras.
El glucógeno (de amplia presencia en el hígado) y el almidón (que aporta más del setenta por ciento de las calorías que ingerimos las personas en todo el planeta) son otros polisacáridos destacados.
Dentro de lo que son los polisacáridos de reservas energéticas en los vegetales hay que destacar al citado almidón, del que podemos destacar las siguientes señas de identidad:
-Es una mezcla perfecta entre amilopectina y amilosa.
-La amilosa es un polisacárido de tipo lineal que está formada por unidades de glucosa.
-La amilopectina, por su parte, es un polisacárido de clase ramificada.
-Se considera que es la fuente de calorías más importantes de cuantas consume el ser humano.
Asimismo no hay que pasar por alto que el almidón es un elemento que trae consigo un importante número de beneficios para el organismo humano, entre los que destacan los siguientes:
-Mejora de manera contundente lo que es la sensibilidad a la insulina.
-Se encarga de reducir los niveles de glucosa en la sangre.
-Ayuda a mejorar lo que es la salud de tipo intestinal.
-También se convierte en un aliado perfecto para adelgazar, ya que ayuda a quemar grasa.
-Se encarga además de producir grasas buenas.
Cabe mencionar que, si se desarrolla la hidrólisis de los mencionados enlaces glucosídicos que unen a los monosacáridos, es posible lograr la descomposición de los polisacáridos, ya sea en polímeros de la misma clase pero más simples, en disacáridos o incluso en diversos monosacáridos.
polímeros:
Los polímeros (del griego poly: «muchos» y mero: «parte», «segmento») son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.
El almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de polímeros naturales, entre los más comunes de estos y entre los polímeros sintéticos encontramos el nailon, el polietileno y la baquelita.
Monómero:
Un monómero (del griego mono, ‘uno’, y meros, ‘parte’) es una molécula de pequeña masa molecular que está unida a otros monómeros, a veces cientos o miles, por medio de enlaces químicos, generalmente covalentes, formando macromoléculas llamadas polímeros.1 2 El monómero natural más común es la glucosa, que está unida por enlaces glucosídicos formando polímeros tales como la celulosa y el almidón, formando parte de más del 77% de la masa seca de toda la materia de la planta.3 Muy a menudo el término monómero se refiere a las moléculas orgánicas que forman polímeros sintéticos, tales como, por ejemplo, el cloruro de vinilo, que se utiliza para producir el PVC .El proceso por el cual los monómeros se combinan de extremo a extremo para formar un polímero se denomina polimerización. Las moléculas hechas de un pequeño número de unidades de monómero, hasta unas pocas docenas, se denominan oligómeros.
Sacarosa:
La sacarosa, azúcar común o azúcar de mesa es un disacárido formado por alfa-glucopiranosa y beta-fructofuranosa.
Su nombre químico es alfa-D-Glucopiranosil - (1→2) - beta-D-Fructofuranósido,2 mientras que su fórmula es C12H22O11.
El cristal de sacarosa es transparente, el color blanco, es causado por la múltiple difracción de la luz en un grupo de cristales.
El azúcar de mesa es el edulcorante más utilizado para endulzar los alimentos y suele ser sacarosa. En la naturaleza se encuentra en un 20 % del peso en la caña de azúcar y en un 15 % del peso de la remolacha azucarera, de la que se obtiene elazúcar de mesa. La miel también es un fluido que contiene gran cantidad de sacarosa parcialmente hidrolizada.La sacarosa, azúcar de mesa o azúcar de caña, es un disacárido de glucosa y fructosa. Se sintetiza en plantas, pero no en animales superiores. No contiene ningún átomo de carbono anomérico libre,3 puesto que los carbonos anoméricos de sus dos unidades monosacáridos constituyentes se hallan unidos entre sí, covalentemente mediante un enlace O-glucosídico. Por esta razón, la sacarosa no es un azúcar reductor y tampoco posee un extremo reductor.
Condensación:
[Lat. co, junto + densare, hacer denso]: 1. Tipo de reacción química en la cual dos moléculas se unen y forman una molécula más grande, escindiéndose simultáneamente una molécula de agua. Las reacciones biosintéticas en las cuales los monómeros (p. ej., monosacáridos, aminoácidos) se unen y forman polímeros (p. ej., polisacáridos, polipéptidos) son reacciones de condensación. 2. Proceso en el que la materia pasa de un estado a otro como ocurre en el pasaje del estado gaseoso al estado líquido en el agua y otras sustancias, por eliminación de calor.
Hidrólisis:
La hidrólisis o hidrolisis es una reacción en la que se rompe un enlace covalente entre dos subunidades por medio de la adición del equivalente a una molécula de agua; se agrega un átomo de hidrógeno a una subunidad y un grupo hidroxilo a la otra.
La hidrólisis es el principal tipo de alteración, el proceso que más transcendencia tiene en la formación del relieve de las rocas metamórficas y el que más profundamente ataca a las rocas.
La hidrólisis es un proceso químico que consiste en el desdoblamiento de una molécula en presencia del agua (concretamente los iones H+, el agua se comporte como un ácido débil). La consecuencia es la destrucción de los edificios cristalinos, dando lugar a la progresiva separación y lavado de la sílice, la mica, los feldespatos y cualquier otro elemento que componga la roca. Como consecuencia se forman minerales arcillosos y residuos metálicos arenosos.
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