Las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los seres vivos y se encuentran presentes en todos ellos sin importar su tamaño. Estas moléculas son sintetizadas solamente por los seres vivos y tienen una estructura a base de carbono. Todas las moléculas orgánicas que forman parte de los seres vivos están constituidas por la unión de varios átomos de carbono, permitiendo la posibilidad de formar esqueletos tridimensionales -C-C-C- para formar compuestos con número variable de carbonos. La base estructural son las cadenas de carbono e hidrógeno; a los carbonos de estas cadenas se unen covalentemente otros elementos o bien grupos de elementos, llamados grupos funcionales, con propiedades químicas específicas que condicionan las de la molécula final.
Los elementos químicos que forman las biomoléculas se denominan bioelementos, que son: carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), azufre (S) y fósforo (P). Gracias a su pequeña diferencia de electronegatividad, permiten la formación de enlaces covalentes muy estables entre ellos. Además, permiten la formación de enlaces múltiples (dobles y triples) entre C y C, C y O, C y N, así como estructuras lineales, ramificadas, cíclicas y heterocíclicas.
Principales grupos de biomoléculas orgánicas
Las biomoléculas orgánicas se clasifican principalmente en cuatro grupos fundamentales, cada uno con funciones biológicas específicas:
- Carbohidratos o glúcidos: Son la fuente de energía primaria y se constituyen principalmente de carbono, hidrógeno y oxígeno. Los monosacáridos son los compuestos más sencillos; la unión de dos monosacáridos conformará un disacárido, mientras que la unión de tres o más dará como resultado un polisacárido.
- Lípidos: Sustancias insolubles en agua que forman parte de las membranas biológicas y se utilizan como reserva de energía o aislante térmico. Están constituidos por cadenas extensas de átomos de carbono e hidrógeno.
- Proteínas: Biomoléculas que cumplen la mayor diversidad de funciones en los seres vivos, estando conformadas por la unión de aminoácidos.
- Ácidos nucleicos: Polímeros formados por unidades llamadas nucleótidos, cuya función principal es contener y transmitir la información genética.
Resumen de las características funcionales
| Biomolécula | Unidad básica | Función principal |
|---|---|---|
| Glúcidos | Monosacáridos | Energía inmediata y soporte estructural |
| Lípidos | Ácidos grasos/alcohol | Reserva energética y membranas celulares |
| Proteínas | Aminoácidos | Estructural, enzimática y defensa |
| Ácidos Nucleicos | Nucleótidos | Herencia y síntesis proteica |
Importancia de la estructura tridimensional
Para identificar los compuestos orgánicos no solo hay que tener en cuenta su composición, sino también la ordenación de los átomos en la molécula. Muchas moléculas orgánicas tienen varios isómeros, es decir, pueden presentar varias estructuras espaciales no equivalentes. La función que realizan las moléculas en los organismos depende de su estructura tridimensional, porque en muchos casos supone la unión entre moléculas complementarias. Por ejemplo, en las proteínas, los aminoácidos se atraen entre sí, haciendo que la proteína adquiera una forma tridimensional concreta denominada estructura terciaria, la cual es determinante para su actividad biológica.
En el caso de los ácidos nucleicos, el ADN tiene una estructura característica en forma de doble hélice, formada por dos cadenas complementarias. Las dos cadenas están unidas mediante puentes de hidrógeno específicos entre bases concretas: la adenina es complementaria de la timina y la citosina es complementaria de la guanina. Esta información, que se denomina genética, se utiliza mediante la síntesis de proteínas para regular el funcionamiento de la célula ajustándolo a sus necesidades.
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