2 5 Biopolimeros

BIOPOLÍMEROS
Macromoléculas de
Interés Biológico

Macromoléculas

Moléculas orgánicas
encontradas en Bioquímica


Moléculas Pequeñas



Macromoléculas:

– azucares, aminoácidos, nucleótidos, ácidos, grasos
y otros derivados de ácidos carboxílicos simples
– la ínterconversión de moléculas pequeñas puede ser
utilizada para liberar o almacenar energía, lo cual
constituye la base delmetabolismo.
– Clases particulares de pequeñas moléculas se utilizan
como subunidades (monómeros) para construir las
macromoléculas.
–
–
–
–

proteínas, formadas por cadenas de aminoácidos
ácidos nucleicos, formados por cadenas de nucleótidos
polisacáridos, formados por cadenas de azucares
Lípidos complejos

Tipos principales


Las células contienen 4 tipos principales
de macromoléculas (polímeros):
Proteínas
 Polisacáridos
 Ácidos nucleicos
 Algunos lípidos. Estas

moléculas
nunca son tan grandes como las de
los otros 3 grupos

Dalton




Terminología: Una unidad que es
conveniente aplicar en la bioquímica
para describir el tamaño de las
macromoléculas es el kiloDalton, kDa.
Un Dalton=1 g mol-1, de modo que una
proteína típica tendría entre 10 y
10,000 kDa o sea 104 a 107 g·mol-1.Componentes
En la estructura de las macromoléculas de interés biológico solo
participan unas 60 moléculas simples.





Las células contienen miles de diferentes
polímeros llamados macromoléculas
Los polímeros son macromolécules formadas
por una o varias (20 en el caso de las
proteínas) subunidades pequeñas,
monómeros, unidos entre sí por uniones
covalentes
La mayoría de las macromoléculas biológicasson polímeros lineales de sus unidades
monoméricas – unas pocas son ramificadas,
sobre todo los carbohidratos

Si todos los polímeros en una célula fueran
hidrolizados (separados en sus componentes
monoméricos) esto es lo que se obtendría:

Monómeros

Número de
cada clase

Macromoléculas que
forman

Aminoácidos
Ácidos grasos

20
10

Azúcares y
compuetos
relacionados

10

Nucleótidos
Otrasmoléculas

5
15

Proteínas
Lipidos de almacenamiento
Membranas
Polisacáridos
Glicoproteínas
Ácidos Nucleicos
Ácidos Nucleicos
Contribuyen a formar
todas

Formación


En general la construcción de las
macromoléculas se hace por pérdida de una
molécula de agua (condensación o
deshidratación) y requiere la intervención
de catalizadores biológicos (enzimas) y
gasto de cantidades considerables de
energía(ATP)

Enlaces


Todas las diferentes
categorías de enlaces
que unen los
monómeros en las
macromoléculas
involucran la
eliminación de los
elementos del H2O,
proceso llamado
condensación.

Degradación de Biopolímeros
-HidrólisisLa mayoría de las macromoléculas
pueden ser separadas en sus
subunidades (monómeros) por la adición
de moléculas de agua (hidrólisis).
 Cada ruptura de uno de los enlacesentre
subunidades monoméricas requiere una
molécula de agua


Enlaces






La reacción inversa a la
condensación es la
ruptura del enlace por la
incorporación de H2O, lo
cual restaura los
compuestos originales.
En el caso del enlace
amídico se recuperan el
ácido carboxílico y el
grupo amino originales
rompiéndose el enlace.
Este proceso se llama
hidrólisis.

La Hidrólisis
La hidrólisis es unbuen ejemplo de un ataque nucleofílico.
La molécula de H2O usa al O como nucleófilo para atacar
un enlace susceptible, tal como el enlace peptídico.
El enlace es susceptible porque el átomo de C del grupo
C=O es deficiente en electrones, puesto que los electrones
son atraídos hacia el átomo de O, muy electronegativo, del
grupo C=O
Puesto que el C es deficiente en electrones, puede
acomodar el parelectrónico del grupo hidroxilo.
Esto da lugar a la formación de un estado de transición (se
llama así una etapa semi-estable en el camino de la reacción
química)
El estado de transición alcanza un estado estable por la
producción de los productos que resultan del rompimiento del
enlace C–N.
Esto sucede porque el átomo de N puede funcionar bien como
un grupo que se libera reteniendo los...