bioquimica

Introducción al estudio
de las biomoléculas

L

as biomoléculas son las moléculas específicas de los seres vivos. Aunque formando parte de los seres vivos se encuentran, también, sustancias de naturaleza inorgánica.
A pesar de estar constituidas fundamentalmente por un grupo pequeño de
átomos: carbono (C), nitrógeno (N), oxígeno (O), hidrógeno (H), y en menor
cantidad, fósforo (P) yazufre (S) las biomoléculas presentan una gran diversidad estructural la cual está relacionada con su función.
En el presente capítulo se revisan, someramente, algunos aspectos relacionados con los principales grupos funcionales, enlaces e interacciones presentes en las biomoléculas ya que su conocimiento previo resulta fundamental
para la cabal comprensión de la estructura y propiedades de lasbiomoléculas.
También se tratan las propiedades del agua, que le confieren su capacidad de
solvente universal en los organismos vivos, así como las características de
ácidos y bases, y de las soluciones tampones o amortiguadoras del pH.

Características generales de las biomoléculas
Las biomoléculas están formadas principalmente por: carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno unidos por enlacescovalentes. Además, algunas contienen azufre y fósforo, entre otros elementos y existen en un grado variable
de complejidad.
Las biomoléculas se pueden agrupar de acuerdo con su tamaño y complejidad en: moléculas sencillas, de relativo bajo peso molecular, como los aminoácidos,
los monosacáridos, los ácidos grasos, los nucleótidos, y en moléculas de alto peso
molecular, macromoléculas, formadaspor la polimerización de algún tipo de
molécula sencilla: de este modo las proteínas son polímeros de aminoácidos; los
polisacáridos, lo son de monosacáridos y los ácidos nucleicos, de nucleótidos. La
mayoría de los lípidos, aunque no constituyen macromoléculas, presentan estructuras complejas integradas por la asociación de moléculas sencillas diversas. Para
realizar el estudio de lasbiomoléculas es necesario comprender previamente los
enlaces principales que mantienen unidos a los átomos que la forman, los principales grupos funcionales y las agrupaciones moleculares presentes.

Enlaces químicos
Los enlaces químicos que constituyen las fuerzas interatómicas que permiten la
formación de moléculas pueden ser iónicos o covalentes.

Enlace iónico
Es un enlace de tipoelectrostático, que se forma por la transferencia de un
electrón desde un átomo de baja energía de ionización hasta uno de alta afinidad
electrostática. Los iones así formados son atraídos electrostáticamente y de esta
forma se establece el enlace en la molécula. Las moléculas que presentan este tipo
de enlace forman cristales iónicos, son sólidos, buenos conductores de la electricidad, solubles en agua osolventes polares y poseen elevados puntos de fusión y
ebullición.
Por ejemplo: El átomo de sodio (Na) posee baja energía de ionización, su
tendencia es a perder un electrón de su última capa y forma el ion Na+. Por el
contrario el cloro (Cl) posee alta afinidad electrostática y su tendencia es a captar
un electrón y completar 8 electrones en su última capa (regla del octeto), y forma
el ionCl-, el Na+ y el Cl-, se atraen electrostáticamente formando el cloruro de
sodio Na+Cl-, liberándose gran cantidad de energía.

Enlace covalente

Fig. 2.1. Representación del modelo de la
molécula de H2O como dipolo.

El enlace covalente se produce por el compartimiento de electrones entre átomos. Los electrones compartidos forman el orbital molecular y se produce cuando
interactúanelectrones no pareados con “spin” opuestos. El enlace covalente puede
ser apolar si los electrones comparten igualmente entre sí los electrones: pero si uno
de los átomos posee mayor electroafinidad y atrae con más fuerza hacia sí los
electrones compartidos, el enlace es covalente polar.
Ejemplo: Es apolar en el caso del átomo de hidrógeno (H2 ), pues cada H atrae
con igual intensidad los...