carbohidratos lipidos

C A P Í T U L O

3

Moléculas biológicas

En Corea del Sur se le realizan pruebas a la carne para determinar su origen, luego de que se
descubriera un caso de la enfermedad de las vacas locas en ganado proveniente de Estados Unidos.

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Capítulo 3

3.1

¿POR QUÉ EL CARBONO ES TAN
IMPORTANTE EN LAS MOLÉCULAS
BIOLÓGICAS?

MOLÉCULAS BIOLÓGICAS

Probablemente en el supermercado hayas visto “frutasy verduras orgánicos”. Para un químico, tal frase es redundante, ya
que todos los vegetales son orgánicos porque están hechos de
moléculas biológicas. En química, el término orgánico describe las moléculas que tienen una estructura de carbono y que
además contienen algunos átomos de hidrógeno. La palabra
orgánico se deriva de la capacidad de los organismos vivos para sintetizar y utilizar estetipo general de moléculas. Entre las
moléculas inorgánicas están el dióxido de carbono y todas
las moléculas que no tienen carbono, como el agua y la sal.
La versatilidad del átomo de carbono es la clave para tener
el extenso surtido de moléculas orgánicas, lo cual, a la vez,
permite la diversidad de estructuras en los organismos simples e incluso en las células individuales. Un átomo de carbonotiene cuatro electrones en su capa más externa, donde
caben ocho. Por ello, un átomo de carbono puede volverse estable al enlazarse con hasta otros cuatro átomos y así formar
enlaces dobles o triples. Las moléculas que tienen muchos
átomos de carbono pueden adoptar formas complejas como
cadenas, ramificaciones y anillos: la base de una extraordinaria diversidad de moléculas.
Sin embargo, las moléculasorgánicas son algo más que
estructuras complicadas de átomos de carbono. Al esqueleto

de carbono se unen grupos de átomos, llamados grupos funcionales, los cuales determinan las características y la reactividad química de las moléculas. Estos grupos funcionales son
mucho menos estables que el esqueleto de carbono y es más
probable que participen en las reacciones químicas. Los grupos funcionalescomunes que se hallan en moléculas biológicas se presentan en la tabla 3-1.
La similitud entre las moléculas orgánicas de todas las formas de vida es consecuencia de dos características principales: el uso del mismo conjunto básico de grupos funcionales
en prácticamente todas las moléculas orgánicas en todos los
tipos de organismos, y el uso del “enfoque modular” para sintetizar moléculasorgánicas grandes.

3.2

¿CÓMO SE SINTETIZAN LAS MOLÉCULAS
ORGÁNICAS?

En principio, hay dos formas de crear una molécula grande y
compleja: por la combinación de átomos uno tras otro, según
un plan muy detallado; o el ensamble, con antelación, de
moléculas más pequeñas que luego se unen. Así como los trenes se forman acoplando locomotoras a diversos vagones, la
vida también adopta el enfoque modular.
Lasmoléculas orgánicas pequeñas (como la glucosa) se
emplean como subunidades que se combinan para formar
moléculas más largas (como el almidón), al igual que con los
vagones de un tren. Las subunidades individuales se conocen

Tabla 3-1 Grupos funcionales importantes en las moléculas biológicas
Grupo

Estructura

Hidrógeno ( — H)

H

Hidroxilo ( — OH)

O

Carboxilo ( — COOH)

C

Propiedades

H

Seencuentra en

Polar o no polar, dependiendo del átomo de
hidrógeno al que se enlace; interviene en las
reacciones de deshidratación y de hidrólisis

Casi todas las moléculas
orgánicas

Polar; interviene en las reacciones de
deshidratación y de hidrólisis

Carbohidratos, ácidos nucleicos,
alcoholes, algunos ácidos y esteroides

Ácido; interviene en enlaces peptídicos

Aminoácidos, ácidos grasosBásico; podría unirse a un H+ adicional y
así adquirir carga positiva; interviene
en enlaces peptídicos

Aminoácidos, ácidos nucleicos

Ácido; enlaza nucleótidos en los ácidos
nucleicos; grupo portador de energía en ATP

Ácidos nucleicos, fosfolípidos

No polar; tiende a hacer hidrofóbicas
a las moléculas

Muchas moléculas orgánicas; muy
común en lípidos

O
H

O

H
Amino ( — NH2)

N
H
H
O...