556834469-Trabajo-de-Quimica-Organica

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Universidad de oriente
Núcleo de Monagas
unidad de estudios basicos
seccion de quimica
Biomoleculas, Aminoácidos, lípidos y proteínas
 
Profesora: Bachilleres:
Fátima Rodríguez Ignacio Luna C.I: 29.549.173
 Gandy Sánchez C.I: 27.478.267
 Luis romero C.I: 29.719.721
Maturín, mayo de 2019
1-Defina biomoleculas: Una biomolécula es un compuesto químico que se encuentra en los organismos vivos. Están formadas por sustancias químicas compuestas principalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, sulfuro y fósforo. Las biomoléculas son el fundamento de la vida y cumplen funciones imprescindibles para los organismos vivos
Carbohidratos: Los carbohidratos son unas biomoleculas que también toman los nombres de hidratos de carbono, glúcidos, azúcares o sacáridos; aunque los dos primeros nombres, los más comunes y empleados, no son del todo precisos, ya que no se tratan estrictamente de átomos de carbono hidratados, pero los intentos por sustituir estos términos por otros más precisos no han tenido éxito. Estas moléculas están formadas por tres elementos fundamentales: el carbono, el hidrógeno y el oxígeno, este último en una proporción algo más baja. Su principal función en el organismo de los seres vivos es la de contribuir en el almacenamiento y en la obtención de energía de forma inmediata, sobre todo al cerebro y al sistema nervioso.
Clasificación de los carbohidratos según el grupo funcional.
Los azucares se clasifican también de acuerdo con el número de átomos de carbono que contienen. Por ejemplo, los azúcares más pequeños, denominados triosas, contienen tres átomos de carbono. Los azúcares de cuatro, cinco y seis átomos de carbono se llaman tetrosas, pentosas y hexosas, respectivamente.
Los monosacáridos más abundantes en las células son las pentosas y las hexosas. Se describe a los monosacáridos con nombres como aldohexosas y cetopentosas, que combinan la información sobre el número de átomos de carbono y los grupos funcionales.
Por ejemplo, la glucosa, un azúcar de seis carbonos que contiene un aldehído, se denomina aldohexosa. Las estructuras de los azucares que se dan en la figura se denominan proyecciones de Fischer (en honor del gran químico alemán ganador del premio Nobel (Emil Fischer). En estas estructuras, el esqueleto hidrocarbonado se dibuja verticalmente con el carbono más oxidado en la parte superior. Las líneas horizontales se supone que se proyectan hacia el observador, y las líneas verticales se alejan del observador.
Las estructuras de Haworth representan de forma más ajustada los ángulos y longitudes de enlace que las representaciones de Fischer. Entre los monosacáridos más importantes de los seres vivos se encuentran la glucosa, la fructosa y la galactosa
La o-glucosa, que originalmente se denominó dextrosa, se encuentra en cantidades importantes en todo el mundo vivo. Es el principal combustible de las células. Las fuentes alimentarias son el almidón de las plantas y los disacáridos lactosa, maltosa y sacarosa.
La o-fructosa, originalmente denominada levulosa, suele llamarse azúcar de la fruta por su contenido elevado en la fruta. Se encuentra también en algunos vegetales y la miel, los espermatozoides utilizan el azúcar como fuente de energía. La galactosa es necesaria para sintetizar diversas biomoléculas, entre las que se encuentran la lactosa, los glucolípidos, determinados fosfolípidos, proteoglucanos y glucoproteínas.
Los disacáridos son glucósidos formados por dos monosacáridos. El término oligosacárido se utiliza para polímeros de azúcares relativamente pequeños que constan de dos a diez o más unidades de monosacárido. La digestión de los disacáridos y de otros hidratos de carbono se produce por enzimas sintetizadas por las células que tapizan el intestino delgado. La lactosa (azúcar de la leche) es un disacárido que se encuentra en la leche. 
Está formado por una molécula de galactosa unida por el grupo hidroxilo del carbono I con un enlace, B-glucosídico con el grupo hidroxilo del carbono 4 de una molécula de glucosa La maltosa, conocida también como azúcar de malta, es un producto intermediario de la hidrólisis del almidón y no parece existir en forma libre en la naturaleza.
La maltosa es un disacárido con un enlace glucosídico IXentre dos moléculas de o-glucosa. En disolución, el carbono anomérico libre experimenta una mutarrotación, lo que da lugar a una mezcla de equilibrio de IX y ,B maltosas. La celobiosa, un producto de degradación de la celulosa, contiene dos moléculas de glucosa ligadas por un enlace glucosídico B. 
La sacarosa (azúcar común de mesa: azúcar de caña o azúcar de remolacha) se produce en las hojas y raíces de las plantas. Es una fuente de energía que se transporta por toda la planta. La sacarosa, que contiene un residuo de a-glucosa y otro de B-fructosa, se diferencia de los azúcares descritos previamente en que los monosacáridos están unidos por un enlace glucosídico entre ambos carbonos anoméricos.
Los oligosacáridos son polímeros pequeños que se encuentran la mayor parte de las veces unidos a polipéptidos en glucoproteínas. Entre los grupos oligosacáridos mejor caracterizados están aquellos unidos a membranas y proteínas secretoras que se encuentran en el retículo endoplásmico y el complejo de Golgi de varias células. Existen dos clases de oligosacáridos: Ligados por N y ligados por O. Los oligosacáridos ligados por N están unidos a los polipéptidos por un enlace N-glucosídico con el grupo amida de la cadena lateral del aminoácido asparagina.
Las moléculas de polisacáridos se utilizan como formas de almacenamiento de energía o como materiales estructurales. Están formadas por un gran número de unidades de monosacárido unidos por enlaces glucosídicos. La mayoría de los polisacáridos comunes son moléculas grandes que contienen desde cientos hasta miles de unidades de azúcar. Estas moléculas pueden tener una estructura lineal, como la de la celulosa o la amilosa, o pueden tener formas ramificadas, como las que se encuentran en el glucógeno y la amilopectina.
Los polisacáridos pueden dividirse en dos clases: homopolisacáridos, que están formados por un tipo de monosacárido, y heteropolisacáridos, que contienen dos o más tipos de monosacáridos.
El almidón, la reserva energética de las células, es una fuente significativa de hidratos de carbono en la alimentación humana. La mayor parte del valor nutritivo de los principales alimentos mundiales (p. ej., patatas, arroz, maíz y trigo) procede del almidón. En el almidón se encuentran juntos dos polisacáridos: amilosa y amilopectina.
La amilosa está formada por cadenas largas sin ramificar de residuos de D-glucosa que están unidos por enlaces glucosídicos Las moléculas de amilosa, que generalmente contienen varios miles de residuos de glucosa.
El glucógeno es el hidrato de carbono de almacenamiento de energía de los vertebrados. Se encuentra abundantemente en las células hepáticas y musculares.
La celulosa es un polímero formado por residuos de o-glucopiranosa unidos por enlaces glucosídicos. Es el polisacárido estructural más importante de las plantas. Debido a que la celulosa representa alrededor de un tercio de la biomasa de las plantas, es la sustancia orgánica más abundante de la tierra. La capacidad para digerir la celulosa sólo se encuentra en los microorganismos que poseen la enzima celulasa.
La estructura y función de la quitina son semejantes a las de la celulosa. Como con la celulosa, las unidades monoméricas están Unidas en cadenas sin ramificar por enlaces glucosídicos B. Se forman microfibrillas a partir de las moléculas de quitina adyacentes que están unidas fuertemente por enlaces de hidrógeno.
Clasificación delos carbohidratos según el número de átomos de carbono
· Triosas (cadena de tres carbonos)
· Tetrosas (Cadena de 4 carbonos )
· Pentosas (Cadena de 5 carbonos )
· Hexosas (Cadena de 6 carbonos)
· Heptosas (cadena de 8 átomos carbonos)
Clasificación de los carbohidratos según el número de unidades monomericas
Según la cantidad de unidades monomericas los carbohidratos se clasifican en: monosacaridos, oligosacaridos o polisacaridos
Monosacáridos: Podemos definir los monosacáridos como polihidroxialdehidos y polihidroxicetonas. Si incluimos también a sus derivados, dependiendo de la amplitud con la que se tome el término, pueden incuirse o no, evidentemente, distintos tipos de sustancias. En el campo de la Ciencia de los Alimentos se consideran generalmente como "derivados" los polialcoholes obtenidos por reducción, con aplicaciones en gran parte semejantes a las de sus precursores, y los ácidos y lactonas obtenidos por oxidación de aldosas, del que el único relevante es la glucono δ-lactona 
Con la excepción de algunos carbohidratos bacterianos, todos los presentes en la naturaleza pertenecen a la serie D. Los monosacáridos se dividen en aldosas y cetosas, según tengan un grupo aldehido o un grupo cetona. Aunque existen muchas decenas de monosacáridos, solamente dos, glucosa y fructosa, son realmente importantes, como tales, en el mundo de los alimentos. Otros muchos forman parte, eso sí, de oligosacáridos o polisacáridos que se tratan en otros lugares.
Oligosacáridos: Los oligosacáridos son moléculas constituidas por la unión de 2 a 10 monosacáridos cíclicos, de 3 en adelante pueden ser lineales o ramificados mediante enlaces de tipo glucosídicos, un enlace covalente que se establece entre grupos alcohol de dos monosacáridos, con desprendimiento de una molécula de agua. 
El grupo más importante de los oligosacáridos es el de los disacáridos, o azúcares dobles, que son la unión de dos monosacáridos, mediante pérdida de una molécula de agua formando así un enlace tipo éter:
La rafinosa (glucosa + fructosa + galactosa), Se encuentra, principalmente, en las leguminosas: soya, frijoles, garbanzos, cacahuates, chícharos, alubias, etc.
La sacarosa o azúcar de mesa (glucosa + fructosa) que aparece en los productos azucarados, como la remolacha y la caña. La maltosa (glucosa + glucosa) obtenida del azúcar de malta, está formada por dos moléculas de glucosa.
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.
Enlace glicosidico: El enlace glicosídico es aquel mediante el cual un glúcido se enlaza con otra molécula, sea o no un glúcido. Si se unen dos o más monosacáridos (formando disacáridos o polisacáridos) usando un átomo de oxígeno como puente entre ambas moléculas (un éter), su denominación correcta es enlace O-glucosídico. Análogamente, también existen enlaces S, N y C glucosídicos.
Disacáridos de interés: sacarosa, maltosa y lactosa.
Sacarosa: La sacarosa, sucrosa, azúcar común o azúcar de mesa es un disacárido formado por glucosa y fructosa. Es un disacárido que no tiene poder reductor sobre el reactivo de Fehling y el reactivo de Tollens.
Maltosa: Es un Disacárido formado por dos Glucosas unidas por un enlace glucosidico producido entre el Oxígeno del primer carbón anomerico (proveniente de -OH) de una glucosa y el oxígeno perteneciente al cuarto carbón de la otra. Por ello este compuesto también se llama alfa glucopiranosil(1-4)alfa glucopiranosa. Al producirse dicha unión se desprende una molécula de agua y ambas glucosas quedan unidas mediante un oxígeno monocarbonílico que actúa como puente.
Lactosa: La lactosa es un disacárido formado por la unión de una molécula de glucosa y otra de galactosa. Se conoce también como azúcar de la leche, ya que aparece en la leche de las hembras de la mayoría de los mamíferos en una proporción del 4 al 5%
2- Lípidos: Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas (la mayoría biomoléculas) compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y, en menor medida, oxígeno; aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno.
Tienen como característica principal el ser hidrófobos (insolubles en agua) y solubles en disolventes orgánicos como la bencina, el benceno y el cloroformo.
En el uso coloquial, a los lípidos se los llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son solo un tipo de lípidos procedentes de animales. Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (como los triglicéridos), la estructural (como los fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora (como las hormonas esteroides).
Clasificación (saponificables e insaponificables).
 Lípidos Saponificables: Estos son los que pueden sufrir efectos a consecuencia de la hidrolisis, entendiendo por esta, el proceso de desfragmentación de una sustancia producto del agua. Estos lípidos se hayan altamente compuestos por ácidos grasos, lo que faculta en gran medida su disolución, la prioridad de esta tipología de lípidos reside en la composición molecular de los alimentos y sus respectivas vitaminas y nutrientes. Estos se dividen: 
Simples: Son los que contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Ejemplos:
- Acilglicéridos. Son ésteres de ácidos grasos con glicerol. Cuando son sólidos se les llama grasas y cuando son líquidos a temperatura ambiente se llaman aceites.
- Céridos (ceras).
Complejos. Son los lípidos que, además de contener en su molécula carbono, hidrógeno y oxígeno, contienen otros elementos como nitrógeno, fósforo, azufre u otra biomolécula como un glúcido. A los lípidos complejos también se les llama lípidos de membrana pues son las principales moléculas que forman las membranas celulares. Ejemplos: Fosfolípidos, Fosfoglicéridos, Fosfoesfingolípidos, Glucolípidos, Cerebrósidos, Gangliósidos.
Lípidos no saponificables: Estos son los que disponen en su composición de gran cantidad de moléculas de carbono, como por igual resultan derivadas de ácidos grasos, más no se encuentran compuestos por estos, de aquí que resulte imposible someterlos a un proceso de hidrolisis. Ejemplos: 
- Terpenoides.
- Esteroides.
- Prostaglandinas.
Acilgliceridos, clasificación.
Los acilglicéridos o grasas son lípidos formados por la esterificación de una, dos o tres moléculas de ácidos grasos con una molécula de glicerina (propanotriol). También se les llama glicéridos, glicerolípidos o acilgliceroles. Hay tres tipos, de acuerdo con la cantidad de ácidos grasos que componen la molécula de acilglicéridos:
· Monoacilglicéridos: contienen una molécula de ácido graso.
· Diacilglicéridos: con dos moléculas de ácidos grasos.
· Triacilglicéridos: con tres moléculas de ácidos grasos.
Clasificación. Atendiendo a la temperatura de fusión se clasifican en:
A) Aceites: Si los ácidos grasos son Insaturados o de cadenacorta o ambas cosas a la vez, la molécula resultante es líquida a temperatura ambiente y se denomina aceite. Se encuentra en las plantas oleaginosas: el fruto del olivo es rico en ácido oleico (monoinsaturado), las semillas de girasol, maíz, soja etc. son ricos en poliinsaturados como el linoleico, algunas plantas que viven en aguas frías contienen linolénico y eicosapentanoico, que también se acumulan en las grasas de los pescados azules que se alimentan de ellas como el salmón.
B) Mantecas: Son grasas semisólidas a temperatura ambiente. La fluidez de esta depende de su contenido en ácidos Insaturados y esto último relacionado a la alimentación. Los animales que son alimentados con grasas insaturadas, generan grasas más fluidas y de mayor aprecio en alimentación. (Sería el caso de un cerdo alimentado con bellotas)
C) Sebos: Son grasas sólidas a temperatura ambiente, como las de cabra o buey. Están formadas por ácidos grasos saturados y cadena larga.
Saponificación: La saponificación, también conocida como una hidrólisis de éster en medio básico, es un proceso químico por el cual un cuerpo graso, unido a un álcali y agua, da como resultado jabón y glicerina. Se llaman jabones a las sales sódicas y potásicas derivadas de los ácidos grasos. Son susceptibles de saponificación todas aquellas sustancias que en su estructura molecular contienen restos de ácidos grasos, y son sustancias naturales a las que llamamos lípidos saponificables. Los lípidos saponificables más abundantes en la naturaleza son las grasas neutras o glicéridos.
3- Aminoácidos y proteínas. 
Proteínas: Las proteínas son moléculas formadas por aminoácidos que están unidos por un tipo de enlaces conocidos como enlaces peptídicos. El orden y la disposición de los aminoácidos dependen del código genético de cada persona. Todas las proteínas están compuestas por:
Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno Y la mayoría contiene además azufre y fósforo. Las proteínas suponen aproximadamente la mitad del peso de los tejidos del organismo, y están presentes en todas las células del cuerpo, además de participar en prácticamente todos los procesos biológicos que se producen.
Aminoácidos: Los aminoácidos son compuestos orgánicos que se combinan para formar proteínas, las cuales son indispensables para nuestro organismo. Están formadas de carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. Entre sus funciones, los aminoácidos ayudan a descomponer los alimentos, al crecimiento o a reparar tejidos corporales, y también pueden ser una fuente de energía.
Los aminoácidos son también los encargados de permitir la contracción muscular o mantener el equilibrio de ácidos y bases en los organismos. Aparte, cada uno de los diferentes aminoácidos cuenta con una función independiente.
Clasificación de los aminoácidos, ácidos, básicos y neutros. 
Según la naturaleza de su cadena lateral, los aminoácidos proteicos se clasifican en tres grupos: neutros, básicos y ácidos.
Aminoácidos neutros: son aquellos cuya cadena lateral no posee grupos carboxilo ni amino, y por lo tanto, a pH neutro su carga eléctrica neta es 0. Estos aminoácidos se subdividen en polares y apolares. Los primeros poseen grupos hidrófilos en su cadena lateral que les permite formar puentes de hidrógeno con moléculas polares, debido a lo cual, son muy solubles en agua. Son aminoácidos polares la glicina, serina, treonina, cisteína, tirosina, asparagina y glutamina.
Por otro lado, los aminoácidos apolares poseen una cadena lateral hidrófoba y por lo tanto su solubilidad en agua es menor. Este grupo está constituido por la alanina, valina, leucina, isoleucina, prolina, metionina, fenilalanina y triptófano.
Aminoácidos básicos: son aquellos que contienen algún grupo amino en la cadena lateral que, debidos a su carácter básico, puede tomar hidrogeniones del medio, lo que hará que el aminoácido tenga carga positiva. Pertenecen a este grupo la argina, histidina y lisina.
Aminoácidos ácidos: presentan un grupo carboxilo en la cadena lateral y poseen carga eléctrica negativa, ya que ese grupo desprende hidrogeniones. Dos componentes de este grupo son el ácido aspártico y el ácido glutámico.
Enlace peptídico.
El enlace peptídico es el que tiene lugar cuando el grupo carboxilo de un aminoácido interacciona con el grupo amino de otro, quedando unidos ambos aminoácidos (dipéptido) y liberándose en la reacción una molécula de agua. Los aminoácidos se encadenan por medio de enlaces peptídicos para formar proteínas, también llamadas cadenas polipeptídicas.
Estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria de las proteínas.
La actividad biológica de una proteína depende en gran medida de la disposición espacial de su cadena polipeptídica. Dicha cadena sufre una serie de plegamientos y estos proporcionan una gran complejidad a la estructura de las proteínas. Se definen cuatro niveles distintos, conocidos como estructura primaria, secundaria, terciaria, y cuaternaria, y, cada uno de ellos se constituye a partir del anterior.
Estructura primaria: Esta estructura es la secuencia de aminoácidos de la proteína. Nos indica los aminoácidos que componen la cadena polipeptídica y el orden en que se encuentran. La secuencia de la proteína se escribe enumerando los aminoácidos desde el extremo -N terminal hasta el extremo -C terminal. 
Esta estructura constituye una secuencia de planos articulados que constituyen los enlaces peptídicos, que no pueden girar, y los átomos de carbono, nitrógeno y oxígeno que participan en ellos se sitúan en el mismo plano.
Estructura secundaria: Se trata de la disposición de la cadena polipeptídica en el espacio. Existe una conformación más estable que ninguna otra que es la que se mantiene. Los tipos básicos de la estructura secundaria son: 
Hélice: plegamiento en espiral de la cadena polipeptídica sobre sí misma. Se mantiene estable por medio de puentes de hidrógeno que entre los grupos -NH- y –C=O. Si estos enlaces se rompen, la estructura secundaria se pierde. Ejemplo: queratina de las plumas
Lámina plegada: el plegamiento no origina una estructura helicoidal sino una lámina plegada en zig-zag. La estabilidad de esta estructura también se consigue mediante puentes de hidrógeno, pero en este caso son transversales. Ejemplo: queratina de la seda
Hélice de colágeno: se trata de una hélice más extendida debido a la abundancia de determinados aminoácidos que no pueden formar puentes de hidrógeno. La estabilidad de esta estructura se debe a la asociación de tres hélices unidas mediante enlaces covalentes y enlaces débiles.
Estructura terciaria: Nos informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí mismo originando una conformación globular. Dicha conformación globular en las proteínas facilita su solubilidad en agua y esto les permite realizar funciones de transporte, enzimáticas, hormonales, etc, (proteínas globulares).
Las proteínas que no llegan a formar estas estructuras terciarias mantienen su estructura secundaria alargada (proteínas filamentosas o fibrilares). Son insolubles en agua y en disoluciones salinas, por lo que presentan funciones esqueléticas (Ejemplo: tejido conjuntivo, colágeno de los huesos, etc.) De la estructura terciaria depende por lo tanto la función de la proteína, por lo que cualquier cambio que se produzca en la disposición de esta estructura puede provocar la pérdida de su actividad biológica, proceso que conocemos con el nombre de desnaturalización.
La estructura terciaria, constituye un conjunto de plegamientos que se originan por la unión entre determinadas zonas de la cadena polipeptídica. Estas uniones se realizan por medio de enlaces entre las cadenas laterales de los aminoácidos, y pueden ser de los siguientes tipos:
· Puentes disulfuro: son enlaces fuertes covalentes entre los grupos –SH de los aminoácidos cisteína.
· Fuerzas electrostáticas: se trata de enlaces tipo iónico entre los grupos de cargas eléctricas opuestas. Se producen entre grupos radicales de aminoácidos ácidos y aminoácidos básicos.
· Puentesde hidrógeno
· Fuerzas de Van der Waals: son uniones débiles que se producen entes los aminoácidos apolares.
Estructura terciaria de la proteína G, con tramos de estructura secundaria de hélice a, hoja plegada b y bucles  
Estructura cuaternaria: Informa de la unión de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protómero o subunidad proteica. Según el número de subunidades que se asocian, las proteínas que tienen estructura cuaternaria se denominan:
· Dímeros: Ejemplo: enzima hexoquinasa
· Tetrámeros: Ejemplo: hemoglobina
· Pentámeros: Ejemplo: enzima ARN-polimerasa
· Polímeros: Ejemplo: actina, miosina y cápsida del virus de la polio (este posee 60 subunidades proteicas).
El tipo de unión que predomina en este tipo de estructura son los enlaces débiles.
Estructura cuaternaria de la hemoglobina humana.