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QUIMICA ORGANICA:
LIPIDOS
HIDRATOS DE CARBONO
PROTEINAS
quimica organica
HIDRATOS DE CARBONO

GENERALIDADES
Se llama Hidratos de Carbono al Grupo de compuestos que contienen hidrógeno y oxígeno, en las proporciones del agua, y carbono.
La formula de la mayoría de estos compuestos puede expresarse como: Cm(H2O)n.
Sin embargo, estructuralmente estos compuestos no pueden considerarse como carbono hidratado, como la fórmula parece indicar.
Los Hidratos de Carbono, son los compuestos orgánicos más abundantes en la naturaleza. Las plantas verdes y las bacterias los producen en el proceso conocido como: Fotosíntesis, durante el cual absorben el dióxido de carbono del aire por acción de la energía solar, y producen hidratos de carbono y otros productos químicos necesarios para que los organismos sobrevivan y crezcan.
Los hidratos de carbono tienen en su formula los grupos alcohol y cetona ó alcohol y aldehído. Cuando se tiene un polialcohol con un grupo de aldehído se llamará ALDOSA, su hidrólisis da polihidroxialdehídos; y cuando se tiene un polialcohol con un grupo cetona se llamará CETOSA, su hidrólisis da polihidroxicetonas.
La principal función de los glúcidos es aportar energía al organismo. De todos los nutrientes que se puedan emplear para obtener energía, los glúcidos son los que producen una combustión más limpia en nuestras células y dejan menos residuos en el organismo. De hecho el cerebro y el sistema nervioso solamente utilizan glucosa para obtener energía. De esta manera se evita la presencia de residuos tóxicos (como el amoníaco, que resulta de quemar las proteínas) en contacto con las delicadas células del tejido nervioso.
CLASIFICACION
Los carbohidratos según su complejidad, se clasifican en:
En azúcares simples, también llamados monosacáridos u ósidos, constituidos por unidades sencillas que no son susceptibles de descomposición en azúcares más pequeños.
En disacáridos o diholósidos, compuestos por dos unidades monosacáridas.
En oligosacáridos, u oligoósidos, integrados por cadenas cortas cuyo número de unidades oscila entre tres y siete monosacáridos unidos.
Y en polisacáridos o poliósidos, prolongadas cadenas formadas por la unión de numerosas unidades de un mismo monosacárido (homopolisacárido u homopoliósido), o de varias clases de ellos (heteropolisacárido o heterósido). Estos últimos presentan también fracciones no glucídicas.
Entre los azúcares de cadena larga se diferencian estructuras simples y ramificadas.
• Monosacáridos.
Los monosacáridos contienen un número de átomos de carbono, que oscila entre tres y nueve, aunque los más frecuentes son los de cinco y los de seis.
Se denominan, atendiendo a ese número triosas (tres átomos), tetrosas (cuatro), pentosas (cinco), hexosas (seis), etc.
El monosacárido de tres átomos de carbono(triosa) es el más sencillo y se llama gliceraldehído.
CHO
ø
H _ "C _ OH
ø
CH2OH
D - gliceraldehido.
*C ES UN CARBONO ASITMETRICO.
Los monosacáridos más importantes son las pentosas y las hexosas, que son los azúcares de cinco y seis átomos de carbono respectivamente.
Los monosacáridos en cuanto a su estructura química, se distinguen:
• Los polihidroxialdehídos, de fórmula:
HOCH2—(CHOH)n—CHO.
En este caso, el conjunto de átomos del que dependen las reacciones es el grupo aldehído, por lo que se habla, por ejemplo, de aldohexosas (como la glucosa) o aldopentosas. En esta fórmula estructural, las líneas únicas representan enlaces simples, mientras que las compuestas por dos segmentos corresponden a enlaces dobles.
• Y las polihidroxiacetonas, de fórmula:
HOCH2CO—(CHOH)n—CH2OH.
En este caso es denominado grupo ceto, aquel que rige la unión del carbohidrato a otros compuestos. Así se habla de cetopentosas y cetohexosas.
La ligazón de unidades simples para dar lugar a disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos se denomina polimerización, consiste en la reacción de dos grupos hidroxilo (-OH), uno de cada monosacárido implicado, con la eliminación de una molécula de agua. La hidrólisis, por el contrario, es el proceso en que disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos se descomponen para proporcionar monosacáridos y agua.
Propiedades estructurales de los monosacáridos.
Los monosacáridos se caracterizan por presentar estereoisomería. El fenómeno consiste en que compuestos de análoga fórmula química molecular muestran propiedades distintas debido a que los átomos que componen sus moléculas se distribuyen espacialmente de forma distinta. Por ejemplo, el más sencillo de los monosacáridos, el trigliceraldehído, de fórmula, presenta dos isómeros que son como una imagen real y su reflejo especular -invertido o de espejo-. Este tipo de compuestos se denomina enantiómeros, o isómeros ópticos,
y han de poseer al menos un átomo asimétrico en torno al cual oscilan los demás agregados atómicos.
En el caso anterior, el centro asimétrico es el carbono, que en la fórmula aparece en posición media. Dos enantiómeros difieren en la forma en que desvían el plano de polarización de la luz, es decir, aquel en el que vibran las ondas lumínicas. Uno, llamado forma D (+), o dextrógira, lo hace hacia la derecha; el otro, forma L, (-), o levógira, lo hace hacia la izquierda.
Una propiedad de los monosacáridos con más de cinco átomos de carbono es la presencia de mutorrotación, fenómeno que consiste en una variación óptica de la luz que se registra en las disoluciones de azúcares recién preparados hasta que estas se estabilizan. Ello se debe a que los monosacáridos mencionados no se encuentran en forma de cadena, sino cíclica, lo que hace que puedan existir dos isómeros diferentes denominados a y b. Al proceder a la disolución sólo existe una de las formas (en el caso de la glucosa, una hexosa, la forma a), que paulatinamente se va transformando en la otra, hasta que se alcanza un equilibrio en el que ambas coexisten.
En todos los carbohidratos se explican mejor sus propiedades si se acepta una fórmula cíclica. Los monosacáridos más importantes son:
La Glucosa.
Es el azúcar que se encuentra mas corrientemente en la naturaleza. Así se encuentra en la sangre, en la fruta y en muchas plantas. Se obtiene industrialmente por hidrólisis con ácidos diluidos del almidón. También se obtiene por la hidrólisis de disacáridos y polisacáridos. Y es capaz de sufrir fermentación transformándose en alcohol, lo que es el fundamento de la fabricación del vino.
En la glucosa se abre el grupo carbonilo y se forma una unión con el -OH del carbono cinco:
La Fructuosa.
Es una cetohexosa que se encuentra en la miel y da sabor dulce a muchas frutas, la fructosa es muy levógira, por lo cual también recibe el nombre de LEVULOSA.
En el organismo la transformación de fructosa en glucosa tiene lugar en el hígado. La fructosa es el azúcar que tiene mayor edulcorante.
• Disacáridos.
Son hidratos de carbono que por hidrólisis dan dos monosacáridos. Su formula general es: C12H22O11.
Los dos monosacáridos que forman el disacárido están unidos mediante un puente de oxigeno.
El enlace está determinado por la unión de un grupo OH del grupo carbonilo y el grupo OH perteneciente al alcohol de la otra molécula, mediante la eliminación de una molécula de agua. Los disacáridos más importantes son:
La Sacarosa.
Se obtiene de la caña de azúcar o de la remolacha, por lo que también se le llama “azúcar de caña”, y se utiliza
cotidianamente químicamente puro.
Es un disacárido formado por glucosa y fructuosa, que es una cetohexosa.
En la hidrólisis de la sacarosa con los ácidos diluidos, se origina glucosa y fructuosa, y el producto de esta reacción se llama azúcar invertido; un azúcar invertido natural es la miel.
La Maltosa.
Llamada también “azúcar de malta” se obtiene por hidrólisis ácida parcial del almidón.
Se obtiene por la acción del enzima diastasa que se encuentra en el grano germinado de la cebada sobre el almidón. Este mismo efecto produce el enzima ptialina que se encuentra en la saliva.
La hidrólisis ácida de la maltosa da dos moléculas de glucosa. También podemos obtenerlas mediante el enzima maltasa actuando sobre la maltosa (esta se encuentra en la levadura de cerveza).
La Lactosa.
Está formada por una molécula de galactosa y una de glucosa. También se llama “azúcar de leche” porque se encuentra en la leche de los animales, es un componente ideal, ya que es más difícil de fermentar que los otros azucares.
• Oligosacáridos.
Están formados por la unión de unos pocos monosacáridos, mediante enlaces glucosídicos. Los nombres genéricos indican el número de monosacáridos que intervienen, como los siguientes disacáridos:
• Maltosa: Formada por glucosa, llamada también azúcar de malta; es un producto intermedio de la degradación del almidón.
• Sacarosa: Formada por glucosa-fructosa; es el azúcar de caña o azúcar común.
- Lactosa: Formada por glucosa-galactosa; es el azúcar de la leche.
• Polisacáridos.
Los polisacáridos son enormes moléculas formadas por uno o varios tipos de unidades monosacáridas. Por hidrólisis podemos obtener hexosas, pentosas, o ambas.
Cuando solo se tiene hexosas, el polímero se llama hexosano, si obtenemos pentosas pentosanos.
Cuando tenemos mezclas de ambos se llama polisacáridos mixtos.
Pentosanos.
Tienen la formula (C5H8O4) X H2O
Se encuentran en la naturaleza formando parte de algunos vegetales como el maíz y la avena. Son importantes la arabana y la xilana.
La arabana por hidrólisis da solamente arabinosa y se encuentra en jugos de frutas, en la goma arábiga, etc.
La xilana por hidrólisis da xilosa, y se encuentra en la paja, madera y en la cascara de algunas semillas.
En el organismo se sintetizan las pentosas que son necesarias para la degradación de hexosas.
Hexosanos.
Tienen formula (C6H10O5) X H2O. Dos Hexosanos importantes en la naturaleza don los almidones que almacena energía en los seres vivos y la celulosa que se encuentra en muchas plantas.
La Celulosa.
• Es un polímero lineal, con función estructural, principalmente en paredes celulares vegetales.
• Se encuentra en muchas plantas y esta formada por la glucosa.
• Es insoluble en agua, ácidos diluidos y álcalis.
• Se hidroliza con ácidos concentrados.
• Es muy abundante en la naturaleza, siendo el hidrato de carbono más importante industrialmente.
• Para obtener alcohol industrialmente se utiliza celulosa hidrolizada.
• Desde el punto de vista industrial los derivados más importantes son la seda artificial, las nitrocelulosas y el papel.
El Almidón.
• Se encuentran en las semillas, tubérculos y raíces de muchos materiales, constituyendo el material de reserva alimenticia.
• Es un polímero de glucosa formado por varias cadenas laterales de unas 30 unidades de glucosa cada una, obteniéndose compuestos de pares moleculares muy elevados.
• Podemos obtener glucosa mediante sucesivas hidrólisis del almidón mediante distintas enzimas.
• La obtención del almidón tiene lugar a partir de las semillas o tubérculos, remojándolos en agua y triturándose, posteriormente esta masa se filtra a través de tejidos tupidos y al dejar sedimentar este sedimentado se obtiene el almidón.
• Se emplea en la industria alimentaria, textil, farmacéutica, etc.

PROPIEDADES FISICAS
Son sólidos, blancos e incoloros. Su sabor es dulce. Son solubles en agua, menos solubles en alcohol. Insolubles en general en solventes orgánicos.

PROPIEDADES QUIMICAS

Siendo los monosacáridos polialcoholes con una función aldehído (aldosas) o con una función cetona (cetosas) poseen las propiedades características de esas funciones.
Poder Reductor
Los monosacáridos, que poseen en su molécula la función aldehído, son reductores enérgicos. Las cetosas también poseen esa propiedad debido a que el grupo carbonilo se halla activado por la presencia cercana de los grupos hidroxilos de los alcoholes.
De acuerdo con esto las osas reducen el licos re fehlling y al nitrato de plata amoniacal (Reactivo de Tollens)
Productos de la oxidación
La oxidación de las aldosas origina ácidos con igual número de átomos de carbono.



La oxidación de las cetosas forma dos moléculas de acidos con menor numero de atomos de carbono.













Hidrogenación
Las osas por acción de la amalgama de sodio en solución acida se hidrogenan dando polialcoholes.



Fermentación
Las osas por acción de los fermentos o diastasas, se descomponen dando alcohol y dióxido de carbono.




RECONOCIMIENTO
• Reacción de Fehling:
Se basa en el carácter reductor de los monosacáridos y de la mayoría de los disacáridos (excepto la sacarosa). Si el glúcido que se investiga es reductor, se oxidará dando lugar a la reducción del sulfato de cobre (II), de color azul, a óxido de cobre (I), de color rojo-anaranjado. Un excelente sustituto para éste reactivo sería el reactivo de Benedict, el cual identifica a cualquier clase de carbohidrato.

• Reacción de Lugol
La coloración producida se debe a que el yodo se introduce entre las espiras de la molécula de almidón. No es por tanto, una verdadera reacción química, sino que se forma un compuesto de inclusión que modifica las propiedades físicas de esta molécula, apareciendo la coloración azul violeta producto de haber identificado una cetosa.

• Reacción de Molish
Todos los sacáridos pueden ser degradados o hidrolizados hasta transformarlos en las unidades de monosacáridos que los constituyen. La hidrólisis química, requiere de catalizadores (ácidos minerales) y de calor. La hidrólisis puede seguirse controlando algunas propiedades químicas como el poder reductor.
La hidrólisis del almidón produce azúcares de peso molecular cada vez menor hasta convertirse íntegramente en monosacáridos: almidón, dextrina, eritro dextrina, alfa y beta acrodextrina, maltosa y D-glucosa.

• Reacción de Seliwanoff
El ácido clorhídrico caliente del reactivo deshidrata a las cetohexosas para formar hidroximetilfurfural más rápido que las aldohexosas correspondientes. Las cetohexosas reaccionan con el resorcinol del reactivo para dar compuestos de color rojo oscuros, las aldohexosas forman compuestos de color ligeramente rosados.

CONCLUCION
Los carbohidratos son polialcoholes con una función aldehído o cetona, las moléculas. Derivadas de estos, y polímeros de ambos.
El grupo de los hidratos de carbono esta formado por azúcar, almidón, dextrina, celulosa y glucógeno, sustancias que constituyen una parte importante de la dieta de los humanos y de muchos animales. Los carbohidratos glúcidos, o hidratos de carbono, constituyen un conjunto de compuestos químicos de naturaleza orgánica implicados, por consiguiente, en los procesos vitales - cuyas moléculas están integradas por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno.




LAS PROTEÍNAS



GENERALIDADES



Las proteínas son cualquiera de los numerosos compuestos orgánicos constituidos por aminoácidos unidos por enlaces pesticidas que intervienen en diversas funciones vitales esenciales, como el metabolismo, la contracción muscular o la respuesta inmunologica.
Las moléculas proteicas van desde las largas fibras insolubles que forman el tejido conectivo y el pelo, hasta los glóbulos compactos solubles, capaces de atravesar la membrana celular y desencadenar reacciones metabólicas.
Tienen un peso molecular elevado y son específicas de cada especie y de cada uno de sus órganos. Se estima que el ser humano tiene unas 30.000 proteínas distintas, de las que un 2% se ha descrito con detalle. Las proteínas sirven sobre todo para construir y mantener las células, aunque su descomposición química también proporciona energía, con un rendimiento de 4 kilocalorías por gramo, similar al de los hidratos de carbono.

Además de intervenir en el crecimiento y el mantenimiento celulares, son responsables de la contracción muscular. Las enzimas son proteínas al igual que la insulina y casi todas las demás hormonas, los anticuerpos del sistema inmunológico y la hemoglobina, que transporta oxigeno en la sangre. Los cromosomas, que transmiten los caracteres hereditarios en forma de genes, están compuestos por ácidos nucleicos y proteínas.Las proteínas son biomoléculas formadas básicamente por carbono, hidrogeno, oxigeno y nitrógeno. Pueden además contener azufre y en algunos tipos de proteínas, fósforo, hierro, magnesio y cobre entre otros elementos.

Pueden considerarse polímeros de unas pequeñas moléculas que reciben el nombre de aminoácidos y serian por lo tanto la monómera unidad. Los aminoácidos están unidos mediante enlaces peptídicos. La unión de un bajo número de aminoácidos da lugar a un péptido; si el N= n° de aminoácidos. Lo que forma la molécula N si esta es mayor de 10, es un polipéptido; se denomina oligopéptido, si N es superior a 50 aminoácidos. Se habla ya de proteína cuando N es mayor a 100 aminoácidos.


CLASIFICACIÓN DE LAS PROTEÍNAS

PROTEÍNAS FIBROSAS: A continuación se describen las principales proteínas Fibrosas: Colágeno, queratina, Fibrinógeno y proteínas musculares.

 COLAGENO: El colágeno, que forma parte de huesos, piel, tendones y cartílagos, es la proteína más abundante de los vertebrados. La molécula contiene por lo general tres cadenas polipeptídicas muy largas, cada una formada por unos 1.000 aminoácidos, trenzadas en una triple hélice siguiendo una secuencia regular que confiere a los tendones y a la piel su elevada resistencia a la tensión. Cuando las largas fibrillas de colágeno se desnaturalizan por calor, las cadenas se acortan y se convierten en gelatina.

 QUERATINA: La queratina, que constituye la capa externa de la piel, el pelo y las uñas en el ser humano y las escamas, pezuñas, cuernos y plumas en los animales, se retuerce o arrolla en una estructura helicoidal regular llamada hélice á. La queratina protege el cuerpo del medio externo y es por ello insoluble en agua. Sus numerosos enlaces disulfuros le confiere una gran estabilidad y le permiten resistir la acción de las enzimas proteolíticas (que hidrolizan a las proteínas).

 FIBRINOGENO: El fibrinógeno, es la proteína plasmática de la sangre responsable de la coagulación. Bajo la acción catalítica de la trombina, el fibrinógeno se transforma en la proteína insoluble fibrina, que es el elemento estructural de los coágulos sanguíneos.

 PROTEINAS MUSCULARES: La miosina, que es la principal proteína responsable de la contracción muscular, se combina con la actina, y ambas actúan en la acción contráctil del músculo esquelético y en distintos tipos de movimiento celular.

PROTEINAS GLOBULARES: A diferencia de las fibrosas, las proteínas globulares son esféricas y muy solubles. Desempeñan una función dinámica en el metabolismo corporal. Son ejemplos las albúminas, la globulina, la caseína, la hemoglobina, todas las enzimas y las hormonas proteicas. Albúminas y globulinas son proteínas solubles abundantes en las células animales, el suero sanguíneo, la leche y los huevos. La hemoglobina es una proteína respiratoria que transporta oxígeno por el cuerpo; a ella se debe el color rojo intenso de los eritrocitos. Se han descubierto más de 100 hemoglobinas humanas distintas, entre ellas la hemoglobina S, causante de la anemia de células falciformes.

 ENZIMAS: Todas las enzimas son proteínas globulares que se combinan con otras sustancias llamadas sustratos, para catalizar las numerosas reacciones químicas del organismo. Estas moléculas, principales responsables del metabolismo y de su regulación, tienen puntos catalíticos a los cuales se acopla el sustrato igual que una mano a un guante para iniciar y controlar el metabolismo en todo el cuerpo.

 HORMONAS PROTEICAS: Estas proteínas segregadas por las glándulas endocrinas, no actúan como las enzimas, sino que estimulan a ciertos órganos fundamentales que a su vez inician y controlan actividades importantes como el ritmo metabólico o la producción de enzima digestivas y de leche. La insulina, segregada por los islotes de Langerhans en el páncreas regula el metabolismo de los hidratos de carbono mediante el control de la concentración de glucosa. La tiroxina, segregada por el tiroides regula el metabolismo global; y la calcitonina, también producida por el tiroides, reduce la concentración de calcio en la sangre, y estimula la mineralización ósea.

 ANTICUERPOS: Los anticuerpos, también llamados inmunoglobulina, agrupan las miles de proteínas distintas que se producen en el suero sanguíneo como respuesta a los antígenos (sustancias u organismos que invaden el cuerpo). Un solo antígeno puede inducir la producción de numerosos anticuerpos, que se combinan con diversos puntos de la molécula antigénica, la neutraliza y la precipitan en la sangre.

 MICROTUBULOS: las proteínas globulares pueden también agruparse en diminutos túbulos huecos que actúan como entramado estructural de las células y, al mismo tiempo transportar sustancias de una parte de la célula a otra. Cada uno de éstos microtúbulos está formado por dos tipos de moléculas protéicas casi esféricas que se disponen por parejas y se unen en el extremo creciente del microtúbulo y aumentan su longitud en función de las necesidades. Los microtúbulos constituyen también la estructura interna de los cilios y flagelos, y apéndices de la membrana de los que se sirven algunos microorganismos para moverse.



PROPIEDADES FISICAS

Las sustancias albuminoideas son sólidas, amorfas, incoloras e inodoras. En general, son insolubles en el agua, y en los raros casos de albuminoides solubles, existe coagulación bajo la influencia de los ácidos y de las sales minerales.
Se separan de las sustancias cristaloides, con las cuales pueden estar mezcladas, por el procedimiento llamado diálisis, ya que aquéllas no atraviesan las membranas porosas.
Sometidas a la acción del calor, las sustancias albuminoideas se descomponen, dando un residuo carbonoso y produciendo un olor desagradable, análogo al del cuerno quemado (procedimiento para distinguir los textiles de origen animal de los de origen vegetal). Expuestos al aire húmedo sufren la fermentación pútrida.


REACCIONES QUIMICAS EN LAS PROTEINAS

Si a una Proteína se le somete a cambios de temperatura (huevo cocido o frito), cambios de pH, concentraciones salinas elevadas, etc., se rompen los enlaces que constituyen las estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria.
A este fenómeno se le denomina Desnaturalización y en algunos casos puede ser reversible, o sea la proteína puede volver a adoptar la configuración primitiva, al cesar la acción del o los agentes desnaturalizantes a este fenómeno se le llama Renaturalización. Todas las proteínas desnaturalizadas tienen la misma conformación, muy abierta y con una interacción máxima con el disolvente, por lo que una proteína soluble en agua cuando se desnaturaliza se hace insoluble en el agua y precipita.

Las proteínas de por sí son una reacción química, ya que estas grandes moléculas se forman a través de reacciones de polimeración de aminoácidos.

Cuando las moléculas de dos productos, colisionan puede ser que reaccionen dando lugar a la aparición de un nuevo compuesto. Es lo que se denomina reacción química. Así, los dos aminoácidos anteriores pueden reaccionar entre sí, entonces, la unión entre dos aminoácidos se origina por la reacción entre el grupo amino de uno de ellos, con el grupo carboxilo del otro, liberándose una molécula de agua. El enlace formado recibe el nombre de Peptídico. El enlace Peptídico tiene un comportamiento similar al de un enlace doble, es decir, presenta una cierta rigidez que inmoviliza en un plano los átomos que lo forman.

Al ya conocer las fórmulas químicas de los dos aminoácidos y del agua, no es difícil deducir la del nuevo producto resultante: [N(H2)]-[C(H2)]-(CO)-(NH)-CH[C(H3)]-(COOH). Se trata de una molécula con 20 átomos, cuyo nombre genérico es este Péptido.

La unión de dos aminoácidos, por lo tanto, origina un dipéptido, la unión de tres un tripéptido y así sucesivamente formándose los polipéptidos. Cuando un polipéptido está constituido por mas de 100 unidades de aminoácidos o su peso molecular es superior a 5.000, se le considera una Proteína.

Pero, de la sencilla reacción entre los dos aminoácidos mencionados también podría surgir un péptido diferente al de la formula anterior. El antes representado es el péptido glicocola-alanina (aminoácidos). Y el otro que podría resultar es el péptido alanina-glicocola, cuya fórmula es [N(H2)]-CH[C(H3)]-(CO)-(NH)-[C(H2)]-(COOH).


La reacción entre dos aminoácidos siempre puede generar dos dipéptidos. En uno de ellos, uno de los aminoácidos aporta el grupo amino al enlace y el otro interviene con el grupo ácido, mientras que en el otro dipéptido sucede a la inversa. Por ello pueden surgir dos estructuras diferentes.

Así con los veinte más frecuentes, llamados aminoácidos proteicos, por ser los que precisamente se encuentran en las proteínas, se podrían formular 399 dipéptidos diferentes, y el número crecería por un factor de 20 para tripéptidos, y así sucesivamente. De esta manera podríamos imaginarnos la variedad y cantidad de posibilidades cuando hablamos de Proteínas. Con estos antecedentes, la fórmula química de una proteína sería una larga sucesión de aminoácidos unidos.




FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS EN LOS SERES VIVOS

Las funciones de las Proteínas son muy variadas y de acuerdo con su función se pueden clasificar en varios grupos:

Estructurales: Forman Parte de los músculos, pelo, uñas, ligamentos y sustancias intercelulares.

Catalizadoras: Corresponden a este grupo, las Enzimas, que son proteínas y cumplen la función de controlar las reacciones biológicas.

Inmunológicas: Los anticuerpos son proteínas y ejercen una función defensiva.

Mediadoras: Estas proteínas juegan un papel esencial como enzimas en la transmisión de los impulsos nerviosos. Otros fabrican hormonas como la insulina , y otras transportan oxígeno (la hemoglobina) u otras sustancias

Dentro de estas funciones, las proteínas son importantes en los seres vivos ya que: dan forma a las células, las enzimas catalizan las reacciones químicas; algunas actúan como mensajeros: anticuerpos, hormonas. En el sistema nervioso central los péptidos y proteínas tienen además funciones específicas en la neurotransmisión. Nuestro interés se ha centrado en la acetilcolinesterasa enzima que hidroliza el neurotransmisor acetilcolina y a la cual se le han asignado también funciones no colinérgicas. La Distrofina es la protéina ausente en los músculos de los pacientes con miopatía tipo Duchenne y Backer. La Utrofina existe también en el sistema nervioso central, así como también se han encontrado promotores gliales y neuronales de esta proteína, no obstante su función se desconoce. Para explorar su función hemos decidido purificar las Distrofinas de músculo de conejo y de órgano eléctrico de torpedo para producir anticuerpos monoclonales que se utilizarán para la caracterización de tales proteínas.

La función primordial de la proteína es producir tejido corporal y sintetizar enzimas, algunas hormonas como la insulina, que regulan la comunicación entre órganos y células, y otras sustancias complejas, que rigen los procesos corporales. Las proteínas animales y vegetales no se utilizan en la misma forma en que son ingeridas, sino que las enzimas digestivas (proteasas) deben descomponerlas en aminoácidos que contienen nitrógeno. Las proteasas rompen los enlaces de péptidos que ligan los aminoácidos ingeridos para que éstos puedan ser absorbidos por el intestino hasta la sangre y reconvertidos en el tejido concreto que se necesita.
Es fácil disponer de proteínas de origen animal o vegetal. Como ya hemos mencionado, de los 20 aminoácidos que componen las proteínas, ocho se consideran esenciales es decir: como el cuerpo no puede sintetizarlos, deben ser tomados ya listos a través de los alimentos. Si estos aminoácidos esenciales no están presentes al mismo tiempo y en proporciones específicas, los otros aminoácidos, todos o en parte, no pueden utilizarse para construir las proteínas humanas. Por tanto, para mantener la salud y el crecimiento es muy importante una dieta que contenga estos aminoácidos esenciales. Cuando hay una carencia de alguno de ellos, los demás aminoácidos se convierten en compuestos productores de energía, y se excreta su nitrógeno. Cuando se ingieren proteínas en exceso, lo cual es frecuente en países con dietas ricas en carne, la proteína extra se descompone en compuestos productores de energía. Dado que las proteínas escasean bastante más que los hidratos de carbono aunque producen también 4 calorías por gramo, la ingestión de carne en exceso, cuando no hay demanda de reconstrucción de tejidos en el cuerpo, resultan una forma ineficaz de procurar energía. Los alimentos de origen animal contienen proteínas completas porque incluyen todos los aminoácidos esenciales. En la mayoría de las dietas se recomienda combinar proteínas de origen animal con proteínas vegetales. Se estima que 0,8 gramos por kilo de peso es la dosis diaria saludable para adultos normales.


Reconocimiento
Objetivo:
Reconocer la presencia de proteínas. Para ello se utilizará un reactivo químico conocido como Reactivo de Biuret. Este indicador es de color azulado y al mezclarlo con proteínas toma el color rojizo ladrillo.
Materiales:
• 3 tubos de ensayo
• Reactivo de Biuret
• Clara de huevo fresco en agua
• Solución de almidón en agua (1%)
• Agua
Procedimiento:
• Colocar en un tubo 1-2 ml de clara de huevo fresco
• Colocar en el 2ndo tubo 1-2ml de solución de almidón
• Colocar en el 3er tubo 1-2ml de agua
• Someter al calor los 3 tubos. Repetir 1-3 y agregar ácido clorhídrico
• Anotar en la tabla los resultados
• Comparar datos obtenidos
Resultados:
Tubo Nº Contenido Acción del calor Acc. Del ácido clorhídrico
1 clara de huevo estado sólido, color blanco estado sólido, color blanco
2 almidón evaporación -
3 agua evaporación solución hervida


Conclusión
Las proteínas son materiales polímeros que se encuentran en las células vivientes. Sirven como materiales estructurales en el cuerpo y son fundamentales para muchos procesos vitales. Las proteínas son polímeros de aminoácidos y se producen en las células del cuerpo. Las proteínas de otros animales y de algunas plantas son un alimento importante, ya que proporcionan los aminoácidos que son esenciales para el cuerpo en la producción de las proteínas necesarias.



LIPIDOS

Generalidades
Grupo heterogéneo de sustancias orgánicas que se encuentran en los organismos vivos. Los lípidos están formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, aunque en proporciones distintas a como estos componentes aparecen en los azúcares. Se distinguen de otros tipos de compuestos orgánicos porque no son solubles en agua (hidrosolubles) sino en disolventes orgánicos (alcohol, éter). Entre los lípidos más importantes se hallan los fosfolípidos, componentes mayoritarios de la membrana de la célula. Las grasas y aceites, también llamados triglicéridos, son también otro tipo de lípidos. Sirven como depósitos de reserva de energía en las células animales y vegetales. Cada molécula de grasa está formada por cadenas de ácidos grasos unidas a un alcohol llamado glicerol o glicerina. Cuando un organismo recibe energía asimilable en exceso a partir del alimento o de la fotosíntesis, éste puede almacenarla en forma de grasas, que podrán ser reutilizadas posteriormente en la producción de energía, cuando el organismo lo necesite. A igual peso molecular, las grasas proporcionan el doble de energía que los hidratos de carbono o las proteínas.
Los lípidos presentan ciertas características que los convierten en nutrientes esenciales para un buen funcionamiento orgánico. Cumplen funciones específicas sobre los tejidos y membranas que permiten entre otras funciones una buena transmisión nerviosa. Teniendo en cuenta esta y otras propiedades, es necesario conocer cómo se clasifican y qué tipo de lípidos existen
Los lípidos tienen un rol importante en el correcto funcionamiento del cuerpo. Estos cumplen diferentes funciones, tales como:
• Energética.
• Estructural.
• Hormonal.
• Transportadora.

Clasificación de los Lípidos


Se clasifican en 2 grandes grupos: Saponificables e Insaponificables
Lípidos saponificables
Ácidos grasos saturados: Son lípidos que no presentan dobles enlaces entre sus átomos de carbono. Se encuentran en el reino animal. Ejemplos: ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, acido margárico, ácido esteárico, ácido araquídico y ácido lignogérico.
Ácidos Insaturados: Poseen dobles enlaces en su configuración molecular. Se encuentran en el reino vegetal. Por ejemplo: ácido palmitoleico, ácido oleico, ácido elaídico, ácido linoleico, ácido linolénico y ácido araquidónico y acido nervónico.

Fosfolípidos: Se caracterizan por tener un grupo fosfato en su configuración molecular.
Glucolípidos: Son lípidos que se encuentran unidos a un glúcido.

Lípidos insaponificables
Terpenos: Son derivados del hidrocarburo isopreno. Entre ellos se encuentran las vitamina E, A, K y aceites esenciales.
Esteroides: Son derivados del hidrocarburo esterano. Dentro de este grupo se encuentran los ácidos biliares, las hormonas sexuales, la vitamina D y el colesterol.
Eicosanoides: Son lípidos derivados de ácidos grasos esenciales tipo omega 3 y omega 6. Dentro de este grupo se encuentran las prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos

Propiedades Físicas
Solubilidad: Los ácidos grasos son sustancias antipáticas ya que la cadena hidrocarbonada es apolar mientras que el grupo carboxilo es polar.
Los triglicéridos son sustancias apolares, prácticamente insolubles en agua. Los monoacilglicéridos y los diacilglicéridos, al tener las glicerinas radicales OH- libres, tienen cierta polaridad.
Punto de fusión: Los ácidos grasos saturados, al poderse disponer la cadena hidrocarbonada totalmente extendida, pueden empaquetarse empaquetarse estrechamente lo que permite que se unan mediante fuerzas de Van der Waals con átomos de cadenas vecinas (el número de enlaces, además, está en relación directa con la longitud de la cadena). Por el contrario, los ácidos grasos insaturados, al tener la cadena doblada por los dobles enlaces no pueden empaquetarse tan fuertemente. Es por esto que los ácidos grasos saturados tienen puntos de fusión más altos que los insaturados y son sólidos (sebos) a temperaturas a las que los insaturados son líquidos aceites. En los animales poiquilotermos y en los vegetales hay aceites y en los animales homeotermos hay sebos. Los sebos y los aceites están formados por mezclas más o menos complejas de acilglicéridos.

Las grasas tienen sobre todo funciones energéticas. En los vegetales se almacenan en las vacuolas de las células vegetales (las semillas y frutos oleaginosos) y en el tejido graso o adiposo de los animales. Contienen en proporción mucha más energía que otras sustancias orgánicas, como por ejemplo el glucógeno, pues pueden almacenarse en grandes cantidades y en forma deshidratada, con lo que ocupan un menor volumen. En el intestino, las lipasas hidrolizan los acilglicéridos liberando glicerina y ácidos grasos.

En algunos animales las grasas acumuladas bajo la piel sirven como aislante térmico o para regular la flotabilidad, pues son malas conductoras del calor y menos densas que el agua.

Algunos ácidos grasos de cadena muy larga son esenciales en la dieta y se les conoce bajo el nombre genérico de vitaminas F.

Propiedades Químicas

Saponificación
La hidrólisis de los triacilgliceroles puede efectuarse por varios procedimientos, los más comunes utilizan álcalis o enzimas llamadas lipasas. La hidrólisis alcalina recibe el nombre de saponificación, debido a que uno de los productos de hidrólisis es un jabón, de ordinario, de sales de sodio o potasio de los ácidos grasos.




Hidrogenación
Para transformar aceites vegetales en grasas sólidas se ha desarrollado una industria comercial a gran escala. La química de este proceso de conversión es esencialmente idéntica a la reacción de la hidrogenación catalítica de los alquenos. Al proceso de conversión de aceites a grasas por hidrogenación en ocasiones se le llama endurecimiento. Un método consiste en burbujear hidrógeno gaseoso a presión en un tanque de aceite caliente que contiene un catalizador de níquel finamente dispersado. Un ejemplo es la conversión de la trioleína a triestearina.




Acción del calor
Las grasas solidas funden por el calor. Si la temperatura es elevada, los gliseridos se descomponen y la glicerina, por deshidratación, se transforma en acroleína o propenal de olor desagradable.


Hidrólisis
Las grasas se pueden hidrolizar por ser esteres: es posible, pues, obtener a partir de ellas el alcohol (glicerina) y el acido graso correspondiente.
La hidrólisis se puede lograr calentando a 120º C la grasa con acido sulfúrico diluido al 5 % (con agitación continua) o calentándolas en autoclaves (a presión). Los acidos se separan en la capa superior y la glicerina impura en la inferior.
Ejemplo:


Enranciamiento
El enranciamiento es un fenómeno combinado de hidrólisis y oxidación de las grasas, expuestas al aire, por la acción de enzimas o fermentos.
Las enzimas o fermentos hidrolizantes presentes en las grasas las hidrolizan dejando glicerina libre. Por acción de las enzimas oxidantes, la glicerina se oxida y se transforma en acroleína de olor desagradable: la grasa se ha puesto rancia (Enranciamiento).





Reconocimiento de lípidos

MATERIALES
• Tubos de ensayo
• Gradilla
• Varillas de vidrio
• Mechero
• Vasos de precipitados
• Pipetas • Solución de NaOH al 20%
• Solución de Sudán III
• Tinta china roja
• Éter, cloroformo o acetona
• Aceite de oliva
1. SAPONIFICACIÓN
FUNDAMENTO
Las grasas reaccionan en caliente con el hidróxido sódico o potásico descomponiéndose en los dos elementos que las integran: glicerina y ácidos grasos. Éstos se combinan con los iones sodio o potasio del hidróxido para dar jabones, que son en consecuencia las sales sódicas o potásicas de los ácidos grasos. En los seres vivos, la hidrólisis de los triglicéridos se realiza mediante la acción de enzimas específicos (lipasas) que dan lugar a la formación de ácidos grasos y glicerina.
TÉCNICA
. Colocar en un tubo de ensayo 2ml de aceite y 2ml de NaOH al 20%.
. Agitar enérgicamente y colocar el tubo al baño María de 20 a 30 minutos.
. Pasado este tiempo, se pueden observar en el tubo 3 fases: una inferior clara que contiene la solución de sosa sobrante junto con la glicerina formada, otra intermedia semisólida que es el jabón formado y una superior lipídica de aceite inalterado.

2. TINCIÓN
FUNDAMENTO
Los lípidos se colorean selectivamente de rojo-anaranjado con el colorante Sudán III.
TÉCNICA
1. Disponer en una gradilla 2 tubos de ensayo colocando en ambos 2ml de aceite.
2. Añadir a uno de los tubos 4-5 gotas de solución alcohólica de Sudán III.
3. Al otro tubo añadir 4-5 gotas de tinta roja.
4. Agitar ambos tubos y dejar reposar.
5. Observar los resultados: en el tubo con Sudán III todo el aceite tiene que aparecer teñido, mientras que en el tubo con tinta, ésta se irá al fondo y el aceite no estará teñido.
3. SOLUBILIDAD
FUNDAMENTO
Los lípidos son insolubles en agua. Cuando se agitan fuertemente en ella se dividen en pequeñísimas gotas formando una emulsión de aspecto lechoso, que es transitoria, pues desaparece en reposo por reagrupación de las gotitas de grasa en una capa que, por su menor densidad, se sitúa sobre el agua.
Por el contrario, las grasas son solubles en disolventes orgánicos, como el éter, cloroformo, acetona, benceno, etc.
TÉCNICA
1. Poner 2ml de aceite en dos tubos de ensayo.
2. Añadir a uno de ellos 2ml de agua y al otro 2ml de éter u otro disolvente orgánico,
3. Agitar fuertemente ambos tubos y dejar reposar.
4. Observar los resultados: Se verá cómo el aceite se ha disuelto en el éter y, en cambio no lo hace en el agua y el aceite subirá debido a su menor densidad.


espero les sirva....saludos...