Las biomoléculas

Los bioelementos primarios (C, H, O, N, P, S) forman la mayor parte de la materia viva. El agua es la biomolécula más abundante; su molécula es un dipolo que forma puentes de hidrógeno, lo que explica su elevado calor específico (amortiguador térmico), su alto calor de vaporización (refrigeración por sudor), su gran poder disolvente de sustancias polares e iónicas y su cohesión. Las sales minerales disueltas regulan el pH (tampones) y la presión osmótica.

Los glúcidos son polihidroxialdehídos (aldosas) o polihidroxicetonas (cetosas). Los monosacáridos se unen por enlaces O-glucosídicos formando disacáridos y polisacáridos. El almidón (reserva vegetal) y el glucógeno (reserva animal) son polímeros de α-glucosa con enlaces α(1→4) y ramificaciones α(1→6); la celulosa (estructural) es un polímero lineal de β-glucosa con enlaces β(1→4), que forma fibras muy resistentes.

Los lípidos son insolubles en agua. Los ácidos grasos pueden ser saturados (sin dobles enlaces, sólidos a temperatura ambiente) o insaturados. Los triacilglicéridos resultan de la esterificación de glicerina con tres ácidos grasos y son la principal reserva energética; su hidrólisis alcalina es la saponificación. Los fosfolípidos son anfipáticos (cabeza polar y colas apolares) y forman bicapas, la base de las membranas. Los esteroides, como el colesterol, derivan del esterano.

Las proteínas son polímeros de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. Presentan estructura primaria (secuencia), secundaria (hélice α y lámina β, estabilizadas por puentes de hidrógeno entre los grupos del enlace peptídico), terciaria (plegamiento por interacciones entre las cadenas laterales R, incluidos puentes disulfuro) y, a veces, cuaternaria (varias cadenas). La desnaturalización destruye las estructuras superiores, pero no la primaria. Las enzimas son biocatalizadores que disminuyen la energía de activación; su centro activo es específico, y su actividad se describe con la Vmax y la Km.

Los ácidos nucleicos son polímeros de nucleótidos (pentosa + base nitrogenada + fosfato) unidos por enlaces fosfodiéster. El ADN contiene desoxirribosa y las bases A, G, C y T; suele ser bicatenario, con cadenas antiparalelas y bases complementarias (A=T, G≡C), lo que se traduce en las reglas de Chargaff (%A = %T y %G = %C). El ARN contiene ribosa y uracilo en lugar de timina, y suele ser monocatenario.