Definición

sustantivo
plural: biomoléculas
bi-o-mol-e-cule, ˈbaɪoʊ ˈmɑləkjul
Cualquiera de las moléculas producidas por los organismos vivos

Detalles

Descripción

En física y química, una molécula es un grupo de átomos eléctricamente neutro que puede existir solo en estado libre conservando sus propiedades características. Los átomos que componen la molécula pueden ser del mismo tipo (como en la molécula de oxígeno formada por dos átomos de oxígeno) o de tipos diferentes (como la molécula de agua formada por oxígeno e hidrógeno). En biología, en particular en bioquímica, una molécula es un término utilizado de forma menos estricta que también puede referirse a cualquier partícula diminuta, como las moléculas orgánicas cargadas, o a sustancias (llamadas biomoléculas) producidas y presentes de forma natural en los organismos vivos, como las proteínas, los hidratos de carbono, el ADN, etc.

Tipos de biomoléculas

Una biomolécula se refiere a cualquier molécula que es producida por los organismos vivos. Como tal, la mayoría de ellas son moléculas orgánicas. Los cuatro grupos principales de biomoléculas incluyen los polisacáridos, los aminoácidos y las proteínas, los ácidos nucleicos (ADN y ARN) y los lípidos que se encuentran en los organismos vivos y son producidos por ellos. Así, muchas de las biomoléculas son polímeros. Un polímero es un compuesto formado por varias unidades repetitivas (monómeros) o protómeros y producido por polimerización. La mayoría de estas biomoléculas son compuestos orgánicos. Ser «orgánicas» significa que, en general, contienen átomos de carbono unidos covalentemente a otros átomos, especialmente carbono-carbono (C-C) y carbono-hidrógeno (C-H). Los cuatro principales elementos constituyentes son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno.

Tipos de biomoléculas

Un ácido nucleico es una biomolécula compuesta por unidades monoméricas de nucleótidos. Cada nucleótido, a su vez, está compuesto por ácido fosfórico, azúcar (de 5 carbonos) y base nitrogenada. Las cadenas de nucleótidos de un ácido nucleico están unidas por enlaces fosfodiésteres 3′, 5′. Los ácidos nucleicos pueden estar en forma de moléculas de ADN o ARN que contienen la información genética importante para todas las funciones celulares y la herencia. Por el contrario, un nucleósido es una biomolécula formada cuando una nucleobase se une a una ribosa o a una desoxirribosa. Algunos ejemplos son la citidina, la uridina, la adenosina, la guanosina y la timidina. Los nucleósidos fosforilados se convierten en nucleótidos. Además de servir como unidad estructural de los ácidos nucleicos, los nucleótidos también pueden servir como fuentes de energía química (por ejemplo, trifosfato de adenosina o ATP). Los nucleótidos también pueden actuar como cofactores de algunas reacciones enzimáticas (por ejemplo, flavin adenine dinucleotide o FAD, nicotinamide adenine dinucleotide phosphate o NADP).
El ADN, o ácido desoxirribonucleico, es un ácido nucleico de doble cadena que contiene la información genética de un ser vivo. Está compuesto por dos hebras que se retuercen formando una hélice. Cada hebra está formada por una alternancia de fosfato y azúcar pentosa (2-desoxirribosa), y unida al azúcar hay una base nitrogenada, que puede ser adenina, timina, guanina o citosina. El ADN es esencial para el crecimiento, la división y la función de las células de un organismo.
El ARN, o ácido ribonucleico, es un ácido nucleico que generalmente es monocatenario y está compuesto por unidades de nucleótidos repetidos del azúcar ribosa, un grupo fosfato y una base nitrogenada. Está formado por una larga cadena lineal de nucleótidos en la que cada nucleótido está compuesto por un azúcar, un grupo fosfato y una base nitrogenada. Se diferencia de una molécula de ADN en que la columna vertebral del azúcar es una ribosa (desoxirribosa en el ADN) y las bases son adenina, guanina, citosina y uracilo.
Tanto el ADN como el ARN son biopolímeros de unidades repetitivas de mononucleótidos y en esencia están compuestos de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo.

Tipos de biomoléculas

Una proteína es una biomolécula compuesta por aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. Un aminoácido es una molécula formada por el grupo amino básico (NH2), el grupo carboxílico ácido (COOH), un átomo de hidrógeno y un grupo lateral orgánico (R) unido al átomo de carbono. Por tanto, su fórmula básica es NH2CHRCOOH. Los aminoácidos se clasifican según sean no esenciales o esenciales. Los aminoácidos no esenciales (o prescindibles) se sintetizan en el organismo. Los aminoácidos esenciales (o indispensables) no pueden sintetizarse en el cuerpo y sólo pueden obtenerse a través de los alimentos. Hay un centenar de aminoácidos naturales identificados. Veinte de ellos participan en la formación de una proteína. Las proteínas son esenciales ya que cumplen diversas funciones biológicas: como material estructural (por ejemplo, la queratina), como enzimas, como transportadores (por ejemplo, la hemoglobina), como anticuerpos o como reguladores de la expresión génica.

Tipos de biomoléculas

Los hidratos de carbono (azúcares) son los más abundantes entre las principales clases de biomoléculas. La mayoría de los hidratos de carbono siguen la fórmula general: Cn (H2O) n, de donde deriva su nombre, que significa hidratos de carbono. Sin embargo, no todos los hidratos de carbono siguen esta fórmula y su estructura difiere ligeramente de esta regla. Químicamente, son compuestos orgánicos simples que son aldehídos o cetonas con muchos grupos hidroxilos añadidos generalmente en cada átomo de carbono que no forma parte del grupo funcional aldehído o cetona.
El sacárido es la unidad estructural (monomérica) de los carbohidratos. Según el número de unidades monoméricas, los hidratos de carbono pueden ser monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos o polisacáridos. Los monosacáridos son carbohidratos de un solo azúcar simple. Algunos ejemplos son la glucosa, la fructosa y la galactosa. Son el tipo más fundamental de hidratos de carbono. Los disacáridos son hidratos de carbono formados por dos unidades de monosacáridos. Algunos ejemplos son la sacarosa, la maltosa y la lactosa. Los oligosacáridos son aquellos que constan de dos a diez unidades de monosacáridos simples. Algunos ejemplos son la rafinosa, la maltotriosa y la maltotetraosa. Los que tienen un mayor número de unidades de monosacáridos se llaman polisacáridos. Algunos ejemplos son el almidón, la celulosa y el glucógeno. Cuando un polisacárido está formado por unidades de monosacáridos del mismo tipo se denomina homopolisacárido (u homoglicano) mientras que si un polisacárido está compuesto por más de un tipo de monosacárido se denomina heteropolisacárido (o heteroglicano).

Tipos de biomoléculas

Los lípidos son compuestos orgánicos que son fácilmente solubles en disolventes no polares (por ejemplo, éter) pero no en disolventes polares (por ejemplo, agua). Sus principales funciones biológicas son el almacenamiento de energía, el componente estructural de la membrana celular y la señalización celular. En las membranas biológicas, el componente lipídico tiene una cabeza hidrofílica que puede ser un glicolípido, un fosfolípido o un esterol (por ejemplo, el colesterol) y una cola hidrofóbica.

Tipos de biomoléculas

Otras biomoléculas son los metabolitos y los productos naturales. Un metabolito se refiere a cualquier sustancia producida por el metabolismo o por un proceso metabólico. Ejemplos de metabolitos son los alcoholes, los aminoácidos, los antioxidantes, los nucleótidos, los ácidos orgánicos, las vitaminas, los polios, los alcaloides, los terpenoides, etc. Los productos naturales incluyen materiales de origen biológico, materiales de base biológica y fluidos corporales.

Investigación

La biología molecular y la bioquímica son dos subcampos de la biología que estudian las biomoléculas y sus reacciones. La biología molecular, en particular, estudia la estructura y la actividad de las macromoléculas esenciales para la vida (y especialmente con su función genética). Es el estudio de la biología a nivel molecular, como las propiedades químicas del ADN. La bioquímica es el estudio de la estructura y la función de los componentes celulares, como las proteínas, los carbohidratos, los lípidos, los ácidos nucleicos y otras biomoléculas, y de sus funciones y transformaciones durante los procesos vitales.

Suplemento

Etimología

• Griego antiguo βίος (bíos, que significa «vida»)
• Francés molécule, del nuevo latín molecula («una molécula»)

Sinónimo

Término derivado

• biomolecular (adjetivo, de, perteneciente a, relativo a, o que caracteriza a una biomolécula)

Lectura adicional

Véase también

• ácido nucleico
• proteína
• carbohidrato
• lípido
• molécula

.