Biopolímeros
La bioquímica es la parte de la ciencia que se encarga de estudiar los procedimientos químicos que tienen lugar en los organismos vivos. La vida tiene una base de moléculas, y a las moléculas que se encargan de la vida se las conoce con el nombre de biomoléculas. Muchas de ellas cuentan con una naturaleza de tipo polimérica, por lo cual se hace frecuente conocerlas bajo el nombre de biopolímeros. Los biopolímeros tienen tres categorías de clasificación: carbohidratos, proteínas y ácidos nucleicos.
Los carbohidratos:
Los carbohidratos o también conocidos como, hidratos del carbono, son producidos de manera principal en la fotosíntesis que llevan a cabo las plantas, para posteriormente servir como fuente de energía y alimento para numerosos animales. Los hidratos de carbono más simples son las moléculas de azúcares, los cuales son las unidades que constituyen las macromoléculas más importantes para todos los seres vivos en general, ya sea a nivel estructural o en forma de energía inmediata es decir, el almidón, el glucógeno y la celulosa.
Además, los carbohidratos también juegan un papel crucial en la comunicación celular y en los procesos de reconocimiento celular. Algunos carbohidratos, como los glucolípidos y glucoproteínas, se encuentran en la superficie celular y participan en interacciones celulares críticas, incluyendo la adhesión celular, la respuesta inmune y la metástasis del cáncer.
Los carbohidratos se encuentran constituidos principalmente por hidrógeno, carbono y oxígeno. Al contrario de lo que se podría creer con su nombre ( hidratos del carbono), no se trata de carbonos que se encuentren enlazados a una molécula de agua y por eso se encuentren hidratados, sino que son átomos de C que se encuentran enlazados a distintos grupos funcionales. Estas moléculas pueden sufrir numerosas reacciones, como por ejemplo la oxidación, la esterificación o la reducción entre otras.
Las proteínas:
Las proteínas realizan funciones enormemente variadas e importantes en los procesos de la vida. Estas se encuentran formando parte constitucional del material que da estructura a los seres vivos, esto es por ejemplo, la proteína de colágeno si hablamos de la piel y los huesos, la proteína de queratina si hacemos mención a uñas y pelo, etc.
Además, las proteínas también son esenciales para el transporte y almacenamiento de nutrientes. La albúmina, por ejemplo, transporta varios lípidos y hormonas esteroides en la sangre, mientras que la caseína, la principal proteína en la leche, es vital para el suministro de aminoácidos a los mamíferos jóvenes.
Se encuentran constituidas por monómeros conocidos como aminoácidos, que son compuestos tipo orgánico que tienen un grupo carboxilo – COOH, además de un grupo amino –NH2. Hay distintos tipos de aminoácidos, pero quizás los más importantes sean los alfa-aminoácidos, donde el grupo amino se encuentra unido al átomo de carbono que se encuentra al lado del grupo carboxilo.
Estas proteínas son capaces de llevar el control de la actividad del metabolismo de las células, así por ejemplo la insulina es capaz de controlar la velocidad con la que el azúcar metaboliza, o la hemoglobina, la cual se encarga del transporte de oxígeno en las distintas células. Algunas proteínas desempeñan también otros papeles, como el de catalizadores específicos en distintas reacciones celulares, es decir, son enzimas; otras proteínas en cambio intervienen activamente en el sistema inmunológico, siendo las responsables de defender al organismo contra bacterias y virus.
Ácidos nucleicos:
A los ácidos nucleicos podemos encontrarlos formando parte de los núcleos de toda célula, siendo macromoléculas que se encargan de transmitir las características de cada una de las especies de generación en generación. El ácido desoxirribonucleico, es decir, el DNA, es la macromolécula de ácidos nucleicos donde los distintos organismos guardan la información de sus genes, mientras que el ácido ribonucleico, es decir, RNA, contribuye en el proceso de descodificación de la información que previamente ha sido almacenada en la molécula del DNA.
Los ácidos nucleicos también tienen un papel importante en la regulación de las actividades celulares. Por ejemplo, el RNA de interferencia (RNAi) es un tipo de RNA que interfiere con la expresión de genes específicos, alterando la ruta de transcripción y traducción de un gen, lo que a su vez puede inhibir la función de un gen específico.
Las propiedades fisicoquímicas y biológicas que poseen las biomoléculas vienen dadas por su estructura; por ejemplo, muchas de las enfermedades que conocemos son debidas a la estructura de las moléculas de los ácidos nucleicos que las conforman, así podemos hablar de la anemia, la fibrosis, etc. Es por ello que en el estudio de los biopolímeros es esencial conocerlos bien a nivel estructural.