Cómo las moléculas grandes apoyan la función celular

Monómeros y polímeros en el cuerpo

¿Le han dicho alguna vez que el cuerpo humano es una máquina bien engrasada? Podrías imaginar tus células como una especie de piso de fábrica, con todos tus orgánulos realizando sus funciones en perfecta armonía. Pero hay una gran diferencia entre sus células y una fábrica. En una fábrica, alguien está a cargo. Hay una persona, con una mente y tal vez una lista de tareas pendientes, diciéndoles a todos los demás lo que deberían estar haciendo. ¡En sus células, no hay nadie a cargo! ¿Cómo las células marcan todo lo que hay en su lista de tareas pendientes, si ni siquiera pueden pensar por sí mismas? Las moléculas complejas de nuestras células tienen funciones muy específicas. Estos ayudan a asegurar que las células estén haciendo exactamente lo que se supone que deben hacer. A menudo, estas moléculas son polímeros o cadenas largas que constan de muchas unidades similares llamadas monómeros. Hay cuatro categorías principales de macromoléculas complejas o moléculas grandes en el cuerpo.

Ácidos nucleicos

Comencemos por el principio con los ácidos nucleicos. Los monómeros llamados nucleótidos se unen para formar polímeros llamados ácidos nucleicos. Cada nucleótido consta de un azúcar de 5 carbonos, un grupo fosfato (fósforo con oxígenos unidos) y una base nitrogenada. ¡Estas bases nitrogenadas forman el «alfabeto» que su ADN y ARN usan para construirlo! Los ácidos nucleicos vienen en dos sabores: ADN y ARN. El ADN, o ácido desoxirribonucleico, es relativamente estable. Puede retener información genética durante mucho tiempo. Luego, el ADN puede usarse para construir ARN, ácido ribonucleico. El ARN es ligeramente menos estable que el ADN. El ARN es útil para la célula porque se descompone más rápidamente. Luego, el ARN se puede usar a corto plazo como plantilla para construir nuestra siguiente categoría de macromoléculas, las proteínas.

ADN, un ácido nucleico

Proteinas

Las proteínas son polímeros biológicamente activos hechos de monómeros llamados aminoácidos. Un aminoácido se parece a un átomo de carbono con un hidrógeno en un lado, un grupo funcional llamado grupo amino en un lado, un grupo funcional llamado grupo carboxilo en un lado y, finalmente, lo que se llama grupo R en el último lado. El grupo R es exclusivo del aminoácido. Hay 23 aminoácidos diferentes que se combinan para formar todas las proteínas que conocemos hoy (veinte comunes y tres raras). Las proteínas pueden ser cadenas muy cortas de aminoácidos o pueden ser cadenas de más de mil aminoácidos.

Las proteínas se pliegan en formas complejas, por lo que tienen funciones tan diversas.

Dado que las proteínas son el producto final de su ADN y ARN, puede adivinar que las proteínas tienen muchas funciones diferentes. ¡Estarías en lo cierto! Algunas proteínas son enzimas que ayudan a que las reacciones químicas en su cuerpo sean más rápidas. Algunas proteínas proporcionan estructura. Algunas proteínas, llamadas proteínas de membrana, transmiten señales que permiten que las células se comuniquen entre sí. Algunas proteínas, llamadas proteínas de motilidad, son responsables del movimiento dentro de la célula, o responsables del movimiento de las células mismas, como la contracción de las células musculares.

Carbohidratos

Los carbohidratos son moléculas de azúcar simples o cadenas de polímeros formadas por moléculas de azúcar. A diferencia del ADN, el ARN y las proteínas, su cuerpo no puede producir azúcares simples, a menos que haya aprendido a realizar la fotosíntesis. Sin embargo, puede modificar los azúcares existentes y hacer polímeros. Los azúcares simples se utilizan para obtener energía en la célula. Las cadenas largas de azúcares se denominan polisacáridos y, a menudo, se utilizan para el almacenamiento de energía. El almidón es un polisacárido utilizado por las plantas para almacenar energía; el glucógeno es el polisacárido que utilizan los animales para almacenar energía. Algunos polisacáridos, como la celulosa en las plantas o la quitina en los hongos, se utilizan como soporte estructural. Las cadenas más cortas de azúcares se denominan oligosacáridos. Los oligosacáridos a menudo se unen a otras moléculas, como las proteínas. Estos pueden ayudar a las proteínas a identificarse entre sí o ayudar a que las proteínas se adhieran a las superficies. También se pueden utilizar para ayudar en la función del sistema inmunológico.

Lípidos

Hay muchos tipos diferentes de lípidos. Lo que todos los lípidos tienen en común es que son hidrófobos, lo que significa que no se mezclan bien con el agua. Algunos lípidos comunes son los esteroides, ceras, grasas y fosfolípidos. Probablemente esté más familiarizado con las grasas, que almacenan energía para su cuerpo y también protegen sus órganos del daño. Pero un tipo de lípido que es de vital importancia para la estructura y función celular es el fosfolípido. Los fosfolípidos tienen una «cabeza» de fosfato y una «cola» de ácido graso. El fosfato es hidrófilo, lo que significa que se siente atraído por el agua, mientras que la cola de ácidos grasos es hidrófoba. Debido a que tienen un extremo hidrófilo y un extremo hidrófobo, los fosfolípidos se autoensamblan en una estructura organizada, al igual que los imanes. Esta estructura se llama bicapa de fosfolípidos. La bicapa de fosfolípidos es el componente principal de la membrana celular. Debido a su mitad hidrofílica y mitad hidrofóbica, la bicapa de fosfolípidos es importante para permitir que ciertas moléculas entren en la célula y mantener otras moléculas afuera, lo que le da a la célula cierto control sobre las moléculas «deseadas» y «no deseadas».

Bicapa de fosfolípidos

Resumen de la lección

Los polímeros son largas cadenas de subunidades repetidas llamadas monómeros. Muchas de las moléculas grandes y complejas que usan sus células son polímeros. Hay cuatro categorías principales de biomoléculas grandes, o macromoléculas, utilizadas por su cuerpo: ácidos nucleicos, proteínas, carbohidratos y lípidos. Los ácidos nucleicos se utilizan para el almacenamiento de información e incluyen el ADN y el ARN. Las proteínas se construyen a partir de aminoácidos utilizando el código proporcionado por los ácidos nucleicos. Las proteínas tienen una amplia gama de funciones, que incluyen acelerar las reacciones químicas, proporcionar estructura, enviar mensajes y ayudar con el movimiento celular. Los carbohidratos son moléculas de azúcar o polímeros largos de moléculas de azúcar. Los lípidos son hidrófobos o repelentes al agua. Un tipo importante de lípido es el fosfolípido bicapa, que utiliza su cabeza hidrófila y su cola hidrófoba para ayudar a discernir qué moléculas deben entrar o salir de la célula.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador