El carbono juega un papel central en la bioquímica, permitiendo la formación de biomoléculas complejas y diversas. Los carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos son fundamentales para funciones biológicas como el almacenamiento de energía, la estructura celular, la catalización de reacciones y la transmisión de información genética. Estas moléculas orgánicas, con sus estructuras y grupos funcionales específicos, son cruciales para la vida y la regulación de procesos celulares y fisiológicos.
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El carbono puede formar enlaces covalentes estables con otros átomos, lo que permite la construcción de estructuras moleculares complejas y estables
Cadenas lineales o ramificadas
El carbono permite la formación de cadenas lineales o ramificadas en moléculas orgánicas
Anillos y estructuras tridimensionales
El carbono también permite la formación de anillos y estructuras tridimensionales, como láminas y hélices, en moléculas orgánicas
Los grupos funcionales, que se adhieren a los esqueletos de carbono, son esenciales para definir la reactividad y las propiedades químicas de las moléculas orgánicas
Las biomoléculas complejas se forman mediante reacciones anabólicas, como la síntesis por deshidratación, en la que se eliminan moléculas de agua para enlazar monómeros y formar polímeros
Las reacciones catabólicas, como la hidrólisis, utilizan agua para romper los enlaces entre los monómeros y descomponer los polímeros en sus unidades constituyentes
El catabolismo de biomoléculas es esencial en la digestión, donde las enzimas específicas catalizan la descomposición de los nutrientes en monómeros que pueden ser absorbidos y utilizados por las células
Los carbohidratos consisten en carbono, hidrógeno y oxígeno en una proporción de 1:2:1, reflejando su fórmula empírica (CH2O)n
Los carbohidratos se clasifican en monosacáridos, disacáridos y polisacáridos, según el número de unidades de monosacáridos que contienen
Los carbohidratos tienen funciones críticas en el almacenamiento de energía y en la estructura de las células y tejidos, como el almidón y la celulosa
Los lípidos son un grupo heterogéneo de compuestos que incluyen grasas, aceites, fosfolípidos, esteroides y ceras
Los lípidos tienen funciones importantes en el almacenamiento de energía y en la estructura de las células, como las grasas y los fosfolípidos
Los esteroides, como el colesterol y las hormonas esteroides, tienen un papel vital en la regulación metabólica y en la integridad estructural de las membranas celulares
Las proteínas son polímeros de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos, formados mediante reacciones de síntesis por deshidratación
Las proteínas pueden presentar hasta cuatro niveles de estructura organizativa: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria
Las proteínas tienen diversas funciones en el transporte de sustancias, la catalización de reacciones metabólicas y la regulación de procesos celulares y fisiológicos
Los nucleótidos sirven como monómeros de los ácidos nucleicos y como moléculas portadoras de energía, como el ATP
Los ácidos nucleicos, ADN y ARN, son polímeros de nucleótidos que almacenan y transmiten información genética, esencial para la herencia y la síntesis de proteínas
Los ácidos nucleicos son fundamentales para la regulación y expresión de los genes, y por ende, para todas las funciones celulares y el desarrollo de los organismos