Lípidos

CONCEPTOS

Son biomoléculas formadas por C, H, O, N.

  • Grupo heterogéneo de substáncias que tienen en común características físicas (más que químicas).
  • Solubilidad:
    • Hidrófobos y lipófilos (disolventes orgánicos) -> llamados disolvente de grasas (quitamanchas).
    • Moléculas amfipáticas: tienen una parte apolar (lipófila) y una parte polar (hidrófila).
    • Totalmente hidrófobos: ácidos grasos, glicéridos y el colesterol (y sus ésteres).
    • La mayoría de lípidos son +/- hidrófilos (miscibles en agua) por sus grupos polares. En el agua se dispersan formando miscelas.
    • Son solubles en disolventes orgánicos, es decir, disolventes no polares, como el octano, el éter, el benzeno…
  • Las miscelas son conjuntos esféricos de moléculas de lípidos polares dispersos en agua. Las colas hidrocarbonadas estan unidas por fuerzas de Van der Waals e interacciones hidrofóbicas. Las colas hidrocarbonadas se ocultan del medio acuoso dejando así las cabezas hidrófilas expuestas en la superfície. Los triacilglicéridos (TAG) y el colesterol (CHO) forman miscelas mixtas con otros lípidos polares.

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FUNCIONES

  • Los lípidos complejos forman parte de las membranas biológicas (fosfolípidos y CHO).
  • Pueden emplearse como material de reserva de combustible cuando falta glucosa.

    TAG Kcal/g > AG kcal/g > hidratos de carbono y proteínas

  • Pequeñas cantidades regulan procesos fisiológicos humanos (vitaminas liposolubles, hormonas, prostaglandinas).

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CLASIFICACIÓN

  • ÁCIDOS GRASOS:
    • Saturados: enlaces simples (ácido esteárico).
    • Insaturados: enlaces dobles y/o triples (ácido oléico).
  • DERIVADOS DE AG: prostaglandinas.
  • LÍPIDOS CON AG (SAPONIFICABLES):
    • Grasas neutras: TAG (grasas y aceites).
    • Fosfolípidos:
      • Fosfoglicéridos (glicerina) -> lecitina, en membrana celular.
      • Fosfoesfingolípidos (esfingosina) -> esfingomielina, en membrana neuronas.
    • Glucoesfingolípidos (no tiene fósforo) -> cerebrósido y gangliósido, contiene hidratos de carbono.
  • LÍPIDOS SIN AG:
    • Terpenoides: vitaminas liposolubles (A, E y K).
    • Esteroides:
      • Esterol: colesterol.
      • Ácidos y sales biliares. (El hígado fabrica y secreta bilis)
      • Hormonas esteroides:
        • Hormonas sexuales: estrógeno, progesterona.
        • Hormonas córtex suprarenal: cortisol.

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ESTRUCTURAS

AG saturado:    R-COOH.Glicerina

AG insaturado:    R -COOH.

Grasas neutras:    glicerina + 3 AG.

Fosfoglicéridos:    glicerina + 2 AG + fosfato + alcohol polar.

Fosfoesfingolípidos:     esfingosina + AG + fosfat + alcohol polar.

Glucolípidos:     esfingosina + AG + glúcido.

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ÁCIDOS GRASOS:

– Formados por 12-24 átomos de carbono, los más abudantes de 16 y 18 C.

-Si estan formados por <10 átomos C son miscibles en H2O. Los demás son totalmente hidrófobos.

-Las sales sódicas o potásicas (jabones) en agua forman miscelas, tienen poder detergente.

-No abundan en estado libre, siempre forman parte de lípidos complejos y de ésteres de colesterol. En la natura tienen forma de éster de glicerina (glicéridos).

-Los más abundantes forman TAG: ácido esteárico, ácido palmítico y ácido oléico.

-A pH fisiológico estan ionizados: estearato, palmitato.

-El punto de fusión disminuye con el numero de insaturaciones y aumenta con la longitud de los AG.

+ largo = + sólido       +corto = + líquido

saturados = + sólidos        insaturados = + líquidos

  • Ácidos grasos saturados: frecuente en animales: esteárico y palmítico. (grasas malas).
  • Ácidos grasos insaturados: doble enlace en forma cis o triple enlace. Es más frecuente con dobles enlaces separados por un grupo metileno. (grasas buenas).
    • Ácido oléico (1=) abunda en el aceite de oliva (monoinsaturado).
    • Ácido linoléico (2=), linolénico (3=) y araquidónico (4=): son los AG esenciales (el organismo no sintetiza, se ingieren en dieta) poliinsaturados, recomendados en la fieta porque tienen poco colesterol.

Las prostaglandinas derivan del ácido araquidónico.

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GLICÉRIDOS

-Forman los aceites y las grasas del tejido adiposo, esterificando 1, 2 o 3 moléculas de AG con 1 glicerina.

ESTERIFICACIÓN:     R-COOH + HO-R’    ->    R-COO-R’ + H2O

-El proceso contrario es la saponificación con KOH o NaOH, da lugar a glicerina y jabones.

-Los TAG son insolubles, no forman miscelas. Los MAG y DAG tienen cierta polaridad y forman facilmente miscelas.

-El punto de fusión disminuye con el número de insaturaciones y aumenta con la longitud de los AG.

  • Grasas: sólidos a temperatura ambiente.
  • Aceites: líquidos a temperatura ambiente.

Aceite de oliva: + insaturados y – saturados ; mantequilla: +saturados ; grasa de cordero: + saturados.

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FOSFOGLICÉRIDOS

Ésteres derivados de la glicerina.

-Son los lípidos más polares.

-Los fosfoglicéridos forman parte de la membrana celular. El más sencillo es el ácido fosfatídico, no tiene alcohol esterificando el fosfato.

– Los más abundantes son la lecitina y la cefalina. Forman parte de los tejidos animales.

-La cardiolipina (en mitocondrias) está formada por 2 moléculas de ácido fosfatídico esterificando las posiciones 1 y 3 de una molécula de glicerina.

fosfoglicerido

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FOSFOESFINGOLÍPIDOS

-Ésteres derivados de la esfingosina.

-Esfingosina (alcohol graso) + AG = ceramida (hidrófobo)

-Esfingomielina (+ abundante) contiene fosforilcolina como alcohol fosforilado polar.

esfingomielin

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GLUCOESFINGOLÍPIDOS

-Estan formados por una ceramida y una o más moléculas de glúcidos.

  • Cerebrósidos: con una molécula de glucosa o galactosa.
  • Gangliósidos: son mas complejos porque están formados por oligosacáridos. Forman parte de las terminaciones nerviosas, tienen un papel importante en la transmisión de impulsos nerviosos.

-Se encuentran en la membrana plasmática de todas las células, un 5% de los lípidos en la membrana de los eritrocitos; un 20% de los lípidos en la membrana de las células nerviosas con mielina donde es más abundante.

-FUNCIONES:

  • Intervienen en las interacciones entre células, uniéndose a moléculas complementarias en la membrana de otras células (procesos de inmunidad).
  • Intervienen en la mofulacion de las actividades de proteinas en la membrana plasmática (receptores de insulina).

-La enfermedad de Tay-Sachs es muy grave ya que provoca la acumulación de gangliósidos en el cerebro.

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ESTEROIDES

-Derivado de un anillo tetracíclico saturado de 17 átomos de carbono (ciclopentanoperhidrofenantreno).

-El más abundante es el colesterol, ya que es precursor de otros esteroides.

  • La parte hidrófila se encuentra en el -OH del C3. Es un lípidos hidrófobo, insoluble e inmiscible en agua.
  • En animales se encuentra en la membrana celular. En la sangre encontramos ésteres de colesterol.

-Hormonas sexuales.

-Los ácidos y las sales biliares (esteroides) son más polares que el colesterol, son emulsionantes de las grasas que facilitan la digestión.

  • Las sales biliares son amidas de un ácido biliar y de un aminoácido.

ciclopentanoperhidrofenantreno

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HIDRÓLISIS:

Es la ruputra de los enlaces internos por hidrólisis, saca una molécula de H2O.

PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS ÁCIDOS GRASOS:

ESTERIFICACIÓN:

Ácido + Base = Sal + Agua                                         Ácido orgánico + alcohol = Éster + Agua

HCl(liq)+NaOH(liq) = NaCl + H2o                         CH3COOH(liq)+CH3CH2OH = CH3COOCH2CH3 <- Acetato de etilo.

Ácido palmítico + propanol = palmitato de propil + agua.

REACCIÓN DE SAPONIFICACIÓN:

Ácido graso + base fuerte = sal de ácido graso (jabón) + agua

Ácido palmítico + sosa cáustica = palmitato sódico + agua

      Lípidos saponificables:

  • Simples: grasas y ceras
  • Complejos.

LOS LÍPIDOS CON ÁCIDOS GRASOS:

Los lípidos saponificables son los que contienen ácidos grasos (forman jabón). Todos son ésters, son el producto de la unión de un ácido graso con un alcohol.

Lípidos simples: Están formados por la esterificación de entre 1 a 3 moléculas de ácidos grasos con una molécula de alcohol, llamada glicerina. Sus moléculas son insolubles en agua, flotan por la baja densidad. Las grasas son acilglicéridoscon función de reserva energética en el organismo (adipocitos). Presentan como mínimo un ácido graso insaturado. Si todos los ácidos grasos son saturados hacen sebo.

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ACTIVIDADES DE RESUMEN:

1. Las dos características de los lípidos son:

  • Insolubles en agua y en otros disolventes polares.
  • Solubles en disolventes orgánicos, es decir, disolventes no polares.

2. Estan formados por CHON. A veces P y S.

3. Clasificación de los lípidos:

  • Con ácidos grasos o saponificables: simples (acilglicéridos y céridos) y complejos (fosfoglicéridos, fosfoesfingolípidos y glicoesfingolípidos).
  • Sín ácidos grasos o insaponificables: Terpenos, esteroides (colesterol) y prostaglandinas.

4. Los ácidos grasos son moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonatada linial con un número par de átomos de carbono, el último de los cuales constituye un grupo carboxilo (-COOH). Se clasifican en dos grupos: ácidos grasos saturados, solo tienen enlaces simples entre los átomos de carbono, y los ácidos grasos insaturados, que tienen +1 enlaces dobles entre los carbonos de la cadena hidrocarbonatada.

5. Fórmula reducida del ácido esteárico:

CH3-(CH2)13-COOH

6. Fórmula reducida del ácido oléico:

CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH

7. Reacción de esterificación: reacción de un ácido graso con un alcohol que da lugar a un éster (unión de ácido graso + alcohol con enlace covalente) y una molécula de agua.

8. Ácido palmítico + propanol:

CH3-(CH2)14-COOH+HO-CH2-CH2-CH3 —>(ESTERIFICACIÓN)//(HIDRÓLISIS)<— CH3-(CH2)14-COO-CH2-CH2-CH3+H2O

9. Reacción de saponificación: reacción de un ácido graso con una base fuerte (NaOH o KOH) que da lugar a una sal de ácido graso, llamado jabón.

10. Ácido palmítico + hidróxido sódico:

CH3-(CH2)14-COOH+NaOH ——-SAPONIFICACIÓN—–> CH3-(CH2)14-COO-ONa + H2O

11. Éster: unión entre un ácido graso y un alcohol por medio de un enlace covalente llamado enlace éster.

Jabón: es una sal de ácido graso.

12. Propiedades físicas de ácidos grasos:

  • Solubilidad: compuestos por 4 y 6 carbonos, son solubles en agua (no están considerados ácidos grasos). A partir de 8 carbonos són prácticamente insolubles (sí se consideran ácidos grasos).
  • Punto de fusión: los ácidos grasos saturados tienen un elevado punto de fusión; en cambio los ácidos grasos tienen un bajo punto de fusión con respecto a los AG saturados.

13. Moléculas amfipáticas: son moléculas bipolares que presentan una parte hidrófila que establece atracciones de tipo eléctrico con las molécilas de agua y otras moléculas polares.

14. Los lípidos saponificables son los que contienen ácidos grasos, para fabricar jabones. Todos son ésters (ácido graso + alcohol).

“Si encontráis algún error no dudéis en notificarmelo, os lo agradecería mucho. Y si encontráis algunas palabras mal traducidas os pido disculpas, tengo todos los apuntes en catalán y hay cosas que no sabía como se decía en castellano.

Gracias por visitar mi blog!”

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La química de la vida

LOS BIOELEMENTOS:
Son los elementos químicos presentes en los seres vivos. Los más abundantes son: Carbono (C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O) y Nitrógeno (N), y también se encuentra Fósforo (P) y Azufre (S). Son imprescindibles para formar biomoléculas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucléicos).


LAS BIOMOLÉCULAS:
Son las moléculas que forman parte de la materia viva. Hay dos tipos:
·Biomoléculas inorgánicas: No estan formadas por seres vivos.

Gases: O2, CO2 y N2. El O2 es necesario para la respiración aeróbica, libera CO2. El CO2 atmosférico es la puerta de entrada del carbono, se utiliza para la fotosíntesis (para elaborar glucosa). El N2 forma parte de las proteínas y de los ácidos nucléicos.

Minerales: En general estan en forma de sales, pero se pueden encontrar en la materia viva de tres maneras:

*Minerales precipitados: constituyen estructuras sólidas e insolubles, forman parte del esqueleto de los vertebrados, de las cáscaras de los moluscos y equinodermos.
*Sales minerales disueltas: Las sales solubles se disocian en aniones y cationes. Mantienen el grado de salinidad y actuan como tampones ayudantes a mantener constante el PH.
*Iones asociados: El Fe^2+ se encuentra en la hemoglobina y es un cofactor de nombrosas enzimas; el Mg^2+ forma parte de la clorofila; el PO43- (fosfato) forma parte de los nucleótidos y fosfolípidos.

Agua: Es la biomolécula inorgánica que forma parte de los seres vivos y de la materia inerte, es la biomolécula mas importante y se considera que no puede exisitir vida sin esta. La molécula de agua esta formada por H2O
hunidos por enlaces covalentes; es bipolar; se pueden unir entre ellas por puentes de higrógeno. Todas las reacciones químicas, que se producen dentro de la célula, necesitan que los reactivos esten en disolución acuosa.

*PROPIEDADES:
~Temperatura de fusión: OºC. Temperatura de ebullición: 100ºC.Agua
~Gran fuerza de cohesión entre las moléculas.
~Tensión superficial elevada.
~Posibilidad de ionizarse.
~Mayor densidad en estado líquido que en estado sólido (hasta 25ºC).
~Máxima densidad a 4ºC.
~Calor especifica elevada.
*FUNCIONES BIOLÓGICAS:
~Es un disolvente universal de moléculas orgánicas e inorgánicas (iónicas o polares de bajo peso molecular).
~Tiene capacidad de actuar como reativo químico en reacciones de oxidación-reducción i/o hidratación.
~Actua como vehículo de circulación para el intertambio de moléculas en el ámbito celular.
~Interviene en las deformaciones y en los movimientos citoplasmáticos.
~Favorece los desplazamientos de órganos lubricados por líquidos orgánicos.
~Amortigua cambios buscos de temperatura y distribuye la calor en el interior de los seres vivos.
~Actua de esqueleto hidrostático.
*LOCALIZACIÓN DEL AGUA EN LOS SERES VIVOS:
~Circulando (sangre).
~Intersticial (entre las células)
~Intracelular (citoplasma celular).

·Biomoléculas orgánicas: Estan formadas por seres vivos.

Glúcidos: estan formados por carbono, hidrógeno y oxígeno. El monómero básico de los glúcidos son los monosacários. Los monosacários pueden unirse entre si mediante enlaces glicosídicos, originando oligosacáridos o polisacáridos (de 2 a 10 monosacáridos, como el disacárido sacarosa y con +10 monosacáridos como el midón y la celulosa). Los monosacáridos y los disacáridos tienen basicamente función energética, siendo combustibles que las células utilizan para generar la energia que necesitan para realizar sus funciones; la glucosa es el combustible universal de las células.

Lípidos: estan formados por C, H, O y a menudo P y N. Son un grupo heterogéneo de sustáncias que solo tienen en común ser insolubles en agua. Hay dos tipos:

*Lípidos saponificables: estos contienen en su estructura uno o más ácidos grasos para poder saponificar (reacción química entre un ácido graso y una base o alcalino. Los ácidos grasos son moléculas formadas por una larga cadena lineal hidrocarbonada con un grupo hidroxilo en un extremo.Triglicerido

~Triglicéridos: Resultado de la esterificación de tres ácidos grasos con cada uno de los grupos hidroxil (-OH). Si a temperatura ambiente son sólidos: grasas. A temperatura ambiente son líquidos: aceites. Su función es reserva de energia.
~Céridos: Las ceras son el resultado de la esterificación de un ácido graso con un alcohol de cadena larga. Impermeabilizan y protegen (piel,
plumas…).
~Fosfolípidos: La esterificació de dos ácidos grasos con dos hidroxilos de glicerol; el tercer hidroxilo se esterifica con un ácido fosfórico y este con un alcohol. Forman parte de la bicapa lipídica de la membrana celular.

*Lípidos insaponificables: no contienen ácidos grasos.

~Terpenos: aceites esenciales (mentol), el fitol (clorofila), vitaminas A, K i E, carotenoides (pigmentos fotosintéticos) y caucho (àrbol Hevea brasiliensis).
~Esteroides: Se destacan el colesterol, los corticoides, las hormonas sexuales y la vitamina D.

Proteínas: Son polipéptidos (largas cadenas no ramificadas de aminoácidos conectados ente si por medio de enlaces peptídicos). Cada proteína tiene una
secuencia característica de aminoácidos, se conoce como estructura primaria,
determinada genéticamente segun el orden de los codones del ADN. La cadena
primaria de aminoácidos se pliega en forma de hélice alfa constituyendo, así,
la estructura secundaria; puede replegarse sobre si misma para adoptar una
conformación globular, denominada estructura terciaria; finalmente diversas estructuras terciarias se pueden agrupar y formar la estructura cuaternaria.
Las encimas llevan a cabo todas las reacciones metabólicas; algunas proteínas son hormonas; la insulina y la hormona del crecimiento.Bases nitrogenadas

Ácidos nucléicos: son biomoléculas orgánicas encargadas de almacenar y difundir la información genética. Son polímeros (largas cadenas de nucleótidos denominadas polinucleótidos). Un nucleótido tiene tres componentes básicos: un monosacárido de 5 carbonos (ribosa o desoxiribosa), una base nitrogenada (adenina, guanina, citosina, timina y uracilo) y un grupo fosfato.

El ADN está formado por dos cadenas de nucleótidos: contiene, de manera codificada, la información necesaria para el funcionamiento de la célula en unas unidades denominadas genes. El ADN tiene siempre desoxiribosa y NUNCA URACIL.
El ARN está formado por un solo polinucleótido, es siempre la copia de un segmento (un gen) de ADN. El ARN siempre tiene ribosa y NUNCA TIMINA.