Conceptos Fundamentales en Bioquímica y Biología Celular

Ácidos Grasos: Saturados vs. Insaturados

Ácidos Grasos Saturados

En los ácidos grasos saturados, todos sus enlaces covalentes entre los átomos de carbono son enlaces simples, por lo que sus cadenas hidrocarbonadas son lineales. Son sólidos a temperatura ambiente. Se encuentran en grasas animales, y en los aceites de coco, palma y cacahuete.

Las cadenas de los ácidos grasos saturados se pueden empaquetar por enlaces de Van der Waals entre los átomos de las cadenas vecinas. Cuanto más larga sea la cadena (más carbonos), mayor es la posibilidad de formación de estas interacciones débiles. Por ello, a temperatura ambiente, los ácidos grasos saturados suelen encontrarse en estado sólido.

• No tienen dobles enlaces y suelen ser sólidos a temperatura ambiente.
• Ejemplos comunes: Palmítico (16 carbonos) y Esteárico (18 carbonos).

Ácidos Grasos Insaturados

Los ácidos grasos insaturados tienen uno o varios enlaces dobles en los carbonos de la cadena. La distancia entre los átomos de estos carbonos no es la misma que con los otros, ni los ángulos de enlace, por lo que los ácidos grasos insaturados presentan codos, con cambios de dirección, en los lugares donde aparece un doble enlace entre átomos de carbono.

Lípidos y Triglicéridos

Triglicéridos

Los triglicéridos son un tipo de lípido formado por ácidos grasos.

Función de los Lípidos

Los lípidos son las moléculas de reserva energética más importantes (entendiendo los lípidos de reserva energética como los triglicéridos y no las hormonas lipídicas o los fosfolípidos).

• Su catabolismo proporciona más energía que los glúcidos.
• Su degradación no es fácil: son insolubles en agua, tienen poca reactividad química…
• Su catabolismo comienza con una hidrólisis en la digestión:
  • Lípidos (triglicéridos) $\rightarrow$ glicerina + ácidos grasos
  • La glicerina se degrada a gliceraldehído 3P que pasaría a la glucólisis.

Importancia de las Grasas

Las grasas son necesarias para nuestro organismo, ya que proveen ácidos grasos esenciales que nuestro cuerpo no podría fabricar. Además, cumplen diversas funciones vitales como, por ejemplo, almacenar energía, sirven de estructura para producir hormonas y otras sustancias y facilitan el transporte de varias vitaminas.

Reacciones Químicas

Saponificación

La saponificación es la formación de jabón a partir de lípidos saponificables mediante la reacción química entre un triacilglicérido y una base ($\text{NaOH}$ o $\text{KOH}$). En la reacción se libera glicerina y se forman tres moléculas de las sales sódicas o potásicas (jabones) correspondientes a los ácidos grasos.

Polisacáridos

Los polisacáridos cumplen funciones:

• Con función de reserva energética, como el almidón en los vegetales o el glucógeno en los animales.
• Con función estructural, como la celulosa de las plantas.

Función Reserva Energética (Glúcidos)

La glucosa es el glúcido más importante, ya que es la principal fuente de energía utilizada por los seres vivos. El almidón en vegetales, el glucógeno en animales, etc., son formas de almacenar miles de glucosas.

Función Estructural (Glúcidos)

Destaca la importancia del enlace $\beta$, que impide la degradación de estas moléculas y hace que algunos organismos puedan permanecer cientos de años, en el caso de los árboles, manteniendo estructuras de hasta 100 metros de altura. Entre los glúcidos con función estructural podemos citar: la celulosa en los vegetales, la quitina en la pared celular de los hongos y el exoesqueleto de los artrópodos, la ribosa y desoxirribosa en los ácidos nucleicos de todos los seres vivos, los peptidoglucanos en la pared celular de las bacterias, la condroitina en huesos y cartílagos, etc.

Fenómenos de Transporte y Equilibrio

Ósmosis

La ósmosis es un fenómeno en el que se produce el movimiento de agua (disolvente) desde una disolución de concentración menor (hipotónica) a otra de concentración mayor (hipertónica) cuando ambas están separadas por una membrana semipermeable (que deja pasar el agua, pero no los solutos disueltos en ella), hasta que las dos disoluciones alcanzan la misma concentración (isotónicas).

Relaciones de Concentración

Las membranas celulares pueden considerarse semipermeables. Si comparamos dos disoluciones, éstas pueden ser entre sí:

• Isotónicas si poseen la misma concentración.
• Diferentes concentraciones: una es hipotónica y otra hipertónica.

Efectos Osmóticos en Células

Cuando se introduce una célula en un medio hipotónico entrará agua a su interior y la célula reventará. Por el contrario, si se introduce en un medio hipertónico la célula perderá agua, se arrugará y deshidratará. Es evidente que estas situaciones no son compatibles con la vida, por lo que la homeostasis de la presión osmótica, la osmorregulación, es otro factor vital para el mantenimiento de la vida.

Fenómenos Específicos

• TURGENCIA: En un medio externo hipotónico (menos concentrado), la célula se hincha y se pone turgente por la entrada de agua.
• PLASMÓLISIS: En un medio externo hipertónico (más concentrado), la célula pierde agua, se arruga y la membrana acaba rompiéndose.

La plasmólisis ocurre cuando las células vegetales pierden agua después de ser colocadas en una solución que tiene una mayor concentración de solutos que la célula. Esto se conoce como solución hipertónica. El agua fluye desde las células hacia el líquido circundante debido a la ósmosis. Esto hace que el protoplasma, todo el material del interior de la célula, se contraiga y se aleje de la pared celular. La pérdida severa de agua que conduce al colapso de la pared celular puede resultar en la muerte celular. Dado que la ósmosis es un proceso que no requiere energía por parte de la célula y no se puede controlar, las células no pueden detener la plasmólisis.

Propiedades Moleculares

Hidrofilia

Hidrófilo es la propiedad física de una molécula que tiende a interactuar o disolverse con agua (u otras sustancias polares). Estas moléculas son capaces de formar puentes de hidrógeno y normalmente tienen carga polarizada. Se sabe que las moléculas polares y no polares son hidrófilas e hidrófobas, respectivamente.

Soluciones Amortiguadoras

Una solución amortiguadora, reguladora, o tampón es aquella compuesta por una mezcla de un ácido débil con su base conjugada. Su principal característica es que mantiene estable el pH de una disolución ante la adición de cierta cantidad de ácido o base fuerte.

(Nota: El término «Amoniaco» parece estar fuera de contexto en relación con la definición de solución tampón, pero se mantiene en el texto original como se solicitó no eliminar contenido).*